[发明专利]路面加载试验机

说明书

进行路面材料及路面结构研究对公路路面进行加载试验的设备，由连杆(10)、导向轮(9)、加载轮(7)、车架(6)及锁扣机构(8)等组成的加载车轮单元(2)，沿着腰形环形轨道(1)做环形循环运行，电机拖动单元由电机、减速机、带轮(4和5)、传送带(3)等组成，锁扣机构(8)在直线段锁紧传送带(3)由传送带(3)牵动加载轮(7)运行，加载轮(7)进入弯道前锁扣张开；同时作为加载砝码(14)的轨道(1)作用在加载车轮单元(2)上对路面施加载荷，加载砝码(14)可以是离散的物质如砂子可以是液体如水可以是固体砝码，轨道(1)被机架体(13)约束，轨道可以全部或部分由加载轮支托也可以完全由机架体支托。

技术领域

本发明涉及交通运输行业、交通运输道路建设、路面材料及路面结构研究等领域。

背景技术

人民交通出版社股份有限公司出版的由田泽峰等著作的《MLS足尺沥青路面加速加载试验》中对路面加速加载试验做了较全面的介绍，这部著作中阐述了路面加速加载试验(Accelerated Pavement Testing，APT)的3个发展阶段——试验路阶段、车道试验阶段、现代APT阶段，根据Larson等提出的标准将APT分为三类——可控车道试验、固定线型APT、其他类，本发明属于其归属的固定线型APT类型中的固定在一个位置加载的直线式车道试验，这部著作中介绍了各种直线式APT，加载速率最大可及6000次/小时，最大载荷轮载可达200kN，对比本发明的特征，将直线式APT分为恒定载荷和惯性质量载荷，恒定载荷即无论路面平整度如何，载荷都是恒定的，这种载荷对于平整度很好的路面其载荷与实际路况区别不大，但当路面出现损伤后或研究的路面为凹面或凸面或凹凸不平时，恒定载荷就不能准确的再现实际路况的载荷，惯性质量载荷在平整路面与恒定载荷一样，但在路面不平整的情况下，惯性质量载荷可以很好的再现实际路况的载荷，即在下坡面由于惯性的原因载荷较小而在上坡面或在谷底则会有较大的惯性负荷，目前的直线式APT如澳大利亚ALF形式的属于惯性质量载荷，其运行轨迹为往复移动，效率较低，而南非MLS公司的APT其运行轨迹为环形，运行效率较高，但载荷为恒定载荷，其加载方式如同擀面杖擀面，擀面施加的力通过擀面杖作用到面团上，本发明引入南非MLS公司APT的加载方式，南非MLS公司APT的加载轨道(相当于擀面的手)的高度是固定不动的，在加载单元上有一个弹性环节，弹性环节使加载单元在轨道与路面之间产生一个支撑力，这个力即为加载力，MLS的弹性环节由蓄能器和油缸构成，根据气态方程蓄能器中气囊的压力与体积和温度有关，在温度恒定、路面平整且与轨道平行的情况下，气囊容积不变，压力不变，由于APT试验时间通常经历白昼的高温和黑夜的低温，在温差较大的情况下，以及当路面出现了缺损的情况下，其压力均会发生变化，也即加载作用力会发生变化，其变化与汽车在路面上的实际载荷状况相比完全不同，对比变化程度仍可以说是恒定的；本发明是针对目前运行效率最高的南非MLS公司APT的再创造，除了将其恒定载荷扩展成惯性质量载荷外，MLS_APT采用的动力驱动单元的执行部件为直线电机，直线电机的突出特点是高响应性，因此常用作控制电机，在APT中这个用途主要是恒速拖动，没有快速启停和改变方向的需求，而直线电机由于应用还不够普及，特别是在拖动方面的应用更是可怜，要选用这类电机需要定制，其可靠性、经济性与技术成熟、大量生产的旋转电机或液压马达相比不言而喻，由于机械结构的原因，磁感应磁路气隙较大，效率较低，发热较大，直线电机的感应板也称动子与线圈间一旦掉进异物将会毁损直线电机，而设备中大量的螺栓在设备运行时因振动都有可能松脱，为避免损毁电机，必须经常检查，工作量很大。

发明内容