CN114088566B - 一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统 - Google Patents

一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，包括固定设置的支撑装置、冲刷装置、驱动控制装置和监测装置；所述冲刷装置包括可滑动地连接于所述支撑装置上的冲刷箱，所述冲刷箱的内部设置有滑动夹具，所述冲刷箱内部的一端固定连接有第一冲刷压头，另一端固定连接有第二冲刷压头；所述第二冲刷压头的与所述被测试样接触的一侧凹设有接触面；所述驱动控制装置驱动所述冲刷箱进行往复运动；所述监测装置同时与所述第一冲刷压头和所述第二冲刷压力的传感器通信连接。本发明能够真实地模拟道路基层材料所受到的冲刷场景，有效地对其中的泵吸效应和动水冲刷进行具体实现和监测，还能对冲刷力进行控制。

Description

一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统
技术领域
本发明涉及材料测试领域，尤其涉及一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统。
背景技术
我国道路的路面普遍存在寿命严重不足的问题，路面早期病害十分普遍，其中半刚性基层抗冲刷性能不足为其主要原因。路面积水通过路面裂缝渗透并滞留在半刚性基层时，行车荷载作用产生的动水压力会不断冲刷基层细料，形成浆体，并通过裂缝挤压到路面，引起路面剥落、唧泥、坑槽和网裂等病害。
为了对材料的抗冲刷性能进行检测，《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》T0860-2009中抗冲刷试验推荐使用MTS万能试验机，将刚性压头以一定频率和荷载施加在试件表面，模拟轮胎荷载作用下的“泵吸效应”，但是，MTS万能试验机设备需进口、价格昂贵，仅少数科研院所拥有，并且每次试验只能实现单个试件冲刷，这些均严重限制了抗冲刷试验的大范围应用。道路基层材料抗冲刷试验的其他方法还包括旋转刷试验和振动台试验。旋转刷试验利用钢丝对试件表面磨刷，但这种机械磨损作用并未涉及水的参与，与实际不符；振动台冲刷试验利用振动台给试件提供激振力，虽然有水参与，但其无法模拟基层材料所受的“泵吸效应”。因此，目前缺少经济实用且能有效反映基层材料的抗冲刷性能的试验仪器。
在现有的研究中，申请号为CN201010126303.X的中国发明专利中公开了一种路面基层抗冲刷性能试验设备，其通过水压力机施加动水压力，模拟动水压力对路面板的冲刷作用，但冲刷桶容积有限，动水冲刷不充分，而且，动水单向冲刷未能考虑行车荷载作用下的“泵吸效应”。此外，申请号为CN202020930832.4的中国实用新型专利公开了一种无机结合料抗冲刷试验设备及其试样护膜套设装置、申请号为CN201710166461.X的中国发明专利公开了一种三轴联动的路面抗冲刷性能试验装置、申请号为CN202021202889.9的中国实用新型专利公开了一种抗冲刷试验设备，其均是利用伺服电机代替MTS万能试验机，虽然简化了试验设备，且可有效调节冲刷频率并模拟“泵吸效应”，但是还存在无法施加动水压力以及调节施加荷载大小等问题。需特别指出的是，在现有的各项研究中，均只针对具体的功能性指标进行了改进，未对模拟试验的真实度做到显著的提升。
鉴于此，有必要提供一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，以解决或至少缓解上述泵吸效应不明显、动水冲刷不充分、无法调节施加载荷、以及真实度偏低的技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，旨在解决现有技术中泵吸效应不明显、动水冲刷不充分、无法调节施加载荷、以及真实度偏低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，包括固定设置的支撑装置、冲刷装置、驱动控制装置和监测装置；
所述冲刷装置包括至少一个沿第一方向可滑动地连接于所述支撑装置上的冲刷箱，所述冲刷箱的内部设置有至少一个用于夹持被测试样的滑动夹具组，所述滑动夹具组包括在垂直于所述冲刷箱的滑动方向上相对设置地两个滑动夹具，所述滑动夹具在所述冲刷箱的内壁上沿所述第一方向可滑动地设置；
所述冲刷箱呈可封闭式结构，所述冲刷箱包括沿所述第一方向相对设置的第一端和第二端；所述第一端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第一冲刷压头，所述第一冲刷压头上安装有冲击压力传感器；所述第二端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第二冲刷压头，所述第二冲刷压头的与所述被测试样接触的一侧凹设有接触面，所述接触面上安装有动水压力传感器；
所述驱动控制装置的传动端与所述冲刷箱的所述第一端或所述第二端固定连接，以驱动所述冲刷箱在所述第一方向上进行往复运动；
所述监测装置同时与所述冲击压力传感器和所述动水压力传感器通信连接。
进一步地，所述驱动控制装置包括控制器、驱动机构和至少一个传动机构；所述控制器与所述驱动机构通信连接，以控制所述驱动机构的动力输出频率；所述传动机构的一端与所述驱动机构的驱动轴传动连接，所述传动机构的另一端与所述冲刷箱的所述第一端或所述第二端固定连接。
进一步地，所述冲刷装置包括两个所述冲刷箱，两个所述冲刷箱在所述第一方向上相背地设置，每个所述冲刷箱内滑动连接有两个所述滑动夹具组；
所述驱动机构位于两个所述冲刷箱之间，所述传动机构为两个，所述驱动机构通过两个所述传动机构分别与两个所述冲刷箱的第二端固定连接。
进一步地，所述驱动机构包括伺服电机，所述传动机构包括传动杆组件，所述传动杆组件一端与所述伺服电机的驱动轴传动连接，另一端与所述冲刷箱的所述第二端可拆卸式固定连接，以将所述伺服电机产生的旋转运动转换为所述冲刷箱的直线往复运动。
进一步地，所述第一方向为水平方向，所述支撑装置包括相对设置的两个第一滑轨，所述冲刷箱的两个滑动侧的外壁上均安装有第一滑轮，所述第一滑轮上凹设有环形轮槽，所述第一滑轮的环形轮槽与对应的所述第一滑轨可滑动地连接。
进一步地，所述冲刷箱的滑动侧的内壁上均凸设有第二滑轨；
所述滑动夹具包括第二滑轮、滑动座和固定夹板；所述第二滑轮安装在所述滑动座的滑动端，所述第二滑轮上凹设有环形轮槽，所述第二滑轮上的环形轮槽与对应的所述第二滑轨滑动连接；所述滑动座的固定端与所述固定夹板之间的间距可伸缩式地连接。
进一步地，所述滑动座包括滑动支座、与所述滑动支座固定连接的且朝向所述固定夹板方向的两个套合圆管、与两个所述套合圆管固定连接的连接柱、以及用于调节所述固定夹板与所述滑动座之间的间距的调位螺杆；所述固定夹板的与所述滑动支座配合的调节端固定设置有两个套合圆柱、以及位于两个所述套合圆柱之间的固定柱；
所述套合圆管为中空结构，所述套合圆柱伸入所述套合圆管的内部；所述连接柱上开设有第一螺纹孔，所述固定柱上开设有第二螺纹孔，所述调位螺杆穿过所述第一螺纹孔，并伸入所述第二螺纹孔内。
进一步地，所述固定夹板为半圆环夹板，所述半圆环夹板外弧面的中部为所述调节端，所述半圆夹板的两个端面上均凹设有多个扣合槽，所述扣合槽之间凸设有扣合齿；同一滑动夹具组内的其中一个所述滑动夹具的所述扣合槽和另一个所述滑动夹具的扣合齿在夹持被测试样时相互扣合。
进一步地，所述第一冲刷压头呈圆块状，所述冲击压力传感器安装于所述第一冲刷压头的连接端；
所述第二冲刷压头的接触面均呈圆形，所述第二冲刷压头的接触面的边缘处凸设有朝向所述第一冲刷压头方向的环形凸壁，所述第二冲刷压头的接触面的直径大于所述滑动夹具组的夹持后的外径，以避免所述滑动夹具组上夹持的被测试样与所述凸壁直接接触。
进一步地，所述滑动夹具的固定面、所述第一冲刷压头的夹层、以及所述第二冲刷压头的接触面均为橡胶层；所述第一冲刷压头的的靠近所述冲刷箱的一侧为刚性层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，能够真实地模拟道路基层材料所受到的冲刷场景，同时，能够有效地对其中的泵吸效应和动水冲刷进行具体实现和监测，还能对冲刷力进行控制。通过设计两级的滑动系统，改变了固往的冲刷方式，可以有效地对道路基层材料实际所处的场景进行模拟；通过将所述滑动夹具设置在所述冲刷箱的内部，并通过所述驱动控制系统控制所述冲刷箱进行往复运动，可以使被测试样在水中往复运动，充分利用了水流的冲刷作用；并且，在结合所述第一刷头和所述第二刷头的情况下，能够准确地反应冲刷过程中的泵吸效应和动水压力作用。
本发明采用将被测试样置于所述冲刷箱中进行检测，操作简便，不受室内室外的限制，还克服了动水压力作用下不能反复冲刷的缺陷，能够模拟更为复杂的冲刷场景，提高了冲刷试试验的效果；此外，本发明可以同时安装两个所述冲刷箱，平衡了冲刷系统在往复运动过程中的离心力，并能同时处理两个试件，提高了工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中抗冲刷性能试验系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例中冲刷箱的结构示意图；
图3为本发明一实施例中滑动夹具的结构示意图；
图4为本发明一实施例中第一冲刷压头的结构示意图；
图5为本发明一实施例中第二冲刷压头结构示意图。
附图标号说明：10-第一滑轨，21-伺服电机，22-第一传动杆，23-第二传动杆，24-第三传动杆，25-定位块，30-冲刷箱，31-第二滑轨，32-第一滑轮，33-冲刷箱连接杆，34-固定件，40-滑动夹具，41-半圆环夹板，42-滑动支座，43-第二滑轮，44-套合圆柱，45-固定柱，46-套合圆管，47-连接柱，48-调位螺杆，49-扣合槽，50-第一冲刷压头，51-冲击压力传感器，52-夹层，60-第二冲刷压头，61-接触面，62-环形凸壁，63-动水压力传感器，70-频率调节器，80-监测装置，90-信号传输线。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-5所示，本发明提供了一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，包括固定设置的支撑装置、冲刷装置、驱动控制装置和监测装置80；所述支撑装置主要对所述冲刷装置和所述驱动控制装置起支撑作用，为试验的正常进行提供机械支撑；所述冲刷装置主要用于模拟积水路段的真实行车荷载作用下的冲刷场景；所述驱动控制装置主要用于控制所述冲刷装置的冲刷频率和冲刷力度；所述监测装置80主要用于对所述冲刷装置中产生的冲击压力和动水压力进行监测。
所述冲刷装置包括至少一个沿第一方向可滑动地连接于所述支撑装置上的冲刷箱30，所述冲刷箱30的内部设置有至少一个用于夹持被测试样的滑动夹具40组，所述滑动夹具40组包括在垂直于所述冲刷箱30的滑动方向上相对设置地两个滑动夹具40，所述滑动夹具40在所述冲刷箱30的内壁上沿所述第一方向可滑动地设置。通过设置两级的滑动系统，能够真实的模拟现实场景，深度还原道路基层材料受到行车荷载时的破坏程度。
需说明的是，当车辆通过路面时，路面与轮胎之间会产生相对运动的倾向，且由于摩擦力和路面裂缝的存在，道路基层材料与路面之间也会产生相对运动的倾向，因此，道路基层材料四周的积水可受到双重相对运动的影响，基于此，本发明中的两级滑动系统能够真实地还原道路材料所处的环境，最大程度地契合其所受到的破坏程度，在此基础上进行后续的测试，才能真实地检测出被测试样的抗冲刷性能。
其中，所述冲刷箱30呈可封闭式结构，所述冲刷箱30的顶部设置盖板，所述盖板的四周设有密封橡胶软圈，防止水箱中的水溢出所述盖板与冲刷箱30的箱体之间可以通过但不局限于不锈钢扣锁扣合。
所述冲刷箱30包括沿所述第一方向相对设置的第一端和第二端；所述第一端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第一冲刷压头50，所述第一冲刷压头50上安装有冲击压力传感器51，用于监测冲击压力的变化；所述第二端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第二冲刷压头60，所述第二冲刷压头60的与所述被测试样接触的一侧凹设有接触面61，所述接触面61上安装有动水压力传感器63，用于监测动水压力的变化。需注意的是，所述第一冲刷压头50与被测试样的接触过程为刚性接触，可以用于模拟轮胎与路面接触过程中周期的性泵气和吸气过程，并引起基层动水压力交替变化，即“泵吸效应”；所述第二冲刷压头60与被测试样的接触方式和以往的刚性接触不同，其与被测试样的接触方式为弹性接触，且由于所述第二冲刷压头60的接触面61是凹设形成的，所述第二冲刷压头60处的接触面61的位置会形成有凸壁，因此，可以使该位置产生更大的动水压力，可模拟动水压力作用下水流的高速变化，此时动水压力对试件的冲刷更为全面。
此外，所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60的平面中心线一般需要保持一致；所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60可以通过螺纹连接的方式和所述冲刷箱30的内壁进行固定，即所述冲刷箱30的对应的内壁处焊接有固定的螺帽，所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60的连接端均延伸设置有冲刷压头连接杆，所述冲刷压头连接杆上设置有与所述螺帽对应的螺纹。
所述驱动控制装置的传动端与所述冲刷箱30的所述第一端或所述第二端固定连接，以驱动所述冲刷箱30在所述第一方向上进行往复运动。具体地，所述驱动控制装置可以包括控制器、驱动机构和至少一个传动机构；所述控制器与所述驱动机构通信连接，以控制所述驱动机构的动力输出频率，当然，所述控制器还可以与所述监测装置80通信连接；所述传动机构的一端与所述驱动机构的驱动轴传动连接，所述传动机构的另一端与所述冲刷箱30的所述第一端或所述第二端固定连接。作为延伸补充，另外，所述驱动控制装置中的驱动机构和传动机构也可以为带驱动结构的伸缩杆。
所述监测装置80同时与所述冲击压力传感器51和所述动水压力传感器63通信连接。在所述监测装置80和第一冲刷压头50的压力监测下，结合所述驱动控制装置，可控制冲击力峰值在0.5MPa以下。需了解的是，所述冲刷箱30上可以开设两个小孔，所述冲击压力传感器51和所述动水压力传感器63上的信号传输线90分别通过一个小孔延伸出所述冲刷箱30，并与所述监测装置80连接，所述冲刷箱30上开设的两个小孔在穿线后可以采用强力胶进行密封处理。
作为上述实施方式的一个优选方案，所述冲刷装置可以包括两个所述冲刷箱30，两个所述冲刷箱30在所述第一方向上相背地设置，每个所述冲刷箱30内滑动连接有两个所述滑动夹具40组。通过两个相背设置的所述冲刷箱30，可以平衡冲刷箱30在往复运动过程中的力，并能同时处理两个试件，提高了工作效率；且通过在每个所述冲刷箱30内设置两个所述滑动夹具40组，可以更好地对被测试样进行固定。当所述冲刷箱30为两个时，所述驱动机构可以位于两个所述冲刷箱30之间，所述传动机构为两个，所述驱动机构通过两个所述传动机构分别与两个所述冲刷箱30的第二端固定连接。
作为对所述驱动控制装置的进一步说明，所述控制器可以包括频率调节器70，所述驱动机构可以包括伺服电机21，通过所述频率调节器70可以控制所述伺服电机21的转速，所述频率调节器70和所述伺服电机21可以通过信号传输线90连接；所述传动机构可以包括传动杆组件，所述传动杆组件一端与所述伺服电机21的驱动轴传动连接，另一端与所述冲刷箱30的所述第二端可拆卸式固定连接，以将所述伺服电机21产生的旋转运动转换为所述冲刷箱30的直线往复运动。
其中，所述可拆卸式固定连接的具体实现方式可以为：在所述冲刷箱30的所述第二端的外侧设置冲刷箱连接杆33，然后通过可拆卸的固定件34将所述传动杆组件与所述冲刷箱连接杆33固定，并且，根据需要，所述冲刷箱连接杆33和所述传动杆组件的固定端可以选择性地进行相应的开孔或开槽处理。
此外，所述伺服电机21可以安装于所述支撑装置的中间位置，所述传动杆组件可以包括依次活动连接的第一传动杆22、第二传动杆23和第三传动杆24，所述第一传动杆22与所述伺服电机21的驱动轴传动连接，所述第三传动杆24与所述冲刷箱30的第二端固定连接，用于将伺服电机21的旋转运动转化为冲刷系统的往复运动。具体地，作为一个具体的实施例，所述传动杆组件可以理解为曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构中的滑块可以理解为所述第三传动杆24，当然，作为另一种实现形式，直接将本实施方式中的所述传动杆组件替换为所述曲柄滑块机构，并将所述曲柄滑块机构的曲柄端与所述伺服电机21传动连接，将所述曲柄滑块机构的滑块端与所述冲刷箱30固定连接，也可以达到使所述冲刷箱30进行往复运动的目的。可以理解的是，在其他实施方式中，本领域技术人员可以根据需要采用其他的结构来实现将伺服电机21的旋转运动转化为冲刷系统的往复运动。
在本实施方式中，所述第一传动杆22、第二传动杆23和第三传动杆24的杆与杆之间可以通过轴承连接的方式进行活动连接；所述传动杆组件还可以包括对所述第三传动杆24进行定位的定位块25，以确保所述第三传动杆24仅能进行往复运动，所述定位块25可以固定于所述支撑装置上；两个所述传动机构的所述传动杆组件可以沿伺服电机21驱动轴对称布置。
作为对本发明中的两级滑动系统的说明，所述第一方向为水平方向，所述支撑装置包括相对设置的两个第一滑轨10，所述第一滑轨10需与所述冲刷箱30的滑动槽相对应，所述冲刷箱30的两个滑动侧的外壁上均安装有第一滑轮32，所述第一滑轮32上凹设有环形轮槽，所述第一滑轮32的环形轮槽与对应的所述第一滑轨10可滑动地连接。
另外，所述冲刷箱30的滑动侧的内壁上均凸设有第二滑轨31；所述滑动夹具40包括第二滑轮43、滑动座和固定夹板；所述第二滑轮43安装在所述滑动座的滑动端，所述第二滑轮43上凹设有环形轮槽，所述第二滑轮43上的环形轮槽与对应的所述第二滑轨31滑动连接；所述滑动座的固定端与所述固定夹板之间的间距可伸缩式地连接，以便于所述滑动夹具40对被测试样进行夹持，同时也可以调节被测试样与所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60的相对位置，以便于将被测试样与两个冲刷压头的位置进行对应。
为了便于所述滑动夹具40的滑动和可伸缩式调节，所述滑动座包括滑动支座42、与所述滑动支座42固定连接的且朝向所述固定夹板方向的两个套合圆管46、与两个所述套合圆管46固定连接的连接柱47、以及用于调节所述固定夹板与所述滑动座之间的间距的调位螺杆48；所述固定夹板的与所述滑动支座42配合的调节端固定设置有两个套合圆柱44、以及位于两个所述套合圆柱44之间的固定柱45。
其中，所述套合圆管46为中空结构，所述套合圆柱44伸入所述套合圆管46的内部；所述连接柱47上开设有第一螺纹孔，所述固定柱45上开设有第二螺纹孔，所述调位螺杆48穿过所述第一螺纹孔，并伸入所述第二螺纹孔内。
为了提高对被测试样的固定程度，所述固定夹板为半圆环夹板41，所述半圆环夹板41外弧面的中部为所述调节端，所述半圆夹板的两个端面上均凹设有多个扣合槽49，所述扣合槽49之间凸设有扣合齿；同一滑动夹具40组内的其中一个所述滑动夹具40的所述扣合槽49和另一个所述滑动夹具40的扣合齿在夹持被测试样时相互扣合。
作为对所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60的进一步描述，所述第一冲刷压头50呈圆块状，所述冲击压力传感器51安装于所述第一冲刷压头50的连接端，用于向所述监测装置反馈所述第一冲刷压头受到的压力。
所述第二冲刷压头60的接触面61均呈圆形，所述第二冲刷压头60的接触面61的边缘处凸设有朝向所述第一冲刷压头50方向的环形凸壁62，所述环形凸壁62的突出高度可以为2-3cm，所述第二冲刷压头60的接触面61的直径大于所述滑动夹具40组的夹持后的外径，以避免所述滑动夹具40组上夹持的被测试样与所述凸壁直接接触，从而保证所述滑动夹具40组上的夹持部分与所述第二冲刷压头60的顶面能够相配合。
为了能够避免来自本系统设计因素的干扰，所述滑动夹具40、所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60整体可以为刚性材质，但是所述滑动夹具40的固定面、所述第一冲刷压头50的夹层52、以及所述第二冲刷压头60的接触面61均为橡胶层；所述第一冲刷压头50的靠近所述冲刷箱30的一侧为刚性层。
所述滑动夹具40上的橡胶层用于避免夹持过程中对被测试样造成损伤，所述第一冲刷压头50和所述第二冲刷压头60上的橡胶层用于缓冲冲刷过程对试件施加的作用力，减少试件表面损伤；所述第一冲刷压头50的靠近所述冲刷箱30的一侧为刚性层，主要是为了便于便于模拟“泵吸效应”和对冲击压力进行监测。
上述实施方式的其中一种工作方式可以为：被测试样为水泥稳定碎石的圆柱状标准试件，标准试件采用几何尺寸为φ150mm×150mm，将被测试样依据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》T0860-2009经养生和饱水处理，擦拭干试件表面水分后，进行初始称重，并记录其初始质量m0。采用两个冲刷箱30同时测量两个试样：
通过所述滑动夹具40对被测试样进行夹持，然后通过所述调位螺杆48调节所述滑动夹具40的松紧度，并使被测试样能与第一冲刷压头50和第二冲刷压头60对中，且保证所述第二冲刷压头60的环形凸壁62能盖住所述滑动夹具40的接触端。
在相背设置的两个所述冲刷箱30中注入相同质量清水，水面应高于被测试样顶面不少于3cm；所述冲刷箱30的盖板通过钢扣锁固定。
通过所述驱动控制装置使所述冲刷箱30进行水平方向上的往复运动。其中，通过频率调节器70将伺服电机21调整至预设频率，通过所述监测装置80查看设备运行情况。冲刷时间可设置为30min，冲刷试验完成后关闭设备，并将所述冲刷箱30取出。打开盖板，将所述冲刷箱30冲刷后的水样连同冲刷物倒入金属盆中，为保证所述冲刷箱30内冲刷物完全倒出，可震荡所述冲刷箱30并分次倒出。使金属盆中水样和冲刷物沉淀12h后，将上部清水倒出，并将剩下的沉淀物烘干后称重，即可得到冲刷后的累计冲刷量ml。
根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》2009T0860-1中如下公式即可得到试件的冲刷质量损失。
式中：P——冲刷质量损失(％)；
ml——冲刷物质量；
m0——试件质量。
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种道路基层材料的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，包括固定设置的支撑装置、冲刷装置、驱动控制装置和监测装置；
所述冲刷装置包括至少一个沿第一方向可滑动地连接于所述支撑装置上的冲刷箱，所述冲刷箱的内部设置有至少一个用于夹持被测试样的滑动夹具组，所述滑动夹具组包括在垂直于所述冲刷箱的滑动方向上相对设置地两个滑动夹具，所述滑动夹具在所述冲刷箱的内壁上沿所述第一方向可滑动地设置；
所述冲刷箱呈可封闭式结构，所述冲刷箱包括沿所述第一方向相对设置的第一端和第二端；所述第一端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第一冲刷压头，所述第一冲刷压头上安装有冲击压力传感器；所述第二端的内壁上固定连接有用于与所述被测试样接触的第二冲刷压头，所述第二冲刷压头的与所述被测试样接触的一侧凹设有接触面，所述接触面上安装有动水压力传感器；
所述第一冲刷压头呈圆块状，所述冲击压力传感器安装于所述第一冲刷压头的连接端；
所述第二冲刷压头的接触面均呈圆形，所述第二冲刷压头的接触面的边缘处凸设有朝向所述第一冲刷压头方向的环形凸壁，所述第二冲刷压头的接触面的直径大于所述滑动夹具组的夹持后的外径，以避免所述滑动夹具组上夹持的被测试样与所述凸壁直接接触；
所述滑动夹具的固定面、所述第一冲刷压头的夹层、以及所述第二冲刷压头的接触面均为橡胶层；所述第一冲刷压头的靠近所述冲刷箱的一侧为刚性层；
所述驱动控制装置的传动端与所述冲刷箱的所述第一端或所述第二端固定连接，以驱动所述冲刷箱在所述第一方向上进行往复运动；
所述监测装置同时与所述冲击压力传感器和所述动水压力传感器通信连接。
2.根据权利要求1所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述驱动控制装置包括控制器、驱动机构和至少一个传动机构；所述控制器与所述驱动机构通信连接，以控制所述驱动机构的动力输出频率；所述传动机构的一端与所述驱动机构的驱动轴传动连接，所述传动机构的另一端与所述冲刷箱的所述第一端或所述第二端固定连接。
3.根据权利要求2所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述冲刷装置包括两个所述冲刷箱，两个所述冲刷箱在所述第一方向上相背地设置，每个所述冲刷箱内滑动连接有两个所述滑动夹具组；
所述驱动机构位于两个所述冲刷箱之间，所述传动机构为两个，所述驱动机构通过两个所述传动机构分别与两个所述冲刷箱的第二端固定连接。
4.根据权利要求3所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述驱动机构包括伺服电机，所述传动机构包括传动杆组件，所述传动杆组件一端与所述伺服电机的驱动轴传动连接，另一端与所述冲刷箱的所述第二端可拆卸式固定连接，以将所述伺服电机产生的旋转运动转换为所述冲刷箱的直线往复运动。
5.根据权利要求1所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述第一方向为水平方向，所述支撑装置包括相对设置的两个第一滑轨，所述冲刷箱的两个滑动侧的外壁上均安装有第一滑轮，所述第一滑轮上凹设有环形轮槽，所述第一滑轮的环形轮槽与对应的所述第一滑轨可滑动地连接。
6.根据权利要求5所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述冲刷箱的滑动侧的内壁上均凸设有第二滑轨；
所述滑动夹具包括第二滑轮、滑动座和固定夹板；所述第二滑轮安装在所述滑动座的滑动端，所述第二滑轮上凹设有环形轮槽，所述第二滑轮上的环形轮槽与对应的所述第二滑轨滑动连接；所述滑动座的固定端与所述固定夹板之间的间距可伸缩式地连接。
7.根据权利要求6所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述滑动座包括滑动支座、与所述滑动支座固定连接的且朝向所述固定夹板方向的两个套合圆管、与两个所述套合圆管固定连接的连接柱、以及用于调节所述固定夹板与所述滑动座之间的间距的调位螺杆；所述固定夹板的与所述滑动支座配合的调节端固定设置有两个套合圆柱、以及位于两个所述套合圆柱之间的固定柱；
所述套合圆管为中空结构，所述套合圆柱伸入所述套合圆管的内部；所述连接柱上开设有第一螺纹孔，所述固定柱上开设有第二螺纹孔，所述调位螺杆穿过所述第一螺纹孔，并伸入所述第二螺纹孔内。
8.根据权利要求7所述的抗冲刷性能试验系统，其特征在于，所述固定夹板为半圆环夹板，所述半圆环夹板外弧面的中部为所述调节端，所述半圆环夹板的两个端面上均凹设有多个扣合槽，所述扣合槽之间凸设有扣合齿；同一滑动夹具组内的其中一个所述滑动夹具的所述扣合槽和另一个所述滑动夹具的扣合齿在夹持被测试样时相互扣合。
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