CN109632551A - 一种磨耗性能平行试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种磨耗性能平行试验装置及试验方法，试验装置包括两个试件支撑台，待测试件的上方均设有充气式橡胶垫与喷头，充气式橡胶垫安装在转动轴的端部，转动轴上安装从齿轮，两个从齿轮与主齿轮啮合，与电机相连的转轴经过减速器带动主齿轮旋转，两个从齿轮再通过转动轴带动充气式橡胶垫旋转；待测试件的下方设有用于排水的水槽，试件支撑台通过液压泵进行支承，待测试件当中提前埋入应力传感器，应力传感器的测试数据反应充气式橡胶垫作用在待测试件上的压力，试件支撑台在小液压泵的作用下实现升降，待测试件的试验温度通过温控装置来控制。本发明测试结果的对比性明显，能够较为真实的反应不同胎面花纹和不同胎压对试件表面磨耗效果的影响。

Description

一种磨耗性能平行试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及路面材料性能测试领域，具体涉及一种磨耗性能平行试验装置及试验方法。

背景技术

随着国民经济的发展，高等级、重交通道路越来越多，对其要求也越来越高，随着车辆的通行，加剧了对路面的磨耗作用，使得路面的抗滑能力降低。影响路面抗滑性能的因素，对于沥青路面或者水泥路面而言，有石料的性质、颗粒级配、路面潮湿程度、结合料用量等。目前对于路面抗滑性能的室内测试方法主要有铺砂法和摆式仪法。

铺砂法是测试沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度，用以评定路面表面的宏观构造，摆式仪法是测定沥青路面、标线或其他材料试件的抗滑值，用以评定路面或路面材料试件在潮湿状态下的抗滑能力。目前，国内还没有沥青路面或者水泥路面材料性能衰减程度的测试装置，也没有测试外界因素(如测试温度和水分等)对材料性能衰减程度影响的装置。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种磨耗性能平行试验装置及试验方法，能够在相同试验条件下同时测试两个平行试件，便于测试结果的对比分析，也可以改变试验条件，如温度和湿度，来研究外界环境对材料抗磨耗作用的影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

包括两个用于分别放置待测试件的试件支撑台，待测试件的上方均设有充气式橡胶垫与喷头，所述的充气式橡胶垫安装在转动轴的端部，转动轴上安装从齿轮，两个从齿轮与主齿轮啮合，与电机相连的转轴经过减速器带动主齿轮旋转，两个从齿轮再通过转动轴带动充气式橡胶垫旋转；所述的喷头连接供水管，供水管连接水泵，待测试件的下方设有用于排水的水槽，所述的试件支撑台通过液压泵进行支承，待测试件当中提前埋入应力传感器，应力传感器的测试数据反应充气式橡胶垫作用在待测试件上的压力，试件支撑台在小液压泵的作用下实现升降，待测试件的试验温度通过温控装置来控制。

所述安装从齿轮的转动轴一端连接充气式橡胶垫，另一端通过轴承固定安装在支架上；所述的试件支撑台布置在支架的内部空间当中，电机和减速器以及温控装置、液压泵和水泵均安装在支架上。所述安装从齿轮的转动轴上设置有能够记录旋转次数的计数器。

所述充气式橡胶垫中的气压大小能够进行调节设置。

所述的充气式橡胶垫采用圆形，充气式橡胶垫的表面加工有与轮胎一致的花纹。

本发明磨耗性能平行试验方法，包括以下步骤：制作待测试件，在试件制作过程中放置应力传感器，将两个待测试件分别放置在试件支撑台上，开动水泵，用喷头对其中一个待测试件的表面进行洒水，使其表面湿润，多余的水分通过水槽流入水管排出，另一个待测试件保持干燥状态，调节试件支撑台下方的液压泵，使待测试件竖向移动并接触充气式橡胶垫，根据应力传感器调整待测试件与充气式橡胶垫的接触状态，通过温控装置调整好测试温度，保持两个待测试件的温度均衡，开动电机，主齿轮带动两个从齿轮转动，转动的两个从齿轮带动固定在转动轴上的充气式橡胶垫在待测试件的表面转动，根据试验需要设置转动次数，最后对待测试件的表面进行抗滑性能以及表面纹理变化情况评价。

调节两个充气式橡胶垫的压力或者液压泵的支承力，测试不同气压、不同接触压力下待测试件的抗磨耗效果。磨耗试验完毕后利用摆式摩擦仪或人工铺砂法测试试件表面的摩擦系数和构造深度或利用3D显微镜测试试件表面的纹理变化。用喷头将待测试件的表面湿润，对比试件在表面干燥及表面湿润条件下摩擦系数的变化规律及表面纹理的变化情况。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：通过该试验装置能够在相同试验条件下同时平行测试两个待测试件，便于测试结果的对比分析，并且测试结果具有明显的对比性。采用充气式橡胶垫模拟车轮的胎面和压力，能够较为真实的反应不同胎面花纹和不同胎压对试件表面磨耗效果的影响。此外，本发明能够改变不同的试验条件，包括温度和湿度等，实现了对不同外界环境的研究，为材料抗磨耗作用的影响要素提供了便捷的试验途径。

附图说明

图1本发明试验装置的整体结构示意图；

附图中：1-支架；2-温控装置；3-水槽；4-试件支撑台；5-水泵；6-液压泵；7-水管；8-应力传感器；9-待测试件；10-喷头；11-充气式橡胶垫；12-从齿轮；13-主齿轮；14-轴承；15-计数器；16-电机；17-减速器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明的磨耗性能平行试验装置，包括两个用于分别放置待测试件9的试件支撑台4，待测试件9的上方均设有充气式橡胶垫11与喷头10，充气式橡胶垫11采用圆形，其内部气压可以调节，充气式橡胶垫11的表面加工有与轮胎一致的花纹。充气式橡胶垫11安装在转动轴的端部，转动轴的另一端通过轴承14固定安装在支架1上，试件支撑台4布置在支架1的内部空间当中。转动轴上安装从齿轮12，两个从齿轮12与主齿轮13啮合。与电机16相连的转轴经过减速器17带动主齿轮13旋转，两个从齿轮12再通过转动轴带动充气式橡胶垫11旋转；喷头10连接供水管，供水管连接水泵5，待测试件9的下方设有用于排水的水槽3，试件支撑台4通过液压泵6进行支承，待测试件9当中提前埋入应力传感器8，应力传感器8的测试数据反应充气式橡胶垫11作用在待测试件9上的压力，试件支撑台4在小液压泵6的作用下实现升降，待测试件9的试验温度通过温控装置2来控制。电机16和减速器17以及温控装置2、液压泵6和水泵5均安装在支架1上，转动轴上设置有能够记录旋转次数的计数器15，充气式橡胶垫11中的气压大小能够进行调节设置。

使用本发明磨耗性能平行试验装置进行试验的方法包括以下步骤：

旋转压实成型沥青混合料车辙板试件一组(2个试件)，在试件制作成型过程中放置应力传感器8，将待测试件9放置在试件支撑台4上，开动水泵5，通过喷头10对一个待测试件9的表面进行洒水，使其表面湿润，多余的水分会通过水槽3流入水管7排出，另一个待测试件9保持干燥状态，调节试件支撑台4下方的液压泵6，使待测试件9竖向移动并接触充气式橡胶垫11，通过应力传感器8调整待测试件9与充气式橡胶垫11的接触状态，通过温控装置2调整好测试箱体内的测试温度，保持待测两个试件的温度均衡。开动电机16，主齿轮13带动两个从齿轮12转动，转动的两个从齿轮12带动固定在转动轴上的充气式橡胶垫11转动，在待测试件9的表面转动，根据试验需要设置转动次数，试验完毕后，利用其它抗滑性能测试手段对试件表面进行抗滑性能以及表面纹理变化情况进行测试。

本发明可以研究待测试件的磨耗变化规律，可以为沥青混合料配合比的设计、集料的选择以及磨耗层类型等设计提供参考。调节两个充气式橡胶垫11的压力或者液压泵6的支承力，可以测试不同气压、不同接触压力下待测试件9的抗磨耗效果。待测试件9磨耗试验完毕后，可以利用摆式摩擦仪或人工铺砂法测试试件表面的摩擦系数和构造深度，也可以利用3D显微镜等测试待测试件9表面纹理的变化情况。待测试件9的表面可以干燥，也可以用喷头将试件表面湿润，可以进行不同环境条件下的磨耗效果对比试验。

Claims (9)

1.一种磨耗性能平行试验装置，其特征在于：包括两个用于分别放置待测试件(9)的试件支撑台(4)，待测试件(9)的上方均设有充气式橡胶垫(11)与喷头(10)，所述的充气式橡胶垫(11)安装在转动轴的端部，转动轴上安装从齿轮(12)，两个从齿轮(12)与主齿轮(13)啮合，与电机(16)相连的转轴经过减速器(17)带动主齿轮(13)旋转，两个从齿轮(12)再通过转动轴带动充气式橡胶垫(11)旋转；所述的喷头(10)连接供水管，供水管连接水泵(5)，待测试件(9)的下方设有用于排水的水槽(3)，所述的试件支撑台(4)通过液压泵(6)进行支承，待测试件(9)当中提前埋入应力传感器(8)，应力传感器(8)的测试数据反应充气式橡胶垫(11)作用在待测试件(9)上的压力，试件支撑台(4)在小液压泵(6)的作用下实现升降，待测试件(9)的试验温度通过温控装置(2)来控制。

2.根据权利要求1所述的磨耗性能平行试验装置，其特征在于：所述安装从齿轮(12)的转动轴一端连接充气式橡胶垫(11)，另一端通过轴承(14)固定安装在支架(1)上；

所述的试件支撑台(4)布置在支架(1)的内部空间当中，电机(16)和减速器(17)以及温控装置(2)、液压泵(6)和水泵(5)均安装在支架(1)上。

3.根据权利要求1或2所述的磨耗性能平行试验装置，其特征在于：所述安装从齿轮(12)的转动轴上设置有能够记录旋转次数的计数器(15)。

4.根据权利要求1所述的磨耗性能平行试验装置，其特征在于：所述充气式橡胶垫(11)中的气压大小能够进行调节设置。

5.根据权利要求1或4所述的磨耗性能平行试验装置，其特征在于：所述的充气式橡胶垫(11)采用圆形，充气式橡胶垫(11)的表面加工有与轮胎一致的花纹。

6.一种基于权利要求1所述磨耗性能平行试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：制作待测试件(9)，在试件制作过程中放置应力传感器(8)，将两个待测试件(9)分别放置在试件支撑台(4)上，开动水泵(5)，用喷头(10)对其中一个待测试件(9)的表面进行洒水，使其表面湿润，多余的水分通过水槽(3)流入水管(7)排出，另一个待测试件(9)保持干燥状态，调节试件支撑台(4)下方的液压泵(6)，使待测试件(9)竖向移动并接触充气式橡胶垫(11)，根据应力传感器(8)调整待测试件(9)与充气式橡胶垫(11)的接触状态，通过温控装置(2)调整好测试温度，保持两个待测试件(9)的温度均衡，开动电机(16)，主齿轮(13)带动两个从齿轮(12)转动，转动的两个从齿轮(12)带动固定在转动轴上的充气式橡胶垫(11)在待测试件(9)的表面转动，根据试验需要设置转动次数，最后对待测试件(9)的表面进行抗滑性能以及表面纹理变化情况评价。

7.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：调节两个充气式橡胶垫(11)的压力或者液压泵(6)的支承力，测试不同气压、不同接触压力下待测试件(9)的抗磨耗效果。

8.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：磨耗试验完毕后利用摆式摩擦仪或人工铺砂法测试试件表面的摩擦系数和构造深度或利用3D显微镜测试试件表面的纹理变化。

9.根据权利要求6所述的试验方法，其特征在于：用喷头(10)将待测试件(9)的表面湿润，对比试件在表面干燥及表面湿润条件下摩擦系数的变化规律及表面纹理的变化情况。