[发明专利]多功能路面铺装材料性能测试试验装置及试验方法

说明书

本发明涉及一种多功能路面铺装材料性能测试试验装置及试验方法，包括可升降反力架、轮胎循环加载装置、路面成型模具和性能测试系统，可升降反力架包括立柱和横梁，立柱内安装有液压升降系统以驱动横梁升降；轮胎循环加载装置包括垂向杆件、中心齿轮、轮胎组件和驱动组件，垂向杆件上端与横梁固定连接，垂向杆件下端转动安装中心齿轮，轮胎组件与中心齿轮同轴安装，驱动组件驱动中心齿轮转动；路面成型模具用于盛装路面铺装材料，轮胎组件可以在成型的路面上滚动；性能测试系统包括可移动支架和安装于可移动支架上以及安装于路面铺装材料中的各种测试仪器。本发明能够兼顾多种工况和试验环境条件，研究获得新建路面或者养护后路面的性能衰减情况。

技术领域

本发明涉及道路工程沥青混合料测试技术领域，具体涉及一种多功能路面铺装材料性能测试试验装置及试验方法。

背景技术

目前路面的使用年限远达不到设计年限，路面的维修则花费了大量的人力、物力和财力，因此路面的长期性能观测则与预防性养护研究在道路的整个服役寿命周期中显得尤为重要。

国内外对沥青路面长期路用性能以及预防性养护后的性能衰减研究，多依托某一个实体工程项目或者大型环道试验设施，存在研究投入较大、周期长，而且不具有普适性的问题，而对于路面结构内部的应力应变分析，大多采用有限元软件模拟，但是路面性能衰变和结构破坏机理，是在多重耦合作用下的结果，数值模拟与路面实际情况存在较大误差。同时，对于沥青路面在全寿命周期中的性能变化并没有标准试验方法和评价指标，也缺乏相关的实验设备，对同时考虑轴载、速度、温湿度等多重耦合作用下的路面性能衰变研究较少。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种多功能路面铺装材料性能测试试验装置及试验方法，能够兼顾多种工况和试验环境条件，研究获得新建路面或者养护后路面的性能衰减情况，从而对路面材料、结构和功能性进行研究分析，并能进一步研究服役状况下的路面在全寿命周期下的性能变化规律；相对于铺设试验段、大型环道试验而言，本发明具有使用方便、经济等特点。

本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种多功能路面铺装材料性能测试试验装置，其特征在于，包括可升降反力架、轮胎循环加载装置、路面成型模具和性能测试系统：

所述可升降反力架包括立柱和横梁，所述立柱内安装有液压升降系统以驱动所述横梁做升降运动；

所述轮胎循环加载装置包括垂向杆件、中心齿轮、轮胎组件和驱动组件，所述垂向杆件上端与所述横梁固定连接，垂向杆件下端转动安装所述中心齿轮，所述轮胎组件与所述中心齿轮同轴安装，所述驱动组件驱动所述中心齿轮转动，以带动所述轮胎组件转动；

所述路面成型模具用于盛装路面铺装材料，所述轮胎组件可以在成型的路面上滚动以施加载荷；

所述性能测试系统包括可移动支架和安装于可移动支架上以及安装于路面铺装材料中的各种测试仪器。

上述方案中，所述多功能路面铺装材料性能测试试验装置还包括环境调控系统，所述环境调控系统包括水槽和恒温水浴仪器，所述路面成型模具放置于所述水槽中，所述水槽通过管路与所述恒温水浴仪器连接，通过恒温水浴仪器的加热和制冷功能，对水槽中的路面铺装材料进行水浴，模拟实际路面的雨水天气和冻融环境。

上述方案中，所述环境调控系统还包括扣盖，所述扣盖与所述水槽适配，组装后形成密闭箱体结构；所述扣盖内置紫外光照灯和温湿度控制器，用于对混凝土路面进行设定时间的养生。

上述方案中，所述路面成型模具的侧壁为高度可以调节的伸缩结构，以成型不同厚度的混凝土路面；所述路面成型模具通过螺栓固定于所述水槽中，通过调节螺栓的高度使所述路面成型模具具有一定的倾斜度，模拟路面坡度状况。