[发明专利]一种路面加速加载磨耗装置

说明书

技术领域

本发明属于路面测试技术领域，具体涉及一种路面加速加载磨耗装置。 

背景技术

车辆荷载对路面的作用方式主要有：竖向作用于路面的车辆荷载，会使路面产生永久变形（车辙）；同时由于启动制动、变速、转向及克服各种阻力前进时对路面施加的水平剪力，会使路面产生推移等剪切破坏；路面表面被逐渐磨光，导致路面表面抗滑性能的下降，造成安全隐患；由于路面使用寿命的增加，导致路面表面构造产生变化，致使路面与轮胎之间的震动、粘结等作用发生相应的变化，使得路面与轮胎的作用噪音增大，带来现代城市面临的日益严重的噪声污染；由于雨水的存在，产成动水压力，导致路面发生水损害；由于夏季温度升高，导致路面，尤其是沥青路面刚度急剧下降，更容易加速路面表面的磨耗。 

所以研究路面表面功能的耐久性，已成为研发新型长寿命路面的必然。如何通过试验的手段模拟路面表面功能的在使用过程中的衰减规律，预测路面表面功能的使用寿命已成为道路工作者亟待解决的问题。目前国内外已有的路面加速加载试验设备主要有： 

大型试验设备，包括各种环道、直道、大型加速加载设备等进行的足尺路面结构模拟试验，其试验结果能够比较真实地反映实际路面的车辙发展状况。但是这类试验的缺点主要是难度大、试验复杂、温度难以控制，而且试验费用较高。

现场路面试验，如交通部公路科学研究所的综合交通试验场、日本建设省土木研究所的室外现场环道、美国西部环道试验。这种试验采用实际的路面结构和汽车荷载，其试验结果是完全真实的。但是，这类试验投资巨大，试验周期长，并不能作为常规试验方法或单独用于研究路面某一方面的性能。 

用于室内的路面材料加速加载试验装置目前主要有车辙试验仪，它的用途比较单一，在其发展过程中，以英国和日本为代表，利用直径200mm的实心轮对300mm×300mm×50mm的板试件做反复荷载行车试验；以英国为代表，利用直径20cm的实心轮对现场取的直径195～205mm的圆柱体试件进行反复荷载行车试验；以法国LCPC及澳大利亚ARRB为代表，采用直径为400mm或380mm的充气试验轮对梁试件做反复荷载行车试验；以及以美国乔治亚州为代表的沥青混凝土面层分析仪(APA)。 

上述各类车辙试验仪的荷载轮只能对试件施加竖直力，不能施加水平剪切力，与实际路面受力状况存在差异，所得试验结果并不能可靠地评价和预测路面的表面功能，而且速度较低，不符合“加速”的试验目标，无法实现在短期内对路面表面功能的预测研究。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种路面加速加载磨耗装置。 

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种路面加速加载磨耗装置，包括罩壳、支架、加载轮胎、试件托盘、路面板试件、油压自控加载装置、加载轮胎动力系统、金刚砂撒砂器、水膜厚度控制阀、温度调节系统，在所述的罩壳上还设置有仪器控制面板。 

所述罩壳为一密闭壳体，罩壳内部设有支架，加载轮胎和金刚砂撒砂器设置在支架上面，加载轮胎与路面板试件接触；路面板试件置于试件托盘上面，试件托盘与油压自控加载装置连接；油压自控加载装置与控制面板连接，组成可以为路面板试件和加载轮胎提供要求接触压力的路面加载系统。 

所述的加载轮胎动力系统包括伺服电动机、无级变速器及蜗轮蜗杆传动装置，伺服电动机通过无级变速器及蜗轮蜗杆传动装置带动加载轮胎在路面板试件上面产生设定角速度的旋转滚动；水膜厚度控制阀可以使试件托盘里面在测试过程中保持一定厚度的水膜。 

所述的温度调节系统包括加热装置、风扇及温度控制器，温度调节系统可以使整个罩壳内部保持在设定的温度。 

作为本发明的一种改进，所述加载轮胎由三个橡胶转轮组成。 

作为本发明的一种改进，所述路面板试件的尺寸跟现有路面工程中常见的沥青路面车辙试验试件的尺寸大小相同。 

作为本发明的一种改进，所述的水膜厚度控制阀设置在试件托盘边缘处。 

作为本发明的一种改进，在所述罩壳的侧面上开有透明的观察窗。 

本发明的路面加速加载磨耗装置相比现有技术具有如下的有益效果： 

1、通过将金刚砂撒砂器设置于所述支架上面，可以实现在加载轮胎旋转滚动的过程中，向加载轮胎和路面板试件之间撒布金刚砂，增加此路面加速加载磨耗仪对路面板试件的加速磨耗作用，有效减少试验所需时间。

2、通过在试件托盘边缘处设置水膜厚度控制阀，可以改变试件托盘中的水膜厚度，并使路面板试件表面保持有一定厚度的水膜。