[发明专利]一种评测落球体局部接触特性的装置及方法

说明书

一种评测落球体局部接触特性的装置及方法，属于路基土回弹模量测试领域。装置由标准卡具和标准测试构件两部分组成；标准卡具由四个圆弧形的卡槽瓣弧组成，瓣弧外侧为直角形态，瓣弧内测为标准圆弧形态，圆弧半径为落球仪产品标准中规定的落球体先端曲率半径，四个瓣弧相互垂直正交形成能够握裹标准球面的卡槽结构；标准测试构件由标准材料、外部固定材料和固定螺栓组成；固定螺栓稳定嵌固整个标准材料；标准材料为尼龙材料或PPR材料；标准材料固定在外部固定材料上；标准卡具实现了测量过程中测量面的自动卡紧对准。本发明保证了测量对象为一标准球面，也就保证了测量结果的准确性，能够稳定可靠的承载并复现回弹模量的标准值。

技术领域

本发明涉及一种评测落球体局部接触特性的装置及方法，属于路基土回弹模量测试领域。

背景技术

落球式岩土回弹模量测试仪是交通运输部工程标准《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60)推荐的路基土回弹模量测试方法之一。目前，该设备已在国内外300多个工程上验证并使用。落球体是该设备重要的测量部装置，其先端曲率半径、Hertz接触响应模量(即作为测量结果的回弹模量)等反映局部接触特性的参量是否符合标准，对于保证该设备产品质量和该类测试方法的可靠性都非常重要。本专利提出保护的技术，专门用于评测落球体的局部接触特性是否符合标准，这个技术可以应用于落球仪产品的出厂检验及使用期检查，有利于推动落球式岩土回弹模量测试仪在公路工程领域的应用。

1)先端曲率半径的游标卡尺直接测量法

目前，对于落球体先端曲率半径主要采用的是游标卡尺直接测量的方法，即测量人员凭借经验确定三个测量面，然后分别采用游标卡尺在三个面直接读取球面半径的测量结果。

2)回弹模量的比较测试方法

选取一般性材料(通常是某个相对稳定的测试点)，采用两台以上的落球仪装备同时开展测试，基于测量结果的比对确定模量的最终测试结果。

现在技术存在以下缺点：

1)测量可靠性差。采用游标卡尺直接测量先端曲率半径，测量面选取完全依靠经验，在无法保证测量对象为标准球面的条件下，也就无法保证测量结果的可靠性。

2)不能事先获知或者复现测量标准值。采用比较测试的方法获取回弹模量值，虽然可以得到不同设备之间测量结果的差异，但是由于被测对象是任意选取的，因此不能事先获知被测对象的具体量值，也很难再次复现该标准值。

发明内容

本发明标准卡具实现了测量过程中测量面的自动卡紧对准，保证了测量对象为一标准球面，也就保证了测量结果的准确性。标准样品能够稳定可靠的承载并复现回弹模量的标准值。

本专利所述的测量落球体局部接触特性参量的装置主要由标准卡具和标准测试构件两部分组成，标准卡具的结构如图1所示，标准构件的组成如图2所示。

图2中，标准卡具由四个圆弧形的卡槽瓣弧组成，瓣弧外侧为直角形态，瓣弧内测为标准圆弧形态，圆弧半径为落球仪产品标准中规定的落球体先端曲率半径，四个瓣弧相互垂直正交形成能够握裹标准球面的卡槽结构。

图2中，标准测试构件由1标准材料(通常为标准尼龙材料或标准PPR材料)、2外部固定材料(可选用水泥混凝土浇筑)、3固定螺栓组成。固定螺栓有三组，在同一平面内相互成120°角，固定螺栓在1材料的上部和下部分别有能够嵌固的槽，保证螺栓能够稳定嵌固整个标准材料。

本专利所述测评落球体局部接触特性参量的装置的技术方案流程图如图3所示。本专利技术方案的实现是先采用标准卡具进行落球体曲率特性评测，其目的是判断测试体是否为一个标准的球面，从而保证曲率半径测量结果真实、准确；然后，再采用回弹模量标准测试构件开展回弹特性评测，最终对落球体是否符合标准作出评判。