CN1789961A - 室内旋转式沥青混合料车辙试验机 - Google Patents

Abstract

一种室内旋转式沥青混合料车辙试验机，在试验台底板上和环境箱内设安装有转动轴转动轴支架、上端与试验台面板联接的转动台支柱、安装有调速电动机的电动机架、轴承支座、加热管，调速电动机通过传动机构与转动轴相联，转动轴的下端设在轴承支座上，转动轴与轴承支座之间设转动轴轴承，转动轴的上端设转动梁，转动梁与转动轴之间设置轴承套和轴承，转动梁上至少设1个内套装有橡胶轮支柱的橡胶轮支柱滑筒，橡胶轮支柱上设装有配重块的配重块支座、下端设橡胶轮，试验台面板上设有限位柱以及至少设2个可安装沥青混合料试件的钢模，钢模之间设垫板，在环境箱外设有温控仪。它具有试验时间短、功效高等优点，可用于沥青混合料路面的抗车辙试验。

Description

室内旋转式沥青混合料车辙试验机

技术领域

本发明属于道路或其它类似构筑物铺面的铺筑、修复用的机器、工具或辅助设备技术领域，具体涉及到室内旋转式沥青混合料车辙试验机。

背景技术

目前国内外各级公路路面面层主要采用沥青混合料，沥青混合料主要由沥青、集料组成，沥青混合料属弹、粘、塑性材料，温度较低时强度高，当夏季温度高时强度降低，在车辆的作用下往往会在行车道产生纵向的凹槽即车辙，车辙严重时，不但影响行车的舒适性，还会对高速行车带来安全隐患，车辙是目前沥青路面的主要破坏形式之一，公路部门每年为此要花费大量的养护维修经费。

沥青混合料路面的沥青混合料中沥青含量、集料的配比是影响车辙的重要因素，在相同的使用环境以及交通量下，合理的材料配比对减少沥青路面车辙有重要作用，在沥青混合料的材料组成设计中，需针对具体的使用条件对沥青混合料的配比进行设计，在设计过程中，通常初步设计几种不同的沥青混合料配比并分别按照规定压制成沥青混合料试件，采用专门的试验仪器在一定的温度下进行测试，从中选择出抗车辙能力最好的一种沥青混合料配比，用于实际道路的铺筑。

目前国内外应用最多的沥青混合料车辙试验设备是单轮往返式沥青混合料车辙试验机，其主要结构由电动机、大圆盘、连接杆、配重块、橡胶轮联接构成，试验时，电动机带动大圆盘转动，在加载的状况下，大圆盘通过连接杆带动橡胶轮按照一定的速度沿轨道在沥青混合料试件表面作往复直线运动，直至在沥青混合料试件表面形成凹槽，通过测量沥青混合料试件表面凹槽的深度来判断沥青混合料的抗车辙能力。通常凹槽深度越深，说明该配比的沥青混合料抗车辙能力越差，反之越好。这种沥青混合料车辙试验机的主要缺点是橡胶轮在沥青混合料试件表面往复运动，与实际行车中的单向碾压不同。另外由于受到大圆盘尺寸的限制，橡胶轮往复运动的距离有限，通常在一次试验中只能测试一块沥青混合料试件，而完成一定作用次数测试一块沥青混合料试件的抗车辙能力需要1个小时，正常情况下每天只能测试大约6～7块试件。其次因不同试件在测量过程中环境温度波动的差异，影响到不同试件之间测试结果的可比性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述沥青混合料车辙试验机的缺点，提供一种设计合理、结构简单、使用方便、所测数据准确、自动化程度高的室内旋转式沥青混合料车辙试验机。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在试验台底板上和环境箱内设置安装有转动轴的转动轴支架、上端与试验台面板联接的转动台支柱、安装有调速电动机的电动机架、轴承支座、电热管，调速电动机通过传动机构与转动轴相联，转动轴的下端设置在轴承支座上，转动轴与轴承支座之间设置转动轴轴承，在环境箱内转动轴的上端设置转动梁，转动梁与转动轴之间设置轴承套和轴承，转动梁上至少设置1个内套装有橡胶轮支柱的橡胶轮支柱滑筒，橡胶轮支柱上设置装有配重块的配重块支座、下端设置橡胶轮，试验台面板上设置有限位柱以及至少设置2个可安装沥青混合料试件的钢模，一个钢模与相邻一个钢模之间设置垫板，在环境箱外设置有通过导线与电热管相连的温控仪。

本发明的转动梁为一字梁或十字梁或米字梁，内套装有橡胶轮支柱的橡胶轮支柱滑筒设置在转动梁的端部。

本发明的传动机构包括：齿轮传动机构、皮带传动机构、链轮链条传动机构。

本发明的橡胶轮支柱的横截面为矩形，橡胶轮支柱滑筒的内截面为与橡胶轮支柱横截面相同的矩形筒。

本发明的橡胶轮支柱或者为圆柱形，在橡胶轮支柱的外表面轴向设置有一条与橡胶轮支柱连为一体的导轨，橡胶轮支柱滑筒的内筒为圆筒，在橡胶轮支柱滑筒的内筒壁上轴向加工有一道导槽。

本发明与现有的沥青混合料车辙试验机相比，橡胶轮在沥青混合料试件表面上单向运动，更好地模拟了车辆在沥青路面上加载形式，符合实际行车的情况，转动梁上安装多个橡胶轮，转动梁转动一周时，每个橡胶轮均可在同一块试件上加载一次，可以使试验时间缩短了几倍，试验台面板上可以放置多个装有沥青混合料试件的钢模，在一次试验中可以同时完成多块试件的测试，试验效率成倍提高，大大缩短了试验时间，消除了由于环境温度差异带来的试验误差。本发明具有设计合理、结构简单、使用方便、试验时间短、功效高等优点，可用于在室内做沥青混合料路面的抗车辙试验。

附图说明。

图1是本发明一个实施例的剖视图。

图2是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2中，本实施例的室内旋转式沥青混合料车辙试验机由转动梁1、轴承套2、轴承3、橡胶轮支柱滑筒4、转动轴5、转动轴支架6、橡胶轮支柱7、配重块8、配重块支座9、橡胶轮10、垫板11、电动机齿轮12、转动台支柱13、电动机架14、调速电动机15、轴承支座16、转动轴轴承17、转轴齿轮18、试验台底板19、试验台面板20、钢模21、环境箱23、温控仪24、电热管25、限位柱26联接构成。

在试验台底板19上用螺纹紧固联接件固定联接安装有转动轴支架6、转动台支柱13、电动机架14、轴承支座16、环境箱23。电动机架14上用螺纹紧固联接件固定联接安装有调速电动机15，调速电动机15为本发明提供动力，调速电动机15的输出轴上用键联接有电动机齿轮12。转动轴支架6上安装有转动轴5，转动轴5上用键联接安装有转轴齿轮18，转轴齿轮18与电动机齿轮12啮合，转轴齿轮18与电动机齿轮12啮合构成本实施例的传动机构，这种传动机构也可采用机械设计中的皮带皮带轮传动，还可采用链轮链条传动。转动轴5的下端安装在轴承支座16上，转动轴5与轴承支座16之间安装有转动轴轴承17，本实施例的转动轴轴承17为锥形轴承，转动轴5的上端用键联接安装有转动梁1，转动梁1与转动轴5之间安装有轴承套2和轴承3，用于减小转动梁1与转动轴5之间摩擦力。本实施例的转动梁1为十字梁，转动梁1的外端焊接联接有4个橡胶轮支柱滑筒4，每个橡胶轮支柱滑筒4内安装有1个橡胶轮支柱7，本实施例的橡胶轮支柱7为四棱柱形，橡胶轮支柱7的横截面为矩形，橡胶轮支柱滑筒4的内筒为矩形筒，橡胶轮支柱7可在橡胶轮支柱滑筒4的内筒上下移动。每个橡胶轮支柱7上用键固定联接安装有配重块支座9，配重块支座9上放置有配重块8，配重块8用于模拟汽车加载时对沥青路面所产生的压力，配重块8的规格有10kg、20kg、50kg、100kg四种，配重块8的种类和个数应根据实验时车辆对沥青路面的压力来确定，实验时在每一个配重块支座9上放置的配重块8应相同，橡胶轮支柱7的下端安装有橡胶轮10，橡胶轮10模拟汽车轮胎。在转动台支柱13的上端用螺纹紧固联接件固定联接安装有试验台面板20，试验台面板20上放置有钢模21，钢模21用于成型、放置沥青混合料试件22，每个钢模21可放置1个沥青混合料试件22，试验时将装有不同配比沥青混合料试件22的钢模21放置在试验台面板20上进行车辙试验，也可分成几组，将相同配比的沥青混合料试件22分为一组，试验结果取平均值，在试验台面板20上固定安装有限位柱26，限位柱26用于防止钢模21在试验台面板20上径向移动，本实施例在试验台面板20上可以放置有8个钢模21，在8个钢模21内可放置8个沥青混合料试件22。一个钢模21与相邻一个钢模21之间安装有垫板11。本实施例的旋转式室内沥青混合料车辙试验机与现有的沥青混合料车辙试验机相比，较好地模拟了车辆在沥青路面上单向加载运行试验，转动梁1上安装4个橡胶轮10，在相同的碾压次数条件下，同一个试件的试验时间缩短了4倍，试验台面板20上的8个钢模21内共放置8个沥青混合料试件22同时进行试验，功效提高了8倍，大大缩短了试验时间。在环境箱23内的两侧壁上安装有电热管25，在环境箱23外的左侧壁上还安装有温控仪24，温控仪24接电源线，温控仪24通过导线与电热管25相连接，温控仪24控制电热管25的电源接通或切断。由于沥青路面受大气温度的变化影响很大，特别是在夏天高温季节，沥青路面变软，很容易出现车辙。当需要模拟夏天高温季节环境时，接通电热管25的电源，温控仪24控制环境箱23内的温度保持在60℃。碾压结束后，通过测定沥青混合料试件22被橡胶轮10碾压凹槽的深度评价沥青混合料的抗车辙能力，从中确定出抗车辙能力最佳的沥青混合料配比。

实施例2

在本实施例中，转动梁1为米字梁，在转动梁1上安装有8个橡胶轮支柱7，每个橡胶轮支柱7的下端安装有1个橡胶轮10。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例3

在本实施例中，转动梁1为一字梁，在转动梁1上安装有1个橡胶轮支柱7，橡胶轮支柱7的下端安装有1个橡胶轮10。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例4

在本实施例中，转动梁1为一字梁，在转动梁1上安装有2个橡胶轮支柱7，每个橡胶轮支柱7的下端安装有1个橡胶轮10，试验台面板20上放置有2个钢模21，每个钢模21内可放置1个沥青混合料试件22。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例5

在本实施例中，转动梁1为米字梁，在转动梁1上安装有8个橡胶轮支柱7，每个橡胶轮支柱7的下端安装有1个橡胶轮10，试验台面板20上放置有16个钢模21，每个钢模21内可放置1个沥青混合料试件22。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

实施例6

在本实施例中，橡胶轮支柱7为圆柱形，在橡胶轮支柱7的外表面轴向加工有一条与橡胶轮支柱7连为一体的导轨，橡胶轮支柱滑筒4的内筒为圆筒，在橡胶轮支柱滑筒4的内筒壁上轴向加工有一道导槽，橡胶轮支柱7可在橡胶轮支柱滑筒4的内筒上下移动。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。

本发明的工作原理如下：

将不同配比的沥青混合料试件22装入钢模21内，并按相关规范要求碾压至一定密实程度，然后将装有沥青混合料的钢模分别放入试验台面板的相应位置。加载前首先计算出汽车满载时对沥青路面的压力，换算成配重块8的重量和种类以及个数。关闭环境箱23的电源，操纵者接通温控仪24的电源，并设定试验温度，电热管25开始加热，环境箱23内温度逐步上升，并恒温在设定的试验温度，恒温1小时后沥青混合料试件22的温度与环境箱23内温度一致，打开调速电动机15的电源开关，调速电动机15旋转，通过电动机齿轮12和转轴齿轮18传动，转动轴5转动，安装在转动轴5上的转动梁1转动，安装在转动梁1端部橡胶轮支柱滑筒4内橡胶轮支柱7下端的橡胶轮10在沥青混合料试件22上表面滚动，模拟汽车在沥青路面上行走，橡胶轮10在各个沥青混合料试件22上表面单向顺时针或逆时针转动，试验过程中，每块沥青混合料试件22表面上被橡胶轮10碾压的次数可以根据转动梁1上设置的橡胶轮10数量和转动梁1的转动速度确定，当达到预定的碾压次数后分别仔细的测量每块沥青混合料试件22表面车辙的深度，确定在高温条件下测沥青混合料的抗车辙能力，根据车辙深度可以判确定测沥青混合料试件22的抗车辙能力，从而确定出抗车辙能力最佳的沥青混合料配比。

Claims (5)

1、一种室内旋转式沥青混合料车辙试验机，其特征在于：在试验台底板(19)上和环境箱(23)内设置安装有转动轴(5)的转动轴支架(6)、上端与试验台面板(20)联接的转动台支柱(13)、安装有调速电动机(15)的电动机架(14)、轴承支座(16)、电热管(25)，调速电动机(15)通过传动机构与转动轴(5)相联，转动轴(5)的下端设置在轴承支座(16)上，转动轴(5)与轴承支座(16)之间设置转动轴轴承(17)，在环境箱(23)内转动轴(5)的上端设置转动梁(1)，转动梁(1)与转动轴(5)之间设置轴承套(2)和轴承(3)，转动梁(1)上至少设置1个内套装有橡胶轮支柱(7)的橡胶轮支柱滑筒(4)，橡胶轮支柱(7)上设置装有配重块(8)的配重块支座(9)、下端设置橡胶轮(10)，试验台面板(20)上设置有限位柱(26)以及至少设置2个可安装沥青混合料试件(22)的钢模(21)，一个钢模(21)与相邻一个钢模(21)之间设置垫板(11)，在环境箱(23)外设置有通过导线与电热管(25)相连的温控仪(24)。

2、按照权利要求1所述的室内旋转式沥青混合料车辙试验机，其特征在于：所说的转动梁(1)为一字梁或十字梁或米字梁，内套装有橡胶轮支柱(7)的橡胶轮支柱滑筒(4)设置在转动梁(1)的端部。

3、按照权利要求1所述的室内旋转式沥青混合料车辙试验机，其特征在于所说的传动机构包括：齿轮传动机构、皮带传动机构、链轮链条传动机构。

4、按照权利要求1所述的室内旋转式沥青混合料车辙试验机，其特征在于：所说的橡胶轮支柱(7)的横截面为矩形，橡胶轮支柱滑筒(4)的内截面为与橡胶轮支柱(7)横截面相同的矩形筒。

5、按照权利要求1所述的室内旋转式沥青混合料车辙试验机，其特征在于：所说的橡胶轮支柱(7)或者为圆柱形，在橡胶轮支柱(7)的外表面轴向设置有一条与橡胶轮支柱(7)连为一体的导轨，橡胶轮支柱滑筒(4)的内筒为圆筒，在橡胶轮支柱滑筒(4)的内筒壁上轴向加工有一道导槽。

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