[发明专利]车辙试件温度梯度仿真装置

说明书

技术领域

本发明涉及一套试验条件控制设备，特别是涉及一种用于公路工程沥青混合料车辙试验时控制试件内部的温度分布以形成梯度的车辙试件温度仿真装置。

背景技术

在我国随着公路交通量的增加，重载车辆的增多及渠化交通的形成，许多沥青路面都不同程度产生了车辙，可以说车辙是道路破坏的主要形式之一。车辙试验是一种模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的工程试验方法，目的是评价沥青混合料在规定温度条件下抵抗塑性流动变形的能力，这其中关键就在于车辙试验条件与路面实际之间的区别有多大。实际路面内温度沿路面深度的分布是高度非线性的，而目前采用标准车辙仪开展车辙试验时，由于试验设备的限制，只能一次试验施加一个温度，如60℃，以模拟路面高温的情况，这时，整个车辙试验板内所有点的温度都与恒温箱内温度相同即60℃，这显然与实际路面内温度场分布不符，其试验结果与实际路面抗车辙性能的相关性值得怀疑，特别是试件厚度比较大的时候，如对组合试件(两层甚至三层试件)来说温度梯度的影响愈加严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使试件内部形成沿厚度连续变化的温度场的车辙试件温度梯度仿真装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的车辙试件温度梯度仿真装置，包括试模，在所述的试模的侧壁设有一层隔温材料，所述的隔温材料设置在所述的试模的侧壁与试件侧壁之间，水槽的内底部设有众多均匀排列且高度相同的支撑钢筋，所述的水槽的四周侧板高度高于所述的支撑钢筋高度，所述的水槽的内腔长宽均大于所述的试模的长宽，所述的试模底部放置在所述的水槽内的支撑钢筋上，所述的水槽一侧连接有进水箱，另一侧连接有出水箱，所述的进水箱设有温度测量和控温装置。

所述的出水箱和所述的进水箱之间连接有水循环装置。

采用上述技术方案的车辙试件温度仿真装置，由于车辙试件形状为规则的立方体，本发明通过分别控制试件表面、侧壁和底面的温度来使试件内部形成温度梯度。

车辙试件表面温度控制方法：因为车辙试验时试件必须置于车辙箱内，而车辙仪自身设有温度控制系统，能够使车辙箱内保持恒温，而且温度还可以任意设置，因此，本发明在试件表面不加处理，这样就能够保证表面温度与车辙箱内温度同步。

车辙试件侧壁温度控制方法：标准车辙试验时试件放置在试模内，试模为钢制的，因为钢导热性能好，当试模放置在车辙箱时，试件侧壁很快就车辙箱环境温度相同。本发明在试件侧壁用隔热材料与钢模隔开，以保证钢模的温度不至于传到试件侧壁。

车辙试件底部温度控制方法：车辙试验是为了评价沥青混合料或沥青路面的高温稳定性能，一般针对的是夏季高温的路面实际情况，此时路表温度高，往下则逐渐降低。为此，本发明采取循环水浴的方法降低试模底板的温度，试模底板再降低试件底部的温度。因此，本发明设计了一个水槽，将装有试件的试模放置在水槽内，一方面可以保证试模底部有循环水流动，这样就可以降低试模底部温度并维持在设置的水平，另一方面又可以保证试模底部能够正常承载。

综上所述，本发明是一种能够使试件内部形成沿厚度连续变化的温度场且结构简单、成本低廉、制造方便的车辙试件温度梯度仿真装置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的水槽三维图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，在试模7的侧壁设有一层隔温材料4，试模7的顶部和底部没有设置隔温材料，水槽6的内底部设有众多均匀排列且高度相同的支撑钢筋5，水槽6的四周侧板高度高于支撑钢筋5高度，水槽6的内腔长宽均大于试模7的长宽，试模7底部放置在水槽6内的支撑钢筋5上，水槽6一侧连接有进水箱8，另一侧连接有出水箱3，进水箱8设有温度测量和控温装置1，出水箱3和进水箱8之间连接有水循环装置2。

如图1所示，在试模7的侧壁与试件侧壁之间加一层隔温材料4后，将试模7放在水槽6内，水槽6一侧进水，另一侧出水，进水箱8设温度测量和控温装置1，控制好温度后的水从进水箱8流入水槽6，从试模7底下流过，再经出水口流入出水箱3，然后通过水循环装置2将出水箱3的水抽到进水箱8，如此形成了循环水，而且循环水温度可以按需要进行设置并保持恒定，这样一定时间后经循环水冷却的试模7的底板温度就能够降低并为此稳定。

如图2所示，水槽6比试模7长，比试模7宽(试件是立方体，平面尺寸30cmx30cm，厚度可变4-20cm)，并且水槽6的底部焊接了众多相同高度的支撑钢筋5，这样，试模7搁置在水槽6内，试模7底部能够受到均匀支撑，而且因为支撑钢筋5设置的密度较大，试模7的底板承载能力也得到了保证，同时，在循环水的浸泡下，试模7的底板温度也能够降低并得到控制；另外，水槽6四周侧板比支撑钢筋5高度还高，这样就能够保证循环水与试模7的底板充分接触，提高降温效率并保证试模7的底板温度维持均匀。