本发明专利技术涉及一种温度‑湿度‑动水‑车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱，在不同环境下可对箱内车辙试验板的受力、变形等情况同步监测。该环形车辙试验箱包括有机玻璃环境箱外罩、环境条件控制系统、荷载控制系统、动水冲刷模拟装置、车辙试验板和环形跑道结构；本发明专利技术的有益效果：可在可调范围内调节和设置箱内环境相对温、湿度，并对车轮荷载轮压及轮速进行调节，车轮在有水的卡槽里运行时碾压橡胶透水板将孔道内的水挤压冲刷形成动水冲刷效应，既可采集车辙试验板的受力、变形数据，同时可以直观的看到包含动水冲刷的多种物理场作用下车辙试验板的变形和破坏情况。
【技术实现步骤摘要】
温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用的环形车辙试验箱
本专利技术涉及多因素车辙试验智能监测技术，特别涉及一种模拟温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下车辙试验板受力情况及耐久性监测的试验箱。
技术介绍
我国的高速公路网已经逐渐成型，在新建高速公路里程不断增长的同时，原有公路由于长期使用后暴露出的耐久性及在不同环境条件下的病害也是一个有必要深入研究改善的问题。现有路面材料的车辙试验仪采用的是控温条件下用一定配重的轮载在有限区域内来回摆动式的施加和模拟的模式，其对加载环境的控制仅限于温度和轮载，且在相同条件下多次对比试验的需求下只能重复多次进行，灵活性和连续性上受到限制，且在具有特殊要求的环境条件，比如温湿度循环、动水冲刷等现实状况的模拟不能满足。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱，可在限度范围内设置箱内环境的相对温、湿度，并对车轮荷载轮压、轮速进行调节，车轮在有水的卡槽里运行时可通过碾压多孔通道橡胶透水板将孔道内的水挤压冲刷，形成动水冲刷。所述车辙试验箱既可在设置条件下采集车辙试验板的受力、变形数据，同时观测包含动水冲刷的多种物理场作用下车辙试验板的变形和破坏情况，为更贴近真实环境下的实验数据采集提供了智能、环保、高效、科学的实验环境和设备，为病害及耐久性试验的室内科学模拟与监测提供了科学可行的方案和设备。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱，包括：有机玻璃环境箱外罩1、环境条件控制系统、荷载控制系统、动水冲刷模拟装置、车辙试验板7和环形跑道结构；所述环境条件控制系统由温度控制系统3和湿度传感控制系统2组成，所述温度控制系统3设置在有机玻璃环境箱外罩1内的上部侧壁，所述温度控制系统3通过温度传感器感应试验箱内的环境温度数值，所述有机玻璃环境箱外罩1的顶部设有通风供热系统，所述温度控制系统3通过通风供热系统对试验箱的温度进行调控；所述湿度传感控制系统2设置在有机玻璃环境箱外罩1内的中部侧壁，所述湿度传感控制系统2通过湿度传感器感应试验箱内的环境湿度值；所述湿度传感控制系统2与水箱连接，所述湿度控制系统2通过水箱对试验箱的湿度进行调控；所述环形跑道结构设置在有机玻璃环境箱外罩1内的底部，所述动水冲刷模拟装置设置在环形跑道结构上；所述动水冲刷模拟装置包括：跑道防水围挡11、多孔通道橡胶透水板9和防水板12，所述环形跑道结构包括：环形级配碎石基层跑道10和环形卡槽；所述环形级配碎石基层跑道10采用级配碎石分层碾压填筑，并通过环形卡槽固定成型，用于模拟实际高速公路基底持力层；所述车辙试验板7设置在环形级配碎石基层跑道10上，所述跑道防水围挡11设置在环形卡槽的两侧，在车辙试验板7与环形级配碎石基层跑道10的持力层之间依次放置多孔通道橡胶透水板9和防水板12；所述荷载控制系统包括可调速中心驱动轴4、四个橡胶车轮8、四个转轴-胶轮连接装置6和可升降液压转轴结构5；所述四个橡胶车轮8均通过转轴-胶轮连接装置6与可调速中心驱动轴4连接，所述四个橡胶车轮8互成直角关系，所述可调速中心驱动轴4设置在有机玻璃环境箱外罩1的中心位置，所述可调速中心驱动轴4的下端设有可升降液压转轴结构5，可调速中心驱动轴4带动四个橡胶车轮8对车辙试验板7施加压力，模拟车辆荷载，同时所述可调速中心驱动轴4通过可升降液压转轴结构5上下升降，调节橡胶车轮8与车辙试验板7之间的压力。在上述方案的基础上，所述有机玻璃环境箱外罩1采用强度高且致密的钢化有机玻璃。在上述方案的基础上，所述车辙试验板7通过扣件固定在环形级配碎石基层跑道10上，并置于多孔通道橡胶透水板9上。在上述方案的基础上，当橡胶车轮8在有水的环形卡槽里运行时，通过碾压多孔通道橡胶透水板9将孔道内的水挤压冲刷形成动水冲刷效应。在上述方案的基础哈桑，在环形级配碎石基层跑道10和车辙试验板7所需监测位置布置相应的应力、变形数据采集装置或监控设备，以提供实验数据的动态采集和实时监测。本专利技术的有益效果和进一步改进在于：(1)所述一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱可以在可调范围内设置环境相对温度、湿度或其变化范围及周期、车载压力及行车速度，并可模拟动水冲刷的试验环境。(2)所述荷载控制系统通过可调速中心驱动轴带动互成直角关系的四个橡胶车轮对固定于跑道上的车辙试验板施加压力，模拟车辆荷载，同时该可调速中心驱动轴可通过可升降液压转轴结构上下升降，通过与车辙试验板的接触关系控制其施加压力的大小。(3)所述动水冲刷模拟装置可通过在环形跑道两侧设置跑道防水围挡，同时在车辙试验板与跑道持力层之间放一块防水板和多孔通道橡胶透水板，当车轮在有水的卡槽里运行时可通过碾压多孔通道橡胶透水板将卡槽内的水挤压冲刷形成动水冲刷效应。(4)所述环形跑道结构为固定置于车辙试验板、多孔通道橡胶透水板下的环形跑道结构，该受力结构通过模拟实际高速公路基底持力层采用级配碎石分层碾压填筑，并通过环形卡槽固定成型，为车轮荷载的向下传递和释放提供途径。环形跑道可以允许多块车辙试验板同时监测，车载不间断有序运行，即实现了多次监测一次实现，也为更贴近真实环境下的实验数据采集提供了智能、环保、高效、科学的实验环境和设备。附图说明本专利技术有如下附图：图1为本专利技术一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱的主视结构示意图；图2为本专利技术一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱的俯视结构示意图；图中：1、有机玻璃环境箱外罩；2、湿度传感控制系统；3、温度控制系统；4、可调速中心驱动轴；5、可升降液压转轴结构；6、转轴-胶轮连接装置；7、车辙试验板；8、橡胶车轮；9、多孔通道橡胶透水板；10、环形级配碎石基层跑道；11、跑道防水围挡；12防水板。具体实施方式以下结合附图1-2对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，本专利技术一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱的主体结构包括：有机玻璃环境箱外罩1、环境条件控制系统、荷载控制系统、动水冲刷模拟装置、车辙试验板7和环形跑道结构；所述环境条件控制系统由温度控制系统3和湿度传感控制系统2组成，所述温度控制系统3设置在有机玻璃环境箱外罩1内的上部侧壁，所述温度控制系统3通过温度传感器感应试验箱内的环境温度数值，所述有机玻璃环境箱外罩1的顶部设有通风供热系统，所述温度控制系统3通过通风供热系统对试验箱的温度进行调控；所述湿度传感控制系统2设置在有机玻璃环境箱外罩1内的中部侧壁，所述湿度传感控制系统2通过湿度传感器感应试验箱内的环境湿度值；所述湿度传感控制系统2与水箱连接，所述湿度控制系统2通过水箱对试验箱的湿度进行调控；所述环形跑道结构设置在有机玻璃环境箱外罩1内的底部，所述动水冲刷模拟装置设置在环形跑道结构上；所述动水冲刷模拟装置包括：跑道防水围挡11、多孔通道橡胶透水板9和防水板12，所述环形跑道结构包括：环形级配碎石基层跑道10和环形卡槽；所述环形级配碎石基层跑道10采用级配碎石分层碾压填筑，并通过环形卡槽固定成型，用于模拟实际高速公路基底持力层；所述车辙试验板7设置在环形级配碎石基层跑道10上，所述跑道防水围挡11本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种温度‑湿度‑动水‑车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱，其特征在于，包括：有机玻璃环境箱外罩(1)、环境条件控制系统、荷载控制系统、动水冲刷模拟装置、车辙试验板(7)和环形跑道结构；所述环境条件控制系统由温度控制系统(3)和湿度传感控制系统(2)组成，所述温度控制系统(3)设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的上部侧壁，所述温度控制系统(3)通过温度传感器感应试验箱内的环境温度数值，所述有机玻璃环境箱外罩(1)的顶部设有通风供热系统，所述温度控制系统(3)通过通风供热系统对试验箱的温度进行调控；所述湿度传感控制系统(2)设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的中部侧壁，所述湿度传感控制系统(2)通过湿度传感器感应试验箱内的环境湿度值；所述湿度传感控制系统(2)与水箱连接，所述湿度控制系统(2)通过水箱对试验箱的湿度进行调控；所述环形跑道结构设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的底部，所述动水冲刷模拟装置设置在环形跑道结构上；所述动水冲刷模拟装置包括：跑道防水围挡(11)、多孔通道橡胶透水板(9)和防水板(12)，所述环形跑道结构包括：环形级配碎石基层跑道(10)和环形卡槽；所述环形级配碎石基层跑道(10)采用级配碎石分层碾压填筑，并通过环形卡槽固定成型，用于模拟实际高速公路基底持力层；所述车辙试验板(7)设置在环形级配碎石基层跑道(10)上，所述跑道防水围挡(11)设置在环形卡槽的两侧，在车辙试验板(7)与环形级配碎石基层跑道(10)的持力层之间依次放置多孔通道橡胶透水板(9)和防水板(12)；所述荷载控制系统包括可调速中心驱动轴(4)、四个橡胶车轮(8)四个转轴‑胶轮连接装置(6)和可升降液压转轴结构(5)；所述四个橡胶车轮(8)均通过转轴‑胶轮连接装置(6)与可调速中心驱动轴(4)连接，所述四个橡胶车轮(8)互成直角关系，所述可调速中心驱动轴(4)设置在有机玻璃环境箱外罩(1)的中心位置，所述可调速中心驱动轴(4)的下端设有可升降液压转轴结构(5)，可调速中心驱动轴(4)带动四个橡胶车轮(8)对车辙试验板(7)施加压力，模拟车辆荷载，同时所述可调速中心驱动轴(4)通过可升降液压转轴结构(5)上下升降，调节橡胶车轮(8)与车辙试验板(7)之间的压力。...
【技术特征摘要】
1.一种温度-湿度-动水-车辆荷载耦合作用下的环形车辙试验箱，其特征在于，包括：有机玻璃环境箱外罩(1)、环境条件控制系统、荷载控制系统、动水冲刷模拟装置、车辙试验板(7)和环形跑道结构；所述环境条件控制系统由温度控制系统(3)和湿度传感控制系统(2)组成，所述温度控制系统(3)设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的上部侧壁，所述温度控制系统(3)通过温度传感器感应试验箱内的环境温度数值，所述有机玻璃环境箱外罩(1)的顶部设有通风供热系统，所述温度控制系统(3)通过通风供热系统对试验箱的温度进行调控；所述湿度传感控制系统(2)设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的中部侧壁，所述湿度传感控制系统(2)通过湿度传感器感应试验箱内的环境湿度值；所述湿度传感控制系统(2)与水箱连接，所述湿度控制系统(2)通过水箱对试验箱的湿度进行调控；所述环形跑道结构设置在有机玻璃环境箱外罩(1)内的底部，所述动水冲刷模拟装置设置在环形跑道结构上；所述动水冲刷模拟装置包括：跑道防水围挡(11)、多孔通道橡胶透水板(9)和防水板(12)，所述环形跑道结构包括：环形级配碎石基层跑道(10)和环形卡槽；所述环形级配碎石基层跑道(10)采用级配碎石分层碾压填筑，并通过环形卡槽固定成型，用于模拟实际高速公路基底持力层；所述车辙试验板(7)设置在环形级配碎石基层跑道(10)上，所述跑道防水围挡(11)设置在环形卡槽的两侧，在车辙试验板(7)与环形级配碎石基层跑道(10)的持力层之间依次放置多孔通道橡胶透水板(9)和防水板(12)；所述荷载控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，白明洲，陈云，刘力璇，邱树茂，李鹏翔，李铁，魏子钧，刘炳龙，戚艳丽，余昆，兰毅，何伯虎，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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