CN108918312B - 一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪 - Google Patents

一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，包括冲刷压力装置、控制装置和盛放装置，在盛放装置内设置试件盛放桶，试件盛放桶底部设有承重网片，试件盛放桶与恒温水浴箱通过承重网片连通，承重网片上设有用于固定待测试件的固定环，利用固定环将待测试件固定在试件盛放桶内，然后利用冲刷压力装置的液压机活塞在试件盛放桶内做往复运动，带动试件盛放桶内的水对待测试件进行冲刷，利用控制器实现冲刷压力装置的自动控制以及试件盛放桶内的温度调节，完成参数设定和记录，记录结果准确，冲刷完成后计算试件冲刷损失质量，评价材料的抗冲刷性能，本装置结构简单、使用方便而且自动化程度较高，同时，运行稳定、安全、保证实验结果的准确性。

Description

一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪
技术领域
本发明属于一种实验室用无机结合料稳定材料冲刷试验装置，具体涉及一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪。
背景技术
近年来，随着我国国民经济的快速发展，交通运输行业的持续兴盛，道路建设在国民基础设施建设中的地位越来越重要，而且随着大载重车辆比例的增加，超载现象已非常普遍，因此，对道路的路用性能提出了更高的要求，基层做为路面结构的承重层，它的稳定对整个道路结构的稳定至关重要。
水损坏一直是无机结合料稳定基层常见的病害，特别是在多雨季节，当车辆从路面上高速通过时，路面结构中的渗水，会因车辆碾压与经过时产生的动水压力，而对无机结合料的基层结构进行反复的冲刷，造成无机结合料细集料大量脱落，造成路面结构的破坏。
然而现有的室内试验条件无法模拟车辆通过时动水压力对基层的冲刷作用，且现有的旋转冲刷装置和振动台试验无法准确模拟和评价无机结合料的抗冲刷性能，因此，开发一种模拟车轮荷载产生的动水冲刷作用对无机结合料进行冲刷的装置变得十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，包括冲刷压力装置、控制装置和盛放装置，其中盛放装置包括恒温水浴箱以及设置于恒温水浴箱内的试件盛放桶，试件盛放桶底部设有承重网片，试件盛放桶与恒温水浴箱通过承重网片连通，承重网片上设有用于固定待测试件的固定环；冲刷压力装置包括液压机，液压机的活塞外壁能够与试件盛放桶内壁贴合做往复运动；控制装置包括用于控制液压机做活塞运动的液压机控制器、用于控制恒温水浴箱水温的水温控制器。
进一步的，还包括底座以及设置于底座上的主轴，主轴上设有主轴伸缩杆，液压机固定于主轴伸缩杆上。
进一步的，主轴伸缩杆连接于控制装置。
进一步的，控制装置设置于控制箱内，控制箱上设有主轴升降旋钮、温度调节旋钮、冲刷频率调节旋钮、时间调节开关以及显示设定参数的液晶显示器。
进一步的，恒温水浴箱内设有电热丝和压力表。
进一步的，恒温水浴箱通过螺栓组件固定于底座的主轴上；底座上设有盛水桶，盛水桶上设有盛水桶把手。
进一步的，恒温水浴箱下端设有漏嘴，漏嘴上设有阀门，恒温水浴箱下端呈锥形设置。
进一步的，试件盛放桶下端设有进出水网，进出水网呈锥形设置，进出水网上端与试件盛放桶下端外壁贴合，进出水网下端与漏嘴内壁贴合。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，通过设置冲刷压力装置、控制装置和盛放装置，在盛放装置内设置试件盛放桶，试件盛放桶底部设有承重网片，试件盛放桶与恒温水浴箱通过承重网片连通，承重网片上设有用于固定待测试件的固定环，利用固定环将待测试件固定在试件盛放桶内，然后利用冲刷压力装置的液压机活塞在试件盛放桶内做往复运动，带动试件盛放桶内的水对待测试件进行冲刷，利用控制器实现冲刷压力装置的自动控制以及试件盛放桶内的温度调节，完成参数设定和记录，记录结果准确，冲刷完成后计算试件冲刷损失质量，评价材料的抗冲刷性能，本装置结构简单、使用方便而且自动化程度较高，同时，运行稳定、安全、保证实验结果的准确性。
进一步的，还包括底座以及设置于底座上的主轴，主轴上设有主轴伸缩杆，液压机固定于主轴伸缩杆上，保证液压机相对盛放装置的位置稳定，便于液压机的高度调节。
进一步的，试件盛放桶下端设有进出水网，进出水网呈锥形设置，进出水网上端与试件盛放桶下端外壁贴合，进出水网下端与漏嘴内壁贴合，保证来回冲刷水的畅通。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1、主轴伸缩杆；2、控制箱；3、液晶显示器；4、主轴升降旋钮；5、温度调节旋钮；6、冲刷频率调节旋钮；7、时间调节开关；8、电热丝；9、螺栓组件；10、主轴；11、压力表；12、底座；13、盛水桶；14、盛水桶把手；15、漏嘴；16、阀门；17、进出水网；18、承重网片；19、试件固定环；20、试件；21、活塞；22、活塞伸缩杆；23、液压机；24、恒温水箱；25、活塞伸缩杆升降旋钮，26、试件盛放桶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，包括冲刷压力装置、控制装置和盛放装置，其中盛放装置包括恒温水浴箱24以及设置于恒温水浴箱24内的试件盛放桶26，试件盛放桶26底部设有承重网片18，试件盛放桶26与恒温水浴箱24通过承重网片18连通，承重网片18上设有用于固定待测试件的固定环19；冲刷压力装置包括液压机23，液压机23的活塞21外壁能够与试件盛放桶26内壁贴合做往复运动；控制装置包括用于控制液压机23做活塞运动的液压机控制器、用于控制恒温水浴箱24水温的水温控制器；
还包括底座12以及设置于底座12上的主轴10，主轴10上设有主轴伸缩杆1，液压机23固定于主轴伸缩杆1上；通过主轴伸缩杆1控制液压机23的高度；主轴伸缩杆1通过控制装置控制；
控制装置设置于控制箱2内，控制箱2上设有主轴升降旋钮4、温度调节旋钮5、冲刷频率调节旋钮6、时间调节开关7以及显示设定参数的液晶显示器3，
恒温水浴箱24内设有电热丝8和压力表11，恒温水浴箱24通过螺栓组件9固定于底座12的主轴10上；底座12上设有盛水桶13，盛水桶13上设有盛水桶把手14；
液压机23通过液压杆22控制活塞21的往复运动；
恒温水浴箱24下端设有漏嘴15，漏嘴15上设有阀门16，恒温水浴箱24下端呈锥形设置；
试件盛放桶26下端设有进出水网17，进出水网17呈锥形设置，进出水网17上端与试件盛放桶26下端外壁贴合，进出水网17下端与漏嘴15内壁贴合，以保证在冲刷实验过程中，冲刷颗粒能够集中在进出水网17内，便于排出；
使用时，先通过主轴升降旋钮将主轴伸缩杆上升到最大位置，通过活塞伸缩杆升降旋钮将活塞上升到恒温水浴箱外，然后关闭恒温水浴箱下部的阀门，将成型好的无机结合料试件放入恒温水浴箱内，并通过试件固定环将试件固定在承压透水网片上，通过恒温水浴箱的上部开口，将水注入到恒温水浴箱内，注入恒温水浴箱内的水完全浸没无机结合料试件20，通过温度调节旋钮使电热丝加热，将恒温水浴箱内的水温调到设定的温度，并保持恒定。然后通过主轴伸缩杆升降旋钮，将主轴伸缩杆下降到合适位置，并通过活塞频率调节旋钮和时间调节旋钮将活塞下降到距离试件5cm左右，然后设定冲刷试件和冲刷频率开始冲刷，活塞杆在试件盛放桶26内做往复运动，在冲刷过程中可通过压力表，读取试件冲刷时候的水压值，记录冲刷过程中的压力值和温度值，冲刷完成后首先打开恒温水箱下部阀门使冲刷水通过漏嘴流入到盛水桶内，通过活塞伸缩杆升降旋钮上升到恒温水浴箱外，并通过主轴伸缩杆升降旋钮将液压机上升到设定高度，打开试件固定环，取出试件。最后盛水桶内的水烘干称重，计算试件冲刷损失质量，评价材料的抗冲刷性能。
实例分析
按照交通部《公路工程无机结合料试验规程》JTG E51-2009中的无机结合料冲刷试验方法进行冲刷实验，并根据《公路沥青路面设计规范》JTJD50-2017中级配范围的规定，分别选定悬浮密实级配和骨架密实级配两种级配类型，级配如下所示：
水泥稳定碎石级配
Figure BDA0001722708550000051
并根据《公路工程无机结合料试验规程》JTG E51-2009中的振动击实方法确定混合料的最佳含水率和最大干密度如下。
水泥稳定碎石振动成型试验结果
Figure BDA0001722708550000052
Figure BDA0001722708550000061
将成型好的试件标准养生至90d后进行劈裂强度试验，试验结果如下所示：
Figure BDA0001722708550000062
将成型好的试件标准养生至90d后进行冲刷试验，其冲刷试验结果如下所示：
水泥稳定碎石冲刷试验结果
Figure BDA0001722708550000063
冲刷后其劈裂强度如下所示：
Figure BDA0001722708550000064
Figure BDA0001722708550000071
由不同配合比的水泥稳定碎石冲刷前后的劈裂强度对比分析可知，经过动水冲刷后水泥稳定碎石混合料的劈裂强度均有大幅度的降低，由于动水冲刷对试件的破坏更加的加剧，也更好的模拟了，车辆经过时形成的真空环境造成的路面积水对基层的冲刷，与实际情况较符合。

Claims (6)

1.一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，包括冲刷压力装置、控制装置和盛放装置，其中盛放装置包括恒温水浴箱(24)以及设置于恒温水浴箱(24)内的试件盛放桶(26)，试件盛放桶(26)底部设有承重网片(18)，试件盛放桶(26)与恒温水浴箱(24)通过承重网片(18)连通，承重网片(18)上设有用于固定待测试件的固定环(19)；冲刷压力装置包括液压机(23)，液压机(23)的活塞(21)外壁能够与试件盛放桶(26)内壁贴合做往复运动；控制装置包括用于控制液压机(23)做活塞运动的液压机控制器、用于控制恒温水浴箱(24)水温的水温控制器，恒温水浴箱(24)下端设有漏嘴(15)，漏嘴(15)上设有阀门(16)，恒温水浴箱(24)下端呈锥形设置，试件盛放桶(26)下端设有进出水网(17)，进出水网(17)呈锥形设置，进出水网(17)上端与试件盛放桶(26)下端外壁贴合，进出水网(17)下端与漏嘴(15)内壁贴合。
2.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，还包括底座(12)以及设置于底座(12)上的主轴(10)，主轴(10)上设有主轴伸缩杆(1)，液压机(23)固定于主轴伸缩杆(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，主轴伸缩杆(1)连接于控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，控制装置设置于控制箱(2)内，控制箱(2)上设有主轴升降旋钮(4)、温度调节旋钮(5)、冲刷频率调节旋钮(6)、时间调节开关(7)以及显示设定参数的液晶显示器(3)。
5.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，恒温水浴箱(24)内设有电热丝(8)和压力表(11)。
6.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料动水冲刷仪，其特征在于，恒温水浴箱(24)通过螺栓组件(9)固定于底座(12)的主轴(10)上；底座(12)上设有盛水桶(13)，盛水桶(13)上设有盛水桶把手(14)。
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