专利名称：冻融循环下路基材料力学参数测试试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种冻融循环下路基材料力学参数测试试验机。
背景技术：
近几年的研究与实践表明，目前在季节冻土地区，当道路路线需 要通过地下水活跃地区，水文地质条件不良地段，由于冻害造成了道
路的冻胀与翻浆现象，使公路的使用寿命减少50%，而且增加了维修 费用，浪费人力、物力及财力。我国季节性冻土分布广泛，遍及长江 以北10余省市，占全国总面积的53.5%，其冻害己给国民经济造成 很大损失。路基材料的抗冻融性在国内外处于研究阶段，是科研和施 工单位急需要解决的问题。对路基抗冻融控制技术开展有针对性的研 究，保证高等级公路路基的强度和稳定性，降低工程造价，发挥投资 效益，提高路面服务水平，成为一项十分紧迫的任务。
目前己有的仪器设备如三轴仪，不能在冻融进展过程中测试路基 材料的力学指标，只能在冻融后测试。另一种冻融循环试验机只是检 验材料经冻融循环后的稳定性及耐久性，不能测量材料的力学指标的 变化情况。然而冻融过程中的动力参数是道路设计、施工和养护等各 方面必须参照的数据，研制冻融循环下路基材料力学参数测试试验机 能够快速稳定的模拟检测所需环境，同时又能测量材料的力学性能指标，为季冻区道路工程提供必要设计参数，以确保季冻区道路满足其 设计使用年限。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能够在动荷载下、冻或融进展过程 中测试路基材料的动力特性参数及冻胀量、路面弯沉值及变形监测的 一种冻融循环模拟试验机。
为实现上述目的，本实用新型提供一种冻融循环下路基材料力学 参数测试试验机，包括温控系统、动荷载系统、力学参数测试系统、 数据采集系统和电子控制系统，利用温控系统模拟现实环境中路基土 的冻融循环，在冻或融的进展过程中由电子控制系统控制动荷载系 统，使动荷载系统输出不同频率的模拟交通荷载，并由力学参数测试 系统测量总沉降量、应变，此变形量和应变值由数据采集系统实时采 集，并经过数据处理后显示数值和时间-位移曲线、应变-时间曲线。
动荷载系统包括电机、碾轮、配重块、升降机构和转轴，转轴上 连接变频器，用于输出不同频率的模拟交通荷载。
力学参数测试系统包括位移传感器、应变传感器、面层材料和基 层材料，应变传感器设在基层材料内，位移传感器设在动荷载系统的 升降机构上。
本实用新型能够在动荷载下、冻或融进展过程中测试路基材料的 动力特性参数及冻胀量、路面弯沉值及变形监测，能够快速稳定的模 拟检测所需环境，同时又能测量材料的力学性能指标，为季冻区道路 工程提供必要设计参数，以确保季冻区道路满足其设计使用年限，其特有的动荷载系统和力学参数测试系统可提高测试精度，计算结果准 确。
图1是本实用新型的原理框图； 图2是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型包括温控系统、动荷载系统、力学参数测 试系统、数据采集系统和电子控制系统，利用温控系统模拟现实环境 中路基土的冻融循环，在冻或融的进展过程中由电子控制系统控制动 荷载系统，使动荷载系统输出不同频率的模拟交通荷载，并由力学参 数测试系统测量总沉降量、应变，此变形量和应变值由数据采集系统 实时采集，并经过数据处理后显示数值和时间-位移曲线，应变-时间 曲线。
参照图2，本实用新型的动荷载系统由电机和减速器1输出动力， 连接在转轴15的变频器2改变动力的频率，转臂3旋转，通过连杆 4带动连接板5做往复运动，其运动距离为230士10mm，运动的速度 为42 ±1次/分。碾轮6通过配重块18在面层材料8上施加模拟交 通荷载的大小为0.7士0.05Mpa。转动升降机构7手轮，可将碾轮6 进行提升和下降；温控系统由制冷压縮机10产生冷气，通过管道将 冷气传递给散热器14和风扇13。该仪器的测量温度为-25"C +25'C， 试验温度可在温度测量范围内任意设定，由电子控制系统自动控制。 利用温度传感器16测量动荷载系统机箱内温度，并通过传输装置将信息传递给计算机系统12，利用计算机系统12调控制冷压縮机10， 使得加载系统机箱内温度达到设定温度，并利用温度传感器17测量 路基材料温度，将测得的时时路基材料温度传输给计算机系统12， 与动荷载系统的应力-时间曲线和应变传感器11的应变-时间曲线相 对应；力学参数测试系统由配重块18控制施加的模拟交通荷载，通 过碾轮6施加给面层材料8，利用位移传感器19测量路面的沉降量， 利用在基层材料9中预埋的应变传感器11测量路基材料内应变-时间 关系曲线，并将数据传输给计算机系统12，其应变-时间关系曲线与 温度传感器17测得的温度-时间曲线相对应，这样即可求得路基材料 在冻融进展过程中的应变、应力和弹性模量。
权利要求1、一种冻融循环下路基材料力学参数测试试验机，包括温控系统、动荷载系统、力学参数测试系统、数据采集系统和电子控制系统，利用温控系统模拟现实环境中路基土的冻融循环，在冻或融的进展过程中由电子控制系统控制动荷载系统，使动荷载系统输出不同频率的模拟交通荷载，并由力学参数测试系统测量总沉降量、应变，此变形量和应变值由数据采集系统实时采集，并经过数据处理后显示数值和时间-位移曲线、应变-时间曲线。
2、 根据权利要求1所述的冻融循环下路基材料力学参数测试试 验机，动荷载系统包括电机、碾轮、配重块、升降机构和转轴，其特 征在于转轴上连接变频器，用于输出不同频率的模拟交通荷载。
3、 根据权利要求1所述的冻融循环下路基材料力学参数测试试 验机，其特征在于力学参数测试系统包括位移传感器、应变传感器、 面层材料和基层材料，应变传感器设在基层材料内，位移传感器设在 动荷载系统的升降机构上。
专利摘要一种冻融循环下路基材料力学参数测试试验机，包括温控系统、动荷载系统、力学参数测试系统、数据采集系统和电子控制系统，温控系统模拟现实环境中路基土冻融循环，在冻或融进展过程中由电子控制系统控制动荷载系统，使动荷载系统输出不同频率模拟交通荷载，由力学参数测试系统测量总沉降量、应变，变形量和应变值由数据采集系统实时采集，处理后显示数值和时间-位移曲线、应变-时间曲线。本实用新型在动荷载的冻或融进展过程中测试路基材料动力特性参数及冻胀量、路面弯沉值及变形监测，快速稳定模拟检测所需环境，测量材料力学性能指标，为季冻区道路工程提供设计参数，确保季冻区道路满足设计使用年限，提高测试精度，计算结果准确。
文档编号G01N33/42GK201359584SQ20092009281
公开日2009年12月9日 申请日期2009年1月7日 优先权日2009年1月7日
发明者刘寒冰, 宫亚峰, 李长雨, 程永春, 谭国金, 魏海斌 申请人:吉林大学