一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置制造方法及图纸

一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，由压力容器、试验试件、压力模拟系统、注水系统以及计算机控制系统组成。计算机控制系统根据试验要求和目的设定目标参数，实现对试验试件不同时长、不同次数以及不同压力级别下的模拟动水冲刷作用。注水系统可以通过温控台实现对试验期间流体温度以及流量的控制。本实用新型专利技术适用于测定多种类型的沥青混合料试件在水‑温‑荷共同作用下的水稳定性性能指标，通过快速的正向加压和反向抽真空来改变试样表面的大气压力，从而实现对试样内部水压力的动态更替，模拟孔隙水对沥青混合料的动水冲刷过程。

A Test Device for Simulating Dynamic Water Scour Effect of Vehicle Load

【技术实现步骤摘要】
一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置
本技术涉及沥青混合料抗水损害性能测试技术，特别是涉及车辆荷载引起的孔隙动水压力对沥青混合料与集料的冲刷，造成粘结力降低、渗透性增大，引起一系列水损害现象的辅助试验模拟技术。
技术介绍
水损害现象是被公认为沥青路面早期损坏中排在第一位的损坏形式，受到国内外学者和工程人员的高度重视，调查研究表明，一般通车1年以上的公路沥青路面均会产生不同程度的水损坏，路面结构内有自由水存在时，每一次车轮荷载产生的结构损坏要比路面相对干燥时高出40倍以上。近年来，城市由于扬尘处置保护环境的需要进行的道路洒水工程，洒水频率高、时间长，除冬季结冰期外，几乎每天都不间断的进行，由此带来人为的“降水”现象，也加剧了城市道路的水损坏程度。目前，对沥青混凝土的水稳定性评价方法主要有两大类，一类是针对松散的沥青混合料进行定性试验，其主要是通过视觉观察或仪器检查来评价集料表面沥青膜的剥离程度，以此作为判定沥青和集料之间粘附性的依据。这类方法只能反映松散沥青混合料中的沥青与矿料之间粘附性，不能表征路面真实浸水状态与受力情况，所以这类试验方法常作为简易判别材料的试验。另一类是针对已成型的沥青混合料试件或芯样进行定量试验，主要通过测试试件在浸水条件下的物理力学指标作为判断沥青混合料水稳定性的标准，如马歇尔稳定度、劈裂强度、径向回弹模量等，主要的试验方法有浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、浸水车辙试验等。此类方法主要是以成型的沥青混合料试件进行水损害试验，以不同的方式模拟了路面受水、温度和荷载的破坏作用，试验的综合性更强，不仅反映出沥青与石料的粘附性能，也反映出混合料的整体粘结力。然而上述试验在模拟荷载-水-温对混合料的破坏过程中，混合料基本是处于静水压力的作用，试件内孔隙水流体不能形成动压力，并没有体现荷载引起的动水冲刷作用以及对混合料渗透性的加剧作用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置。本技术是一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，由压力容器、压力模拟加载系统、注水系统以及计算机控制系统组成，压力容器由底座1、试样环3、固定螺杆4、顶盖7、锁紧螺栓8和缓冲垫片9组成，底座1的下部设有进水阀门2和出水阀门12，试样环3、顶盖7通过固定螺杆4、锁紧螺栓8固定于底座1上；压力模拟加载系统由固定于试样环3中上部的抽真空管路6，加压管路10、平衡管路11以及压力表5构成；注水系统由储水箱23、加热装置25、温控装置22以及流量调节阀21构成，其中加热装置25位于储水箱23的内部，流量表20和流量调节阀21分别位于储水箱出水阀19的右侧，出水阀19与压力容器的进水阀门2相连。本技术的有益效果：本技术是对常规的浸水马歇尔试验的改进。现有技术在模拟荷载-水-温对混合料的破坏过程中，混合料基本是处于静水压力的作用，试件内孔隙水流体不能形成动压力，并没有体现荷载引起的动水冲刷作用以及对混合料渗透性的加剧作用。本技术可填补基于动态孔隙水压力作用下的沥青混合料水稳定性能研究的试验方法。附图说明附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施，附图未必是按比例绘制的。图1为本技术模拟动水冲刷效应装置系统总体示意图，图2为本技术模拟动水冲刷效应装置底座结构俯视图，图3为本技术模拟动水冲刷效应装置试样环结构俯视图，图4为本技术模拟动水冲刷效应装置顶盖结构俯视图。附图标记及对应名称为：1—压力容器底座，2—进水阀门，3—试样环，4—固定螺杆，5—压力表，6—抽真空管路，7—压力容器顶盖，8—缓冲垫片，9—锁紧螺栓，10—加压管路，11—平衡管路，12—出水阀门，13—试验试件，14—压力容器空腔，15—计算机控制系统，16—控制编码器，17—电路保护装置，18—电源系统，19—储水箱出水阀门，20—流量表，21—流量调节阀，22—温控装置，23—储水箱，24—储水箱的进水阀门，25—加热棒。具体实施方式如图1所示，本技术是一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，由压力容器、压力模拟加载系统、注水系统以及计算机控制系统组成，压力容器由底座1、试样环3、固定螺杆4、顶盖7、锁紧螺栓8和缓冲垫片9组成，底座1的下部设有进水阀门2和出水阀门12，试样环3、顶盖7通过固定螺杆4、锁紧螺栓8固定于底座1上；压力模拟加载系统由固定于试样环3中上部的抽真空管路6，加压管路10、平衡管路11以及压力表5构成；注水系统由储水箱23、加热装置25、温控装置22以及流量调节阀21构成，其中加热装置25位于储水箱23的内部，流量表20和流量调节阀21分别位于储水箱出水阀19的右侧，出水阀19与压力容器的进水阀门2相连。如图1所示，计算机控制系统15中的供电系统18的220V电源接口分别与加压管路10电磁阀以及平衡管路11电磁阀电源接口相连，供电系统18的24V电源接口与抽真空管路6电磁阀相连。如图1所示，计算机控制系统15中的控制编码器16预设循环时间范围为0～9999s，循环作用次数范围为0～9999次。如图1、图4所示，压力模拟加载系统的抽真空管路6流量参数范围为4～6L/min，最大极限真空压力为0.088MPa，最高频繁启停次数约为180万次。如图1、图4所示，压力模拟加载系统的加压管路10流量参数范围为10～12L/min，最大可调压力为0.75MPa。如图1、图4所示，注水系统储水箱体积为10L，温控装置22的预设温度范围为10℃～80℃。如图1所示，动水冲刷模拟试验装置由压力容器、试验试件、压力模拟系统、注水系统以及计算机控制系统组成。计算机控制系统根据设定的目标参数自动控制压力模拟加载系统，控制试验试件的孔隙水压力的交替变化,注水系统控制试验过程中水的温度和进水量。如图2、图3、图4所示，试验平台由底座1、试样环3、固定螺杆4、顶盖7组成。其中，底座下部设有进水阀门2，出水阀门12，试验试件13放置于底座的固定凹槽，通过底座上的四根固定螺杆4将试样环3以及顶盖7固定于底座1上，将缓冲垫片8和固定螺栓9利用锁紧工具锁紧，完成整个压力容器的密封。压力模拟系统由固定于试样环3中上部的压力表5、抽真空管路6，加压管路10以及平衡管路11构成。通过计算机控制系统15的控制，压力模拟系统可以对压力容器内空腔14的气体进行正负压交替作用，通过气压的变化对试件内的孔隙水压力实现正向加压和反向泵吸的作用，进而形成一种动力冲刷的效果。注水系统由储水箱23、温控装置22以及流量调节阀21构成。其中温控装置由水箱内嵌的加热棒25以及温控装置22组成。19为储水箱出水阀，流量表20以及流量调节阀21位于出水阀19的右侧。通过调节流量调节阀对出水量和出水速率进行调节，达到试验要求流量和温度后，关闭压力容器的进水阀2和储水箱的出水阀19。计算机控制系统由供电系统18、保护装置17和控制编码器16组成，供电系统控制抽真空管路6、加压管路10以及平衡管路11电磁阀系统的开闭，保护装置17可以实现对整个试验系统电路的过载保护，控制编码器可以实现对试验的循环次数、循环时间的设定和修改。本技术的工作过程为：（1）通过计算机控制系统对试验中压力模拟加载系统的循环次数、正压持续时间、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，由压力容器、压力模拟加载系统、注水系统以及计算机控制系统组成，其特征在于压力容器由底座（1）、试样环（3）、固定螺杆（4）、顶盖（7）、锁紧螺栓（8）和缓冲垫片（9）组成，底座（1）的下部设有进水阀门（2）和出水阀门（12），试样环（3）、顶盖（7）通过固定螺杆（4）、锁紧螺栓（8）固定于底座（1）上；压力模拟加载系统由固定于试样环（3）中上部的抽真空管路（6），加压管路（10）、平衡管路（11）以及压力表（5）构成；注水系统由储水箱（23）、加热装置（25）、温控装置（22）以及流量调节阀（21）构成，其中加热装置位于储水箱（23）的内部，流量表（20）和流量调节阀（21）分别位于储水箱出水阀（19）的右侧，出水阀（19）与压力容器的进水阀门（2）相连。

【技术特征摘要】
1.一种模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，由压力容器、压力模拟加载系统、注水系统以及计算机控制系统组成，其特征在于压力容器由底座（1）、试样环（3）、固定螺杆（4）、顶盖（7）、锁紧螺栓（8）和缓冲垫片（9）组成，底座（1）的下部设有进水阀门（2）和出水阀门（12），试样环（3）、顶盖（7）通过固定螺杆（4）、锁紧螺栓（8）固定于底座（1）上；压力模拟加载系统由固定于试样环（3）中上部的抽真空管路（6），加压管路（10）、平衡管路（11）以及压力表（5）构成；注水系统由储水箱（23）、加热装置（25）、温控装置（22）以及流量调节阀（21）构成，其中加热装置位于储水箱（23）的内部，流量表（20）和流量调节阀（21）分别位于储水箱出水阀（19）的右侧，出水阀（19）与压力容器的进水阀门（2）相连。2.根据权利要求1所述的模拟车辆荷载动水冲刷效应的试验装置，其特征在于计算机控制系统（15）中的供电系统（18）的220V电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英，李萍，姜继斌，念腾飞，贾亚军，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62