[发明专利]一种水泥混凝土路面加速磨耗试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程混凝土抗磨耗性能领域，特别涉及一种混凝土路面加速磨耗试验装置及其试验方法。

背景技术

水泥混凝土路面在行车荷载和车轮轮胎的作用下，反复受到磨损和冲击的双重作用。其作用过程首先是混凝土表面砂浆层被磨耗，混凝土中的粗骨料逐渐暴露并失去砂浆的保护，这一过程表现的主要形式为磨耗；当混凝土中的上层粗骨料大部分暴露后，路面的耐磨性比新路面的状态有所增强，表面纹理深度下降速度减慢，原来对砂浆的磨耗过程也逐渐向对粗骨料的磨光过程发生转变，这一过程表现的主要形式为磨光。在摩擦学中，将这两种现象统称为混凝土路面的“磨损”。

混凝土路面的磨耗性的影响因素主要有内因和外因两部分。混凝土的耐磨性的内因取决于硬化水泥浆和骨料的硬度和强度以及它们之间的黏结力。而外因主要是冻融循环、温度湿度、磨耗方式等因素。冻融破坏是寒区路面结构破坏的主要形式，而这也无疑加剧了对表层的磨耗层的破坏程度。寒冷地区冻融循环是成为路面剥蚀破坏的主要原因，但混凝土表面的磨耗却无处不在地导致上述破坏的加速和恶化。工程中常见的路面磨损有磨粒磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损等。其中尤以磨粒磨损对工程造成的损失最大，磨粒磨损可进一步分为二体磨损和三体磨损，由相关文献可知在磨损过程中主要是三体磨损起作用，它有疲劳磨损产生的脱落物及砂石等异物进入到橡胶轮胎与水泥路面两体之间，变成为二者的磨料，由于轮胎花纹与地面间的嵌挤使磨料被瞬间卡在两体之间，而不能自由滚动，另一方面磨料为使自己以最低的能量状态存在又要在两磨面之间发生滚动，此时磨料对路面结构形成切削磨损，而温度湿度也同样影响混凝土路面的磨耗情况。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种水泥混凝土路面加速磨耗试验装置及其试验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种水泥混凝土路面加速磨耗试验装置，包括密闭工作箱，所述密闭工作箱内设置支撑台，支撑台上部设置测试部件，其中，测试部件包括提供荷载的可调荷载板、固定在密闭工作箱上的动力装置和用于模拟路面轮胎作用的硬质钢轮，硬质钢轮上设置连接件，连接件的顶部设置支撑装置，支撑装置上放有可调荷载板；动力装置通过动力转换装置带动硬质钢轮在设置于支撑台上的水泥混凝土试件上滚动。

所述连接件上设置用于撒布沙粒的撒布器。

所述水泥混凝土路面加速磨耗试验装置还包括设置在水泥混凝土试件的一侧的用于给水泥混凝土试件供水的供水装置和设置于水泥混凝土试件底部的废水收集箱。

所述密闭工作箱上设置用于控制密闭工作箱内温湿度的控制台。

所述密闭工作箱上内设置用于记录硬质钢轮对水泥混凝土试件作用次数的红外发射计数器。

所述动力装置为电动机，动力转换装置为往复传动机构，连接件为钢柱；硬质钢轮中通过轴承设置心轴，心轴分别与往复传动机构的输出端和钢柱连接。

一种水泥混凝土路面加速磨耗试验装置的试验方法，包括以下步骤：

1）成型好符合尺寸要求的水泥混凝土试件，并仿照路面进行刻槽抗滑处理，在水泥混凝土试件表面撒布细粒砂，用硬质钢轮来回滚动若干次以使细粒砂填充于刻槽内并选取参照物记录水泥混凝土试件初始高度；

2）将水泥混凝土试件表面细粒砂清理干净并称取重量，再将水泥混凝土试件固定于支撑台上；

3）放下硬质钢轮并紧贴于水泥混凝土试件表面，按照实际路面情况调节可调荷载板并向撒布器中装入符合实际路况的沙粒，然后调节好沙粒流速；

4）根据实际路况调节供水装置的水流速度，通过控制台控制密闭工作箱内温度湿度或者冻融循环次数并开始试验；

5）当红外发射计数器记录次数达到试验要求次数时停止试验，试验结束后清理干净水泥混凝土试件表面，然后在水泥混凝土试件表面撒布细粒砂至试验开始前所记录初始高度，然后称取所有细粒砂重量；

6）试验开始之前与结束后的细粒砂的重量之比为评价磨耗性能的指标。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：