CN220473262U - 一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，包括：中心轴杆设置在沥青路面承载运行装置底盘中心，中心轴杆内部设有控制电路；所述液压装置固定在中心轴杆；负荷试验轮装置中的轮胎与沥青混合料放置槽相对转动；通过上侧液压装置上下移动并对沥青混合料试件施加控制荷载；发动机装置设置在沥青路面承载运行装置中心凹槽；车辙深度检测装置为横向布置的非接触式红外传感装置；环境控温箱用于对整个装置进行保温和防尘保护；本试验仪是一种沥青路面加速加载的室内模拟试验装置，用于沥青混合料多层结构的车辙试验，能够真实地体现路面在车辆荷载作用下的受力状况，解决了现有车辙试验仪来回往复加载不能体现路面实际受力的问题。

Description

一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪

技术领域

本实用新型属于道路工程研究领域，具体是一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪。

背景技术

如今正处于道路高速发展时期，沥青路面凭借其出色的路用性能，逐渐取代了传统的水泥路面，成为路面结构设计的主流材料。在交通重载和高温环境的影响下，沥青路面容易发生剪切流变，会导致沥青混合料内部的材料迁移和骨架重组，在路面上留下不可恢复的辙槽，形成严重的车辙病害。路面车辙问题会给车辆行驶造成安全隐患，研究表明，当雨天的路面存在5mm的浅车辙，车速达到80公里/小时，路面和车辆之间的附着力约等于零，在高速的情况下，车辆可能会产生水漂现象，和沥青路面相脱离，造成严重的后果；当车辙深度大于7.5mm时，车辆出现事故的几率会呈几何式增长。

根据沥青混合料的应用情况，沥青路面的车辙病害是引起路面维修养护的主要原因之一。目前常采用沥青混合料车辙试验仪对沥青路面的车辙性能进行模拟，但现有车辙试验仪一般采取来回往复碾压的形式对路面荷载进行模拟，与实际通车单向行驶的碾压情况不相符。现今市面上虽有采用立置环道负荷试验轮对沥青路面的车辙进行模拟，但并未考虑沥青混合料自重以及转动产生的离心力对试验结果造成的影响。

实用新型内容

鉴于上述现有问题，提出了本实用新型。

因此本实用新型提出了一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，可以避免现有车辙仪来回碾压的影响，克服温度和速度控制等问题，采用三个负荷试验轮模拟连续车辆荷载作用下的车辙性能，对沥青路面承载运行装置设置倾斜角度以避免离心力对路面受载的影响，对沥青混合料车辙情况进行分析。

为解决如上技术问题，本实用新型提供了技术方案是

一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，包括中心轴杆、负荷试验轮、液压装置、发动机装置、沥青路面承载运行装置、车辙深度检测装置、环境控温箱和控制系统。沥青路面承载运行装置包括沥青混合料放置槽和恒温加热装置；发动机装置包括发动机引擎本体和防尘盖板；负荷试验轮装置包括轮胎和悬挂装置，轮胎与沥青路面承载运行装置内的沥青混合料放置槽相对转动，可通过上侧液压装置上下移动并对沥青混合料加载或卸载；车辙深度检测装置利用横向布置的非接触式红外传感装置对沥青路面的车辙进行检测；环境控温箱可以对仪器进行保温和防尘保护；

控制系统控制发动机装置、中心轴杆、负荷试验轮装置的加载卸载和运行速度，对立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪的运行温度进行控制。

沥青路面承载运行装置包括沥青混合料放置槽和恒温加热装置。负荷试验轮装置与沥青混合料放置槽相对转动。中心轴杆设置在沥青路面承载运行装置底盘中心，轴杆内部设有控制电路，由控制系统控制。液压装置固定在中心轴杆上部，通过控制系统对压力进行控制。发动机装置设置在沥青路面承载运行装置中心凹槽，通过电线与中心轴杆相连。

中心轴杆固定于沥青路面承载运行装置底板中心处，其内部设置控制电路。

三个负荷试验轮装置中的轮胎规格为185/65R14，即断面宽度为185mm，轮胎扁平率(轮胎断面高与断面宽的比值)为65，毂的直径为14英寸，认证速度等级为170公里/小时。负荷试验轮装置中的悬挂装置与轮胎相连，确保仪器的平稳运行，悬挂装置的伸缩长度可以通过旋钮进行调节。

液压装置固定于中心轴杆上方，可以对与其相连的三个负荷试验轮装置进行加载或卸载，液压装置的加载或卸载由控制系统进行控制。

发动机装置设置在沥青路面承载运行装置底板中央凹槽处，可以对负荷试验轮装置的车速进行控制。

沥青路面承载运行装置包括沥青混合料放置槽、恒温加热装置和环境控温箱。沥青混合料放置槽的深度为200mm，放置槽与水平面的夹角为22.5°，可以使负荷试验轮装置在沥青混合料满布的状态下抵消离心力，恒温加热装置的控温区间为-10℃～60℃，环境控温箱可以对装置进行保温和防尘保护。沥青混合料放置槽为环形轨道。

车辙深度检测装置为一排横向布置的非接触式红外传感装置对沥青路面的车辙进行检测。

与现有试验仪相比，本实用新型具有功能丰富、试验高效、数据精确、试验范围广等优点。主要的技术优点如下：

(1)本实用新型主要用于测试多层沥青混合料的车辙性能，也可测试路表的摩擦系数、磨损程度等路用性能指标，还可测试环境条件变化情况下如高温浸水条件下的车辙及水损害性能；

(2)本实用新型模拟了实际道路的单向车流，符合实际通车情况，在车轮与沥青混合料接触面之间设置一定的倾斜角度，避免了测试中离心力的影响。

(3)本实用新型设置了三个负荷试验轮，可模拟路面在连续车辆荷载作用下的车辙性能，是一种典型的模拟加速加载试验的环道试验设备；

(4)本实用新型承载运行装置内部的环形轨道中间可同时铺设8块相互拼接的沥青混合料车辙板平行试件，极大地减少了单次试验结果的可变异性，也有利于各种沥青层结构车辙性能方案的比选。

附图说明

图1为立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪整体结构示意图。

图2为立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪效果图。

图3为沥青路面承载运行装置中沥青混合料试件放置示意图。

图中，中心轴杆(1)、负荷试验轮装置(2)、液压驱动装置(3)、发动机装置(4)、沥青路面承载运行装置(5)、车辙深度检测装置(6)、环境控温箱(7)、PID型控制系统(8)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体工作方法进行详细说明。

一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，包括中心轴杆、负荷试验轮装置、液压装置、发动机装置、沥青路面承载运行装置、车辙深度检测装置、环境控温箱和控制系统。

立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其沥青路面承载运行装置包括沥青混合料放置槽和恒温加热装置。负荷试验轮装置与沥青混合料放置槽相对转动；中心轴杆设置在沥青路面承载运行装置底盘中心，轴杆内部设有控制电路；液压装置固定在中心轴杆上部，可以通过电脑系统对压力进行控制；发动机装置设置在沥青路面承载运行装置中心凹槽，通过电线与中心轴杆相连。车辙深度检测装置利用横向布置的非接触式红外传感装置对沥青路面的车辙进行检测；环境控温箱可以对仪器进行保温和防尘保护；

控制系统可以控制发动机装置、负荷试验轮装置的加载卸载和运行速度，可以对立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪的运行温度进行控制。

中心轴杆固定于沥青路面承载运行装置底板中心处，其内部设置控制电路，可以控制上部荷载设备。三个负荷试验轮装置中的轮胎规格为185/65R14，即断面宽度为185mm，轮胎扁平率(轮胎断面高与断面宽的比值)为65，毂的直径为14英寸，认证速度等级为170公里/小时。负荷试验轮装置中的悬挂装置与轮胎相连，确保仪器的平稳运行，悬挂装置的伸缩长度可以通过。沥青混合料放置槽为环形轨道。

液压装置固定于中心轴杆上方，可以对与其相连的三个负荷试验轮装置进行加载或卸载，液压装置的加载或卸载由控制系统进行控制。发动机装置设置在沥青路面承载运行装置底板中央凹槽处，可以对负荷试验轮装置的车速进行控制，发动机装置由控制系统进行控制。

沥青路面承载运行装置包括沥青混合料放置槽、恒温加热装置和环境控温箱。沥青混合料放置槽的深度为120mm，放置槽与水平面的夹角为22.5°，可以使负荷试验轮装置在沥青混合料满布的状态下抵消离心力，恒温加热装置的控温区间为-10℃～60℃，环境控温箱可以对装置进行保温。控制系统外界于设备，可以对试验仪的液压装置的荷载，负荷试验轮装置的车速，恒温加热装置的温度进行控制。本实用新型中，发动机装置为YQ32型，本申请中的控制系统为PID控制系统，整个装置工作过程均可通过其进行控制。

本实用新型工作过程如下：

(1)制备SMA-13级配沥青混合料并养护24h；

(2)进行仪器检查；

(3)将养护好的沥青混合料试件放入沥青路面承载运行装置中的沥青混合料放置槽，如图3所示；

(4)设置液压负载参数、设置发动机转速、启动恒温加热装置设置温度为60℃并保温2h；

(5)设置负荷试验轮的荷载数据和运行速度，启动立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，30min后关闭加载装置和恒温加热装置，打开环境控温箱。

(6)启动车辙深度检测装置，利用一排横向布置的非接触式红外传感装置对沥青路面的车辙进行检测，分析车辙情况。

与现有车辙试验仪相比，本实用新型的优点在于采用了环形轨道，在环形轨道中间铺设沥青混合料，负载轮环绕中央轴杆进行旋转，通过控制系统进行加载卸载和车速模拟，外部设置恒温箱，可以进行温度设置和保温。本实用新型模拟了实际道路的单向车流，更符合实际通车情况，在车轮与沥青混合料接触面之间设置一定的倾斜角度，可以避免离心力的影响。本实用新型采用三个车轮，能有效地加快试验速度，提高试验效率。具有功能丰富、试验高效、数据精确、试验范围广等优点。

Claims (8)

1.一种立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于，包括：

环境控温箱，以及设置在环境控温箱内的中心轴杆、负荷试验轮装置、液压装置、发动机装置、沥青路面承载运行装置、车辙深度检测装置；

所述中心轴杆设置在沥青路面承载运行装置底盘中心；

所述液压装置固定在中心轴杆；

所述沥青路面承载运行装置包括沥青混合料试件放置槽和恒温加热装置；

所述负荷试验轮装置包括轮胎和悬挂装置，其中，轮胎与沥青混合料放置槽相对转动；通过上侧液压装置上下移动并对沥青混合料试件施加控制荷载；

所述发动机装置设置在沥青路面承载运行装置中心凹槽，通过电线与中心轴杆相连；

所述车辙深度检测装置为横向布置的非接触式红外传感装置，用于对沥青路面的车辙进行检测；

所述环境控温箱用于对整个装置进行保温和防尘保护。

2.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：设置控制系统用于控制中心轴杆、发动机装置、负荷试验轮装置的加载卸载和运行速度，对液压装置的加卸载水平以及环境控温箱的温度进行调节，中心轴杆内部设有控制电路。

3.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所述中心轴杆固定于沥青路面承载运行装置底板中心处，其内部设置控制电路，用于控制上部荷载设备。

4.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所述负荷试验轮装置包括三个负荷试验轮的轮胎规格为185/65R14，即断面宽度为185mm，轮胎扁平率即轮胎断面高与断面宽的比值为65，毂的直径为14英寸，认证速度等级为170公里/小时；负荷试验轮装置还包括悬挂装置与轮胎相连，确保仪器的平稳运行，悬挂装置的伸缩长度可以通过旋钮进行调节。

5.根据权利要求4所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：所述液压装置固定于中心轴杆上方，对与其相连的三个负荷试验轮进行加载或卸载，液压装置的加卸载由控制系统进行控制。

6.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：发动机装置包括发动机引擎本体和防尘盖板，发动机装置设置在沥青路面承载运行装置底板中央凹槽处，对负荷试验轮装置的车速进行控制。

7.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：沥青混合料放置槽的深度为200mm，放置槽与水平面的夹角为22.5°，用于抵消负荷轮在车辙试验中的离心力，恒温加热装置的控温区间为-10℃～60℃。

8.根据权利要求1所述的立置环道负荷轮沥青混合料车辙试验仪，其特征在于：沥青混合料放置槽为环形轨道。