[实用新型]一种室内车辙试验仪

说明书

本实用新型属于轮辙试验技术领域，尤其是涉及一种室内车辙试验仪。

车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，它是在行车荷载重复作用以及气候（高温）等因素综合作用下产生的一种永久性变形，表现为沿行车轮迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙的两侧会有突起形变，使得路面的使用性能更加恶化。轮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，从广义上来说，室内小型轮辙往复试验、旋转轮辙试验、大型环道试验和直道试验，都可认为是轮辙试验范畴。轮辙试验是一种评价沥青混合料在规定温度下抵抗塑性流动变形能力的有效方法。轮辙试验的动稳定度与沥青路面的车辙深度有较好的相关性，恰当地控制沥青混合料的动稳定度，能铺筑具有一定抗永久变形的沥青面层。我国将车辙试验动稳定度作为沥青混合料高温技术性能指标，《公路沥青路面施工规范》（JTG F40—2004）规定了公路沥青混合料动稳定度的技术要求。

室内车辙试验已经成为评价混合料抗车辙性能最常用的试验，其优点在于：施加的荷载模式反映了路面上的实际受力状况，并且仪器相对便宜,易于操作。室内车辙试验所需的装置为车辙仪，其加载轮以一定的荷载、速度在一定温度条件下反复碾压试样，使试样在车轮的重复荷载作用下，产生压密、剪切、推移和流动，从而产生车辙，通过连续监测碾压过程中车辙的发展，获得45min和60min的变形，按规定公式计算动稳定度DS，用以评价沥青混合料的抗车辙能力。测试试样可以是实验室轮碾压实机制作的板块试件，也可以是路面钻芯获取的直径为200mm的圆柱体试样。目前国产车辙仪的加载轮大多都采用橡胶制成的实心轮胎，直径200mm，轮宽50mm，橡胶层厚15mm且往返行驶速度为42次/min，具体有曲柄连杆驱动试验轮和链驱动试验轮2种方式。

就目前车辙仪的现状而言，无论使用圆柱体试件，还是长方体试件，尽管两者的车辙深度有差异，但测试结果都能较好地区分混合料的抗车辙性能。在对不同混合料的性能进行比较时，需要使用统一的试件类型。车辙仪之间也存在结构部件的差别，比如，加载轮主要有4种类型：钢轮、钢轮施压于充气胶管、充气轮胎和钢轮外裹胶轮。各类车辙仪的荷载水平因为加载轮大小和接地面积不同而相差很大，从几百牛到几千牛甚至几十千牛不等。但各类车辙仪的荷载都遵循一个基本原则：尽量模拟实际汽车荷载的作用，故各类车辙仪的加载轮与试件的接触压强都控制在0.6Mpa～0.9Mpa，这个压强代表了实际路面上单轴双轮卡车的一个轮胎的接地压强，它们皆能区分沥青混合料抗车辙性能的优劣，而且大都和现场车辙性能的相关关系较好。尽管如此，目前的车辙仪仍有不足之处，试验轮仍存在诸多方面需要改进，比如车轮行驶速度的可调性、荷载和轮压大小的可调性、气候环境的模拟(目前能实现简单的干湿状况模拟)等。而且，国内外公认的车辙主要是剪切变形而不是压密变形，我国目前所使用的车辙仪，从受力模式上讲，试件在测试过程中承受的主要是压应力，对应的变形主要是压密变形，这是由于试验轮由曲柄连杆带动，仅能模拟车辆的非驱动轮，而车辆实际行驶过程中，驱动轮对路面的剪切作用更大。

对于前置后驱的汽车来说，发动机发出的转矩依次经过离合器、变速箱、万向节、传动轴、主减速器、差速器和半轴后传给后车轮，因而后车轮称为驱动轮。驱动轮得到转矩后，便给地面一个向后的作用力，并因此使地面对驱动轮产生一个向前的反作用力，这个反作用力就是汽车的驱动力。汽车的前车轮与传动系一般没有动力上的直接联系，因此称为从动轮。也就是说，实际的行进中是后车轮“推动”前车轮，并带动车辆前进。如此一来，前后轮对路面施加的荷载有很大的差异。汽车在路面上有停驻、行驶、刹车、转向等状态，随着汽车在路面上运动状态的变化，车轮荷载的作用方向和作用力大小也将有所改变。当汽车停驻在路面上时，一般只考虑轮重对路面的作用力，且在车辙仪设计过程中,只考虑汽车后轴的轮重。当汽车行驶时，后车轮对路面除有垂直力以外，还有车轮转动时对路面产生的水平切向力，水平切向力是由于轮胎与路面间的摩阻造成的。在山区高速公路的上坡路段上，特别是行驶重载和超载车辆的情况下，往往车速缓慢，此时车轮作用在路面上的水平力也是较大的。另外，车轮在制动过程中也会产生水平力。因此，在停车场、车站、交叉路口、爬坡车道、收费站以及其他交通拥挤、车辆行驶缓慢的地方,路面受到车辆水平荷载作用较大，路面较容易产生车辙、坑槽等破坏。

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种室内车辙试验仪，其结构设计合理、安装紧凑且操控简易、使用效果好，能模拟车辆驱动轮的真实行走状态，能有效解决现有车辙仪采用曲柄连杆驱动试验轮行走时存在的只能模拟车辆从动轮行走状态的实际问题。