[发明专利]荷载及动水耦合作用下路面板的动水压力值测试装置

说明书

技术领域

本发明属于冲刷试验领域，具体涉及一种荷载及动水耦合作用下路面板的动水压力值测试装置。

背景技术

水泥或沥青路面长期暴露在自然环境下，在降雨条件或有路表积水时，会在路表面形成一层漫流水膜。在汽车的高速行驶过程中，介于轮胎和路面之间的水膜会受到一种水力冲刷作用，从而产生一个瞬时的动态水压力。这种动水压力反复冲刷路面，并侵入路面结构内部诱发剥落、水损害等道路破坏。对于沥青路面，动水压力易使沥青混合料产生松散、剥落，减小沥青层有效厚度，进而导致整个面层内部的破碎。且由于沥青面层的空隙的存在，积水的下渗势必会在各结构层产生冲刷破坏。对于水泥路面，动水主要在路面板顶产生冲刷作用形成小坑洞以及通过切割缝在板底产生冲刷损害形成唧泥和剥落等损害，严重影响路面的使用性能。

针对上述的水损害，为了模拟路面实际作用环境，近年来，国内外的研究也从静态水损害逐渐转移到了动态水损害即荷载和动水耦合作用下路面的破环作用。但是在动水压力值的模拟方面，室内模拟试验采用的动水压力值通常都是通过理论分析或直接采用水压表上的压力值取得，缺乏可靠性和系统性，不能真实反映实际路面受到的动水压力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种荷载及动水耦合作用下路面板的动水压力值测试装置，能够准确测量荷载和动水耦合作用下路面板受到的动水压力值。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括水箱，水箱内能够固定放置路面板试件，路面板试件上开设用于安装压力传感器的孔洞，压力传感器连接数据读取装置；路面板试件的上侧安装能够压紧路面板试件并进行往返运动的轮碾装置，水箱上设置有进水孔。

进一步地，水箱的底部内侧设置橡胶板底座，橡胶板底座的上表面设置有凸起和相互连通的积水槽。

进一步地，水箱的四个侧壁内侧设置有用于固定路面板试件的橡胶块。

进一步地，在路面板试件放入水箱后，进水孔高于路面板试件的上表面。

进一步地，水箱的内侧设置有水位线，水箱的侧面上开设带有阀门的泄水孔。

进一步地，路面板试件上的孔洞为圆柱形孔洞。

进一步地，压力传感器通过支撑铁架安装在路面板试件的孔洞中，压力传感器和支撑铁架之间为螺纹连接。

进一步地，轮碾装置包括用于压紧路面板试件上表面的试验轮，试验轮连接用于调节压力的油压装置，油压装置通过连杆机构连接动力装置。

进一步地，试验轮采用带轮胎花纹的橡胶试验轮。

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连杆机构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明向水箱内注水以在路面板试件上形成一定厚度的水膜，通过在路面板试件上设置孔洞，在孔洞内固定压力传感器，可以测量动水压力，通过设置轮碾装置，便于对路面板试件施加荷载并在路面板试件上做直线往返运动，更真实的测量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动水压力，本发明采用动荷载和水膜共同作用，利于研究荷载与动水共同作用对路面混凝土的损伤，通过数据读取装置对荷载和动水耦合作用下路面板受到的动水压力值进行读取，测量准确。本发明结构合理，操作简单，控制灵活。

进一步地，本发明通过设置橡胶板底座，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，本发明通过设置橡胶块，可以缓解路面板试件由于试验轮碾压带来的震动。

进一步地，本发明通过设置水位线和泄水孔，可以观察并调节水膜厚度，不会损坏上侧机构。

进一步地，本发明压力传感器和支撑铁架之间为螺纹连接，可根据需要测量位置的深度调节压力传感器拧入的螺纹深度。

进一步地，本发明通过设置油压装置，可以通过改变油压来改变动水压力的大小，实现对冲刷过程的精确控制。

进一步地，本发明通过采用带轮胎花纹的橡胶试验轮，更好地模拟实际碾压作用。

进一步地，本发明通过设置转速调节器，能改变电机输出轴的转速，改变动水冲刷的频率，实现对冲刷过程的精确控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为连杆机构，2为油压装置，3为水膜，4为进水孔，5为压力传感器，6为支撑铁架，7为电机，8为试验轮，9为水箱，10为泄水孔，11为橡胶块，12为路面板试件，13为橡胶板底座。

具体实施方式