一种路面材料主动式冲刷试验仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及路面工程试验设备技术领域，具体涉及一种路面材料主动式冲刷试验仪。
【背景技术】
[0002]道路工程中，路面结构一般分为面层、基层和垫层。面层和基层之间紧密相连，为行车提供稳定的支撑。但在降雨时，若排水不畅，雨水沿接裂缝下渗，在面层和基层之间的裂隙积聚，而后在行驶车辆的作用下，裂隙中的水会被不断的“排出一吸入一排出”，对路面材料表面产生冲刷。
[0003]目前，路面材料抗冲刷试验的仪器主要有旋转刷、振动台，旋转刷为旋转钢丝刷，试验用旋转刷对试件表面进行干磨刷，这种用旋转刷测试路面材料抗冲刷的方法的缺点是不能有效模拟水的作用；用振动台测试路面材料抗冲刷的方法能克服上述缺陷，但这种方法的缺点是不能有效把握冲刷作用力和冲刷次数，且冲刷面不能唯一确定，试验误差较大。
[0004]中国专利(专利号 201320890908.5、201320537339.6、201320428644.1、201410834673.7)等公开了一些用于路面材料抗冲刷能力评价的试验仪，但这些试验仪均为被动式冲刷试验仪，即:将被测试件固定，通过试验仪控制水流冲刷试件表面。但这些仪器或多或少存在水流方向、速度、频率难以控制的问题，因此，被动式冲刷试验仪不能很好的模拟水流冲刷试件表面的过程。
【发明内容】
[0005]为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种路面材料主动式冲刷试验仪，该试验仪结构简单，使用方便，能控制路面材料试件在水中往复运动，实现了路面材料试件的主动冲刷。
[0006]实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为:
[0007]—种路面材料主动式冲刷试验仪，包括固定机构、驱动机构、连接杆、试件夹和水槽，驱动机构包括T型丝杠和伺服电机，T型丝杠的一端与伺服电机的输出轴通过转向器连接，固定机构包括支架和丝杠固定位，支架至少包括横杆，丝杠固定位为呈U型的板，横杆的一端与丝杠固定位的正中央部位铰接，另一端悬空，T型丝杠的两端部分别通过轴承固定在丝杠固定位的两端部上，连接杆的上端与T型丝杠的螺母固定连接，下端与试件夹铰接。
[0008]所述的试件夹为呈U型的板，试件夹的正中央部位与连接杆通过带锁紧销的合页铰接，试件夹的两端部分别设有用于固定试件的螺栓。
[0009]丝杠固定位与横杆通过带锁紧销的合页连接。
[0010]所述的支架还包括斜杆，斜杆的一端与横杆固定连接，另一端悬空。
[0011]连接杆的上端与T型丝杠的螺母通过接头固定连接。
[0012]本实用新型与现有技术相比，其有益效果和优点在于:
[0013]I)该试验仪能模拟不同冲刷情形的抗冲刷试验，即通过调节丝杠固定位和试件夹的位置来分别调节T型丝杠和路面材料试件的位置，当丝杠固定位和试件夹均水平设置时，即T型丝杠、路面材料试件与水平面平行(T型丝杠和路面材料试件水平放置)，可模拟水流冲刷试件表面的过程，当丝杠固定位水平设置，试件夹倾斜设置时，即T型丝杠与水平面平行(T型丝杠水平设置)，路面材料试件与水平面呈一定角度(路面材料试件倾斜设置)，可模拟一定压力作用下水流冲刷试件表面的过程。
[0014]2)该试验仪结构简单，使用方便，能控制路面材料试件在水中往复运动，实现了路面材料试件的主动冲刷，且能通过控制试件在水中的运动频率、方向、速度来模拟水流的冲刷频率、方向、速度，能准确地测量路面材料试件的抗冲刷数据，从而为评价路面材料试件的抗冲刷性能提供可靠有力的数据支撑。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型提供的路面材料主动式冲刷试验仪的结构示意图。
[0016]图2为图1中I的局部放大图。
[0017]图3为试件夹的结构示意图。
[0018]其中，1-固定机构、11-横杆、12-丝杠固定位、13-斜杆、2_驱动机构、21-伺服电机、22-T型丝杠、3-连接杆、4-试件夹、5-水槽、6-路面材料试件、7-接头、8-螺栓。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型进行具体说明。
[0020]本实用新型提供的路面材料主动式冲刷试验仪的结构如图1所示，该试验仪包括固定机构1、驱动机构2、连接杆3、试件夹4和水槽5。驱动机构包括T型丝杠22和伺服电机21，T型丝杠22的一端与伺服电机21的输出轴通过转向器连接。
[0021]固定机构2包括支架和丝杠固定位12。支架包括横杆11和斜杆13，斜杆13的一端与横杆固定连接，另一端悬空。丝杠固定位12为呈U型的板，试验时，丝杠固定位的开口朝下。横杆11的一端与丝杠固定位12的正中央部位通过带有锁紧销的合页连接，另一端也悬空。横杆11和斜杆13构成一个稳定的三角形结构，同时横杆和斜杆悬空的一端用于固定整个试验仪。T型丝杠的两端部分别通过轴承固定在丝杠固定位的两端部上，
[0022]试件夹4为呈U型的板，试验时，试件夹的开口朝下。连接杆3的上端与T型丝杠22的螺母通过接头7固定连接，下端与试件夹4的正中央部位通过带有锁紧销的合页连接。试件夹的两端部分别设有用于固定路面材料试件6的螺栓8。为了更加稳固地固定路面材料试件，将待测路面材料试件6用螺栓锁紧后，再用环氧树脂系胶结剂密封路面材料试件与试件夹接触的周边部分。
[0023]本实施例中，路面材料试件的尺寸为长20cm、宽10cm、高5cm的立方体。试件夹内U型槽的尺寸为长20.5cm、宽10.5cm、高5cm。水槽呈圆筒状，其尺寸为直径50cm、高50cm。
[0024]本实用新型提供的路面材料主动式冲刷试验仪的试验方法如下:
[0025]I)首先将整个装置固定在墙上或试验台上或其他物品上，然后将待测路面材料试件装入试件夹中，拧紧螺栓锁紧路面材料试件，再涂抹环氧树脂系胶结剂密封路面材料试件与试件夹接触的周边部分。
[0026]2)待胶结剂风干后，旋转丝杠固定位和试件夹，使丝杠固定位和试件夹均水平放置，且丝杠固定位和试件夹的开口均朝下，即T型丝杠与水平面平行(T型丝杠水平放置)，路面材料试件与水平面平行(路面材料试件水平放置)，再调整水槽的位置，使路面材料试件完全浸没再水中。
[0027]3)开启伺服电机，开始冲刷试验，通过调节伺服电机控制路面材料试件往复运动的频率、速度和方向，再进一步调整水槽的位置，使试件再摆动过程中不能触及水槽的侧壁。经过3000次往复冲刷，试验结束。
[0028]4)清洗试件夹和水槽，收集路面材料试件被冲刷掉的颗粒后称重。
[0029]当需要模拟一定压力作用下的冲刷试验时，只需改变上述步骤2)中试件夹的位置即可，即旋转试件夹使试件夹倾斜，使路面材料试件与水平面成一定角度(O?5度)。
【主权项】
1.一种路面材料主动式冲刷试验仪，其特征在于:包括固定机构、驱动机构、连接杆、试件夹和水槽，驱动机构包括T型丝杠和伺服电机，T型丝杠的一端与伺服电机的输出轴通过转向器连接，固定机构包括支架和丝杠固定位，支架至少包括横杆，丝杠固定位为呈U型的板，横杆的一端与丝杠固定位的正中央部位铰接，另一端悬空，T型丝杠的两端部分别通过轴承固定在丝杠固定位的两端部上，连接杆的上端与T型丝杠的螺母固定连接，下端与试件夹纟父接。2.根据权利要求1所述的路面材料主动式冲刷试验仪，其特征在于:所述的试件夹为呈U型的板，试件夹的正中央部位与连接杆通过带锁紧销的合页铰接，试件夹的两端部分别设有用于固定试件的螺栓。3.根据权利要求1所述的路面材料主动式冲刷试验仪，其特征在于:丝杠固定位与横杆通过带锁紧销的合页连接。4.根据权利要求1所述的路面材料主动式冲刷试验仪，其特征在于:所述的支架还包括斜杆，斜杆的一端与横杆固定连接，另一端悬空。5.根据权利要求1所述的路面材料主动式冲刷试验仪，其特征在于:连接杆的上端与T型丝杠的螺母通过接头固定连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种路面材料主动式冲刷试验仪，包括固定机构、驱动机构、连接杆、试件夹和水槽，驱动机构包括T型丝杠和伺服电机，T型丝杠的一端与伺服电机的输出轴通过转向器连接，固定机构包括支架和丝杠固定位，支架至少包括横杆，丝杠固定位为呈U型的板，横杆的一端与丝杠固定位的正中央部位铰接，另一端悬空，T型丝杠的两端部分别通过轴承固定在丝杠固定位的两端部上，连接杆的上端与T型丝杠的螺母固定连接，下端与试件夹铰接。该试验仪结构简单，使用方便，能控制路面材料试件在水中往复运动，实现了路面材料试件的主动冲刷。
【IPC分类】G01N3/38
【公开号】CN204944962
【申请号】CN201520619630
【发明人】张艳聪, 高玲玲, 申俊敏, 刘建伟, 李建民
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西水利职业技术学院, 山西交科公路勘察设计院
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月17日