CN201045608Y - 重载坡道沥青混合料车辙试验仪 - Google Patents

Abstract

一种重载坡道沥青混合料车辙试验仪，在箱体内试验室a底部的支座上设水泵和上端与恒温水箱联接的千斤顶，水泵与恒温水箱内相联通，恒温水箱内设加热器，试验室a中部设两根安装试件台的横梁，机架上设安装有试验轮的试验轮轴、位移传感器、与动力装置相联的动力传动机构以及配重块，试验室a内设热风扇和温度传感器以及两根滑轨，机架上部上下安装有设在滑轨上的小车滑轮，机架上还设举升机构，横梁的两端设通过导线与电源和动力装置以及举升机构相连的行程开关。动力装置设在动力室b或试验室a内，动力装置与试验轮轴相联并通过机架传动机构与机架相联、或通过动力传动机构与试验轮轴相联并通过动力传动机构和机架传动机构与机架相联。

Description

重载坡道沥青混合料车辙试验仪

技术领域

本实用新型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，具体涉及到重载坡道沥青混合料车辙试验仪。

背景技术

高速公路作为带动社会经济发展的强大支撑，已成为我国市场经济条件下区域发达程度的一种标志。随着高速公路交通量的日益增大，沥青路面在车辆荷载的反复作用下，出现了不同类型和程度的病害，特别是大型、重型车辆在高速公路上行使的过程中，形成了习惯性占用特定车道的渠化现象，在车轮通过频率较高的地方出现连续横向变形-车辙，有时会延伸数公里。车辙是沥青路面受荷载反复作用后在横断面上产生凹陷或凸起的变形，属于永久性变形。

目前，过早出现车辙已成为高等级公路、尤其是重载交通路面最为严重的早期病害之一。与其它病害相比，车辙的危害性最大，直接威胁交通安全，而且维修也最为困难。在影响车辙的众多因素中，沥青混合料配合比设计起着很重要的作用。为了有效的预防车辙过早的出现，试验室内通常对所设计的配合比进行抗车辙性能验证，通过试验结果，调整沥青混合料的配合比，使其符合抗车辙性能的要求。

车辙试验仪是沥青混合料车辙试验最常用的设备，其性能的稳定性和数据的精确性对预防和延缓高速公路沥青路面早期车辙病害起着至关重要的作用。除了用于验证沥青混合料高温稳定性之外，还可以通过调整车辙试验仪的性能参数，用于理论研究，如车辙机理分析、预防、处治车辙及抗车辙剂等材料研发。用于研究时，除了要求车辙试验仪具有较好的稳定性和精确性外，性能参数还要具有可调性。

现有的车辙试验仪存在着明显的缺陷，与工程实际出现严重脱节。主要表现如下：

模拟路段不全面。通过大量的研究以及施工的实际情况，发现高速公路的长陡坡行车道车辙病害严重，而现有车辙试验仪模拟的是水平路段，与实际情况不完全相同。

试验荷载低，不能满足重载、超载要求。车辆重载、超载是沥青路面出现车辙的主要原因之一。车辆轮胎的充气压力已经超过了额定的0.7MPa，现有车辙试验仪的试验荷载为0.7MPa，与实际情况不相符合。

试验速度脱离实际。车辆的行驶速度对沥青路面车辙病害的影响较大，上坡路段重载车辆速度很难达到设计速度，导致对路面作用时间延长，沥青混合料发生变形后，很难恢复。现有车辙仪的试验轮频率固定在42±1次/min，与实际情况不相符合。

试验轮的行驶方式与实际不符。高速公路实行渠化交通，单向行驶，而现有车辙试验仪的试验轮是往返行驶，与实际情况不相符合。

试模厚度单一，不满足多样化路面结构的要求。透水路面大粒径沥青混合料最大粒径超过50mm，而现有车辙试验仪试模厚度为50mm，不能满足试验要求。

试验温度可调范围小，与实际脱节。夏季高温季节，有些地区沥青路面温度超过70℃，而现有车辙试验仪的试验温度为60℃，不能满足试验要求。

发明内容

本实用新型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、适应性强的重载坡道沥青混合料车辙试验仪。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在箱体内试验室a底部的支座上设置有水泵和上端与恒温水箱联接的千斤顶，水泵与恒温水箱内相联通，恒温水箱内设置有加热器，试验室a中部设置有两根安装试件台的横梁，机架上设置安装有试验轮的试验轮轴、位于试验轮轴的正上方的位移传感器、与动力装置相联的动力传动机构以及配重块，在试验室a内设置有热风扇和温度传感器，在箱体内试验室a上部两侧设置有两根滑轨，机架上部上下安装有设置在滑轨上的小车滑轮，在机架上还设置有举升机构，横梁的两端设置有通过导线与电源和动力装置以及举升机构相连的行程开关。本实用新型的动力装置设置在动力室b或试验室a内，动力装置与试验轮轴相联并通过机架传动机构与机架相联、或通过动力传动机构与试验轮轴相联并通过动力传动机构和机架传动机构与机架相联。

本实用新型的动力装置包括与变速箱相联的电动机。本实用新型的动力传动机构为：花键轴的一端设置在箱体上、另一端与变速箱联接，在花键轴上设置有上主动锥齿轮，齿轮轴的上端设置与上主动锥齿轮啮合的上从动锥齿轮、下端设置与安装在试验轮轴上的下从动锥齿轮相啮合的下主动锥齿轮。本实用新型的机架传动机构包括：设置在两根滑轨之间的齿条，设置在机架齿轮轴上的从动链轮和与齿条相啮合的圆柱齿轮，设置在试验轮轴上的主动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮相联。

本实用新型的动力装置也可采用与液压泵相联通的液压马达，液压马达与试验轮轴和机架相联。

本实用新型的举升机构为电动磁铁或电动千斤顶。

本实用新型采用了调速电动机和控制调速电动机的转向机构以及采用了举升机构，实现了单向车辙试验，克服了往返式车辙试验仪与实际行车不相符所至的测试数据误差较大的技术问题。采用了齿轮及液压系统，使试验轮主动驱动，更接近于路面车辆的实际行驶情况。采用了便捷的加载装置，试验过程中通过加载，模拟了车辆重载、超载。采用了变速箱减速，加载，模拟车辆爬坡时速度慢、阻力大的特点。采用了耐高温、耐振动的位移传感器，延长了位移传感器的使用寿命，克服了由于高温和振动引起的试验误差，提高了试验结果的精确度。采用了升降水箱，可进行浸水车辙试验。本实用新型具有设计合理、结构简单、使用方便、所测数据准确、适应性强等优点，可在科研和生产单位用于测试沥青混合料试件的车辙。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是下从动锥齿轮30、试验轮23、主动链轮31的联接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2、3中，本实施例的重载坡道沥青混合料车辙试验仪由箱体1、轴承座2、机架3、上从动锥齿轮4、齿轮轴5、位移传感器6、上主动锥齿轮7、小车滑轮8、滑轨9、热风扇10、温度传感器11、变速箱12、电动机13、加热器14、恒温水箱15、支座16、千斤顶17、水泵18、试件台19、横梁21、试验轮轴22、试验轮23、下主动锥齿轮24、行程开关25、配重块26、电动磁铁27、圆柱齿轮28、机架齿轮轴29、下从动锥齿轮30、主动链轮31、从动链轮32、齿条33、花键轴34联接构成。

在箱体1内分隔有动力室b、试验室a。动力室b内用螺纹紧固联接件固定联接安装有电动机13和变速箱12，本用新型的电动机13为调速电动机，电动机13的输出轴用联接件与变速箱12的输入轴相联接。

在试验室a的底部用螺纹紧固联接件固定联接安装有支座16，支座16上用螺纹紧固联接件固定联接安装有水泵18和千斤顶17，千斤顶17的上端用螺纹紧固联接件固定联接安装有恒温水箱15，水泵18与恒温水箱15内相联通，恒温水箱15内装有水，用于进行沥青混合料浸水车辙试验，摇动千斤顶17，恒温水箱15可上下移动。恒温水箱15内安装有加热器14，加热器14通过导线接电源，加热器14对恒温水箱15内的水进行加热，使恒温水箱15内的水保持恒温。试验室a的底部和上部安装有热风扇10和温度传感器11，热风扇10用于对试验室a内加温并使试验室a内保持恒温，温度传感器11将接收到试验室a内的温度信号转换成电信号输出。在试验室a中部两侧焊接联接有两根横梁21，两根横梁21上放置有试件台19，试验时可将沥青混合料试件20放置在试件台19上。

在试验室a上部两侧焊接联接安装有两根滑轨9和齿条33，齿条33位于两根滑轨9之间。机架3上部上下安装有两组小车滑轮8，小车滑轮8设置在滑轨9上，机架3可沿着滑轨9运动。在机架3上还安装有从动链轮32以及圆柱齿轮28，从动链轮32与圆柱齿轮28安装在同一根机架齿轮轴29上，圆柱齿轮28与齿条33相啮合。花键轴34的一端安装在箱体1上的轴承座2上、另一端用键联接件与变速箱12联接。在花键轴34上用键联接件固定联接有上主动锥齿轮7，上主动锥齿轮7与上从动锥齿轮4啮合，上从动锥齿轮4与齿轮轴5的上端用键联接件固定联接，齿轮轴5的下端用键联接件与下主动锥齿轮24固定联接，下主动锥齿轮24与安装在试验轮轴22上的下从动锥齿轮30相啮合，在试验轮轴22上还安装有主动链轮31和试验轮23，试验轮23用于在沥青混合料试件20上运动，试验轮轴22转动，驱动试验轮23转动，进行车辙试验。花键轴34、上主动锥齿轮7、上从动锥齿轮4、下主动锥齿轮24、下从动锥齿轮30联接构成本实施例的动力传动装置。在机架3上安装有位移传感器6，位移传感器6位于试验轮轴22的正上方，位移传感器6将接收试验轮23在沥青混合料试件20上表面运动时所产生车辙的深度位移信号，转换成电信号输出，本实施例的位移传感器6采用耐高温、耐振动的位移传感器6，延长了位移传感器6的使用寿命，克服了由于高温和振动引起的试验误差，提高了试验结果的精确度。主动链轮31通过链条与圆柱齿轮28安装在同一根轴上的从动链轮32相联。齿条33、圆柱齿轮28、主动链轮31、链条、从动链轮32、机架齿轮轴29联接构成本实施例的机架传动机构。电动机13旋转，经变速箱12变速，通过花键轴34、上主动锥齿轮7、上从动锥齿轮4、下主动锥齿轮24、下从动锥齿轮30、链轮链条机构传动，带动圆柱齿轮28在齿条33上转动，使得机架3沿着滑轨9往复运动，同时试验轮23在沥青混合料试件20上表面转动，模拟车辆在沥青混凝土路面上行驶。在机架3的上部安装有电动磁铁27，电动磁铁27通过导线接电源线，电动磁铁27与电源电路接通后，电动磁铁27可将机架3抬起，试验轮23离开沥青混合料试件20上表面。机架3的下部安装有配重块26，配重块26用于进行车辙试验时加载，进行加载试验。变速箱12减速，加载，模拟车辆在坡道上行驶的车辙试验。在试验室a内的两侧壁上用螺纹紧固联接件固定联接安装有行程开关25，行程开关25通过导线接电源和电动磁铁27以及电动机13，机架3运动到试验室a两侧与行程开关25接触时，电动机13将改变旋转方向，使得机架3在滑轨9上向相反方向运动。电动机13旋转，通过动力传动机构和机架3传动机构传动，使得机架3在滑轨9上从左向右或从右向左运动。当机架3运动到试验室a右侧与右侧的行程开关25接触时，行程开关25将电动磁铁27断电和电动机13的顺转电路接通，机架3落下，试验轮23在沥青混合料试件20表面上旋转运动，机架3运动到试验室a的左侧与左侧的行程开关25接触，行程开关25将电动磁铁27的电路接通和电动机13的反转电路接通，电动磁铁27将机架3顶起，试验轮23离开沥青混合料试件20上表面，电动机13改变旋转方向，机架3向右运动，运动到右端，重复上述的运动。这种沥青混合料车辙试验仪，实现了单向车辙试验，克服了由于往返车辙试验仪与实际行车不相符所至的测试数据误差较大的技术问题。通过调整试验轮23行驶速度和荷载参数，可换算出不同的试验坡度，从而模拟不同坡度沥青混合料车辙试验。

实施例2

在实施例1中，电动机13和变速箱12用与液压泵相联通的液压马达替换为动力装置，去掉实施例1的花键轴34、上主动锥齿轮7、上从动锥齿轮4、下主动锥齿轮24、下从动锥齿轮30构成的动力传动装置，液压泵用螺纹紧固联接件固定联接安装在动力室b内，液压马达安装在试验轮轴22上，液压泵通过导管与液压马达相联通，液压马达与安装有主动链轮31和试验轮23的试验轮轴22相联，主动链轮31通过链条与圆柱齿轮28安装在同一根机架齿轮轴29上的从动链轮32相联，圆柱齿轮28与齿条33相啮合。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

以上实施例1、2中的举升机构为电动千斤顶，电动千斤顶的结构与专利号为87101934发明名称为《电动千斤顶》的中国发明专利完全相同。电动千斤顶通过导线与行程开关25相连接。当试验轮23运动到试验室a右侧，机架3与右侧的行程开关25接触时，右侧的行程开关25将电动千斤顶的电路切断，在重力的作用下，电动千斤顶落下，试验轮23在沥青混合料试件20表面上旋转运动，机架3运动到试验室a的左侧与左侧的行程开关25接触时，左侧的行程开关25将电动千斤顶的电路接通，电动千斤顶将机架3顶起，试验轮23离开沥青混合料上表面，机架3向右运动，如此反复。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。

Claims (4)

1.一种重载坡道沥青混合料车辙试验仪，在箱体(1)内试验室(a)底部的支座(16)上设置有水泵(18)和上端与恒温水箱(15)联接的千斤顶(17)，水泵(18)与恒温水箱(15)内相联通，恒温水箱(15)内设置有加热器(14)，试验室(a)中部设置有两根安装试件台(19)的横梁(21)，机架(3)上设置安装有试验轮(23)的试验轮轴(22)、位于试验轮轴(22)的正上方的位移传感器(6)、与动力装置相联的动力传动机构以及配重块(26)，在试验室(a)内设置有热风扇(10)和温度传感器(11)，其特征在于：在箱体(1)内试验室(a)上部两侧设置有两根滑轨(9)，机架(3)上部上下安装有设置在滑轨(9)上的小车滑轮(8)，在机架(3)上还设置有举升机构，横梁(21)的两端设置有通过导线与电源和动力装置以及举升机构相连的行程开关(25)；所说的动力装置设置在动力室(b)或试验室(a)内，动力装置与试验轮轴(22)相联并通过机架传动机构与机架(3)相联、或通过动力传动机构与试验轮轴(22)相联并通过动力传动机构和机架传动机构与机架(3)相联。

2.按照权利要求1所述的重载坡道沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所说的动力装置包括与变速箱(12)相联的电动机(13)；所说的动力传动机构为：花键轴(34)的一端设置在箱体(1)上、另一端与变速箱(12)联接，在花键轴(34)上设置有上主动锥齿轮(7)，齿轮轴(5)的上端设置与上主动锥齿轮(7)啮合的上从动锥齿轮(4)、下端设置与安装在试验轮轴(22)上的下从动锥齿轮(30)相啮合的下主动锥齿轮(24)；所说的机架传动机构包括：设置在两根滑轨(9)之间的齿条(33)，设置在机架齿轮轴(29)上的从动链轮(32)和与齿条(33)相啮合的圆柱齿轮(28)，设置在试验轮轴(22)上的主动链轮(31)，主动链轮(31)通过链条与从动链轮(32)相联。

3.按照权利要求1所述的重载坡道沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所说的动力装置为与液压泵相联通的液压马达，液压马达与试验轮轴(22)和机架(3)相联。

4.按照权利要求1所述的重载坡道沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所说的举升机构为电动磁铁(27)或电动千斤顶。

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