[实用新型]一种轮碾式路面水泥混凝土板动水冲刷试验装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及道路工程中的冲刷试验领域，具体涉及一种轮碾式路面水泥混凝土板动水冲刷试验装置。

【背景技术】

水泥路面直接暴露于自然环境中，在降雨天或路表面有积水时，高速行驶的车辆经过被水膜覆盖的路面，汽车轮胎将对路面产生一种水力冲刷现象。同时，由于水泥路面设置有接缝，雨水通过缝隙侵入路面板底，使水分聚积在面板底面与基层顶面之间时，并形成自由水。在行驶车辆荷载作用下将产生很高的动水压力，反复冲刷水泥混凝土。

大量工程实践表明，很多水泥混凝土路面损坏都是由于有压水流的冲刷造成的，道路材料抗冲刷性能不足是加速路面破坏的重要因素之一。水泥路面的动水冲刷主要包括两种：板底冲刷和板顶冲刷。板顶冲刷主要是轮胎正前方的水被挤压而在水泥混凝土路面表面产生动水压力，同时轮胎通过后在轮胎后方又产生真空负压，将路面表面空隙中的水吸出，这种挤入和吸出的反复循环形成了路面表面的冲刷作用。当路面水泥混凝土的抗冲刷能力不足或者动水压力过大时，会使得路面表面出现大量的小坑洞，进而影响水泥混凝土路面的强度和实用性能，严重时甚至会造成交通安全问题。板底冲刷主要是由于水泥混凝土路面设有切割缝，水流在车辆荷载作用下被挤进切割缝聚积在混凝土板的板底，进而形成板底的冲刷。板底冲刷不仅会造成混凝土溶蚀、剥落等损伤，同时动水压力对混凝土中的裂缝产生劈裂作用，加剧裂缝的扩展造成路面产生断板等病害，严重影响路面的使用性能。

目前，已有的道路材料冲刷试验装置主要有旋转刷、振动台、冲刷试验装置、高压水流或泵吸水流冲刷试验装置等，这些装置都用于基层材料的冲刷试验，其冲刷机理与路面混凝土的冲刷机理不一致，并不能用于路面混凝土的抗动水冲刷试验。目前还没有测试道路水泥混凝土路面抗动水冲刷的试验装置，这严重制约了在路面水泥混凝土抗动水冲刷方面的研究进展。因此设计开发一种能够同时模拟混凝土路面板底和板顶冲刷的试验装置十分有必要。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种轮碾式路面水泥混凝土板动水冲刷试验装置，能够模拟行驶车辆引起的动水压力对水泥混凝土路面板顶和板底的冲刷作用。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

包括水箱，水箱的底部凹凸不平，且在水箱底部上至少能够固定放置两块试件，相邻的试件之间留有竖直的接缝；水箱内设置有用于压紧试件上表面的试验轮，试验轮上安装有配重；试验轮通过用于带动试验轮在试件上做直线往返运动的凸轮机构连接动力装置。

进一步地，水箱的底部设置有橡胶板，橡胶板的上表面设置有凸起和积水槽。

进一步地，水箱内设置有用于夹紧试件的固定板，固定板与螺柱一端固定相连，螺柱的另一端延伸至水箱外部且安装螺栓；固定板与试件之间填充有用于密封的环氧树脂。

进一步地，水箱的内表面设置保温层。

进一步地，水箱上设置有注水阀，且在试件放入后，注水阀的位置高于试件；水箱内侧面上设有水位线。

进一步地，接缝的宽度为3～5mm。

进一步地，动力装置采用电机，电机的输出轴上设置转速调节器且连接凸轮机构。

进一步地，凸轮机构包括与动力装置连接的凸轮，凸轮通过曲柄与滑块相铰接，滑块通过拉杆与试验轮相连，滑块与设置在水箱上的滑道配合相接。

进一步地，试验轮通过连杆固定连接配重，拉杆连接在连杆上；配重包括若干个配重块。

进一步地，试验轮采用带有轮胎花纹的橡胶试验轮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过设置底部凹凸不平的水箱，能够放置试件，且试件与水箱底部之间能够聚积大量水；通过设置接缝，使试件表面的水可以通过接缝流入试件底部；通过设置试验轮和配重，便于对试件施加荷载；通过设置动力装置和凸轮机构，带动试验轮在试件上做直线往返运动，使试件表面的水和底部的水形成冲刷及泵吸作用，更真实的模拟路面在车辆荷载重复作用下动水压力对混凝土面板板底和板顶的实际冲刷，研究荷载与动水共同作用对路面混凝土的损伤。本实用新型结构合理，操作简单，控制灵活。

进一步地，本实用新型通过设置橡胶板，具有一定弹性，能够更好地使试件底部的水形成冲刷和泵吸作用，模拟效果更好。

进一步地，本实用新型通过设置固定板和环氧树脂，对试件进行固定，且对试件边缘进行密封，便于模拟水从接缝中进出的过程。

进一步地，本实用新型通过设置保温层，起到很好的保温作用，保证试验所需的温度。