一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法与流程

本发明属于道路工程试验器械领域，具体是涉及一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法。

背景技术：

道路材料需要拥有良好的路用性能，对路用性能进行测试时，不仅要系统分析其各项短期性能指标，更应关注其长期性能指标。耐冲击性能是道路材料长期性能中较为重要的一项技术指标，现阶段对其测试的方法主要有两种，一种是定性分析方法，将一定质量的钢球自由落体到待测材料试件上，观察试件表面破裂程度来判断其耐冲击性能优劣；另一种是定量分析方法，主要依靠落锤式或摆锤式冲击仪，得到一定的冲击强度数值，以此来判断材料耐冲击性能优劣。由上述可知，定性分析方法操作较为简单，但是无法量化数值，较难精准判断材料耐冲击性能；定量分析方法数据较为精确，但是仪器操作较为复杂，两种方法均有一定局限性。

综上所述，目前道路材料耐冲击性能测试装置及评价方法主要存在以下不足：当道路材料处于复杂环境中时，其耐久性能受到多种工况(即复合工况)影响，上述测试方法均是仅能测试单一工况的耐久性能，无法测试道路材料在强酸强碱、降雨、高温、紫外老化等不同试验环境下的耐冲击性能。另外，落锤式或摆锤式冲击仪只能按照固定角度、固定锤头质量对材料进行冲击，无法得到不同冲击角度、力度下材料的耐冲击性能，不利于得到规律性的试验数据及结论。因此，亟需一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法，能够模拟复杂环境，测试道路材料在不同冲击参数下的耐冲击性能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法，能够模拟不同冲击角度的试验数据，从而快速准确得测试道路材料在不同冲击参数下的耐冲击性能。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法，包括基板，基板上设置有冲击机构和装载平台，冲击机构包括倾斜设置的冲击轨道，冲击轨道两端分别由平行布置的第一支撑架和第二支撑架支撑，其中，第二支撑架上设置有多个调节孔，第二支撑架外部套有固定支架，第二支撑架和固定支架通过螺栓和调节孔固定；冲击轨道上自上至下依次设置有固定挡板、移动挡板和插板；固定挡板固定在冲击轨道上，固定挡板通过弹簧与移动挡板连接，插板与移动挡板之间用于放置冲击物，冲击轨道上设置有多个插接凹槽，插板通过插接凹槽与插接在冲击轨道上；装载平台包括装载板，装载板位于冲击轨道下端外侧，装载板上设置有置物台，置物台底部安装有若干传感器，若干传感器为温度压力一体传感器。

进一步的，冲击轨道外侧设置有用于测量冲击轨道与水平面的夹角的角度测量尺。

进一步的，冲击轨道的两侧固定有回力压缩轨道，移动挡板与回力压缩轨道滑动连接。

进一步的，回力压缩轨道外侧标有刻度。

进一步的，还包括密闭试验箱，基板、冲击机构和装载平台均设置在密闭试验箱中，密闭试验箱外部设置有储液容器，储液容器分为包括若干互不连通的子容器，储液容器通过导管与喷头连接，喷头设置在密闭试验箱中。

进一步的，密闭试验箱上设置有箱盖，箱盖内侧设置有塑胶手套。

进一步的，密闭试验箱顶部设置有紫外灯，紫外灯位于置物台正上方。

进一步的，装载板上设置有冲击强度显示器，冲击强度显示器与传感器电连接。

进一步的，装载板下部设置有加热铜丝网，加热铜丝网与温度显示器以及电源开关电连接。

进一步的，基板远离固定挡板的一侧固定有挡板，连接挡板与基板的连接处设置有凹槽。

一种道路材料的耐冲击性能测试方法，包括以下步骤：

步骤1、将待测的材料试件放置于置物台中，再将置物台安装到基板上；根据试验需要，调整环境模拟构件，设置单一或者复合工况，环境模拟构件包括紫外灯、储液容器和加热铜丝网；

步骤2、调整第二支撑架的高度，直到将冲击轨道调整到需要的冲击角度，然后将第二支撑架固定在固定支架上；挑选一定质量的冲击物，控制其冲击力度；将冲击物放置于插板和移动挡板之间，压缩弹簧，直到压缩到需要的冲击速度，将插板插入冲击轨道上的插接凹槽中；

步骤3、将插板取出，冲击物沿着冲击轨道砸向待测材料试件，记录待测材料在规定的冲击力度、角度、速度下的冲击强度。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：能够通过调整冲击轨道高度、冲击物质量和弹簧压缩程度来分别控制冲击角度、力度和速度，得到一系列精确、具有规律性的试验数据与结果，为材料耐冲击性能评价提供了新思路。可实现定性与定量分析方法的全部效果。

进一步的，能够通过调节储液容器中酸、碱溶液及水的喷洒量、紫外灯照射程度、加热铜丝网升温来模拟道路材料所处的强酸强碱、降雨、高温、紫外老化等不同试验环境，测试各项单一工况及复合工况的耐久性能。

进一步的，冲击轨道外侧设置有用于测量冲击轨道与水平面的夹角的角度测量尺，能够方便的测量冲击轨道与水平面的夹角。

进一步的，冲击轨道的两侧固定有回力压缩轨道，移动挡板与回力压缩轨道滑动连接，回力压缩轨道用于规范移动挡板的运动轨迹。

进一步的，装载板上设置有冲击强度显示器，冲击强度显示器与传感器电连接，可直接将测量到的数据进行显示。

进一步的，装载板下部设置有加热铜丝网，加热铜丝网与温度显示器以及电源开关电连接，通过电源开关可接通电源，加热铜丝网，从而使得置物台上的材料升温。温度显示器可调节温度，并显示材料的实时温度。

进一步的，基板远离固定挡板的一侧固定有挡板，连接挡板与基板的连接处设置有凹槽，冲击物碾压过试验材料后被挡板阻挡，掉入基板上的凹槽中，不再弹回。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的冲击机构示意图；

图3为本发明的第二支撑架示意图；

图4为本发明的装载平台示意图；

图5为本发明的加热铜丝网示意图；

图中各标号表示为：1-密闭试验箱，2-储液容器、3-紫外灯、4-基板、5-冲击机构、6-装载平台，7-冲击轨道，8-第一支撑架，9-第二支撑架，10-角度测量尺，11-回力压缩轨道，12-固定挡板，13-插板，14-弹簧，15-移动挡板，16-冲击物，17-调节孔，18-固定支架，19-螺栓，20-凹槽，21-置物台，22-传感器，23-冲击强度显示器，24-加热铜丝网，25-温度显示器，26-导管，27-喷头，28-旋钮，29-电源开关，30-箱口，31-箱盖，32-塑胶手套，33-阀门，34-挡板，35-置物杆，61-装载板。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡是根据本发明技术实质对以下实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

实施例

遵从上述技术方案，如图1至图3所示，一种道路材料的耐冲击性能测试装置，包括密闭试验箱1、基板4、冲击机构5、装载平台6及环境模拟构件等。密闭试验箱1外部设置有储液容器2、紫外灯3等环境模拟构件。冲击机构5安装固定于基板4右侧，装载平台6紧邻着冲击机构5安装固定于基板4左侧。

如图1所示，密闭试验箱1为有机玻璃制作的长方体透明箱体，上部安装有储液容器2、导管26、喷头27、紫外灯3和旋钮28，前方安装有电源开关29，右侧设置可以密闭的箱口30，箱口30处设置有箱盖31，箱盖31内侧附有两只塑胶手套32，方便进行试验。

储液容器2分为四部分，分别用于盛放酸、碱、水及其他溶剂。导管26一头分为四根子导管，四根子导管分别与储液容器2中不同溶剂部分相连，且四根子导管上均安装有阀门33，导管26另一头与喷头27相连，喷头27的出水口位于密闭试验箱1中。

紫外灯3共设置三个，平行布置于箱盖31顶壁内侧，位于置物台21上方，用于照射材料试件，使其发生紫外老化。紫外灯3为可调节档位的紫外灯，具体型号为philips品牌的tuv15w，通过旋钮28控制档位，旋钮28设置在箱盖31顶壁外侧。

基板4左侧安装有挡板34，且连接挡板34与基板4的连接处设置有凹槽，目的是为了冲击物16碾压过材料后被挡板34阻挡，掉入凹槽中，不再弹回。基板4右侧安装有用于放置冲击物16的置物杆35。基板4上设置有装载平台6和冲击机构5，装载平台6两侧设计为锯齿状，用于和基板4插接，利于固定在基板4上，装载平台6位于冲击机构5左侧。

如2所示，冲击机构5包括冲击轨道7、第一支撑架8、第二支撑架9、角度测量尺10、回力压缩轨道11、固定挡板12、插板13、弹簧14和移动挡板15和冲击物16。冲击轨道7由平行布置的第一支撑架8和第二支撑架9进行支撑，第一支撑架8为固定长度的支撑架，第二支撑架9为高度可调整的支撑架。第二支撑架9的高度高于第一支撑架8的高度；第二支撑架9下部设置有多个水平设置的调节孔17，第二支撑架9外部套有固定支架18，通过螺栓19和调节孔17将第二支撑架9和固定支架18固定起来，调整螺栓19插入调节孔17的位置即可调节第二支撑架9的高度，从而调整冲击轨道7与水平线的角度，即冲击角度。角度测量尺10固定于第一支撑架8上，方便测量冲击轨道7与水平线的角度。回力压缩轨道11固定于冲击轨道7前后两侧，固定挡板12固定于冲击轨道7右端，不可移动。冲击轨道7上设置有多个插接凹槽20，插板13通过插入插接凹槽20与冲击轨道7进行固定。移动挡板15安装于回力压缩轨道11上，并通过弹簧14与固定挡板12相连，可在回力压缩轨道11上通过弹簧14的压缩与回弹进行移动。回力压缩轨道11一侧标有刻度，方便记录弹簧14压缩长度，即冲击力度。冲击物16为中空圆柱体，位于插板13与移动挡板15之间。

如图4所示，装载平台6包括装载板61、置物台21、传感器22、冲击强度显示器23、加热铜丝网24和温度显示器25。装载板61左右两侧设置有条形凸起，条形凸起的纵截面为三角形，装载板61中部设置有置物台21，装载板61底部安装有传感器22。传感器22为温度压力一体传感器，具体型号为pt124b-121/121t，用于测试材料的冲击强度和温度，安装于置物台21底部中央及四周位置，共五个。装载板61上，置物台21前后两侧分别设置有温度显示器25和冲击强度显示器23，冲击强度显示器23与传感器22通过电缆相连，用于显示材料的冲击强度数值。加热铜丝网24安装于装载平台6下部，具体位置为置物台21下方，通过电缆与温度显示器25、电源开关29相连接。通过电源开关29可接通电源，加热铜丝网24，从而使得置物台21上的材料升温。温度显示器25可调节温度，并显示材料的实时温度。

参照图5，加热铜丝网24包括若干并列设置的若干根热铜丝。

一种道路材料的耐冲击性能测试装置及测试方法，包括以下步骤：

步骤1，将待测的材料试件放置于置物台21中，再将置物台21安装到基板4上。根据试验需要，调整环境模拟构件，设置单一或者复合工况，模拟复杂环境，进行耐久性能测试。具体工况设置方式如下：

①储液容器2中分别盛放酸、碱、水及其他溶剂，先打开连接盛水容器的导管阀门33，清洗导管26，保证试验环境清洁，再分别打开或关闭子导管261的阀门33，溶液通过导管子导管261和26流向喷头27，喷洒在材料试件上，从而模拟强酸、强碱、降雨环境。其中，值得注意的是，在模拟不同环境时，均需要事先用水清洗导管，避免溶液被污染。

②打开电源开关29，加热铜丝网24通电产热，材料试件所处环境温度升高，通过温度显示器25调节温度，模拟高温环境。

③打开紫外灯3，调节旋钮28，控制紫外灯3数量及照射强度，模拟紫外老化环境。

步骤2，一边观察角度测量尺10上显示的角度，一边调整第二支撑架9的高度，直到调整到需要的冲击角度，采用螺栓19将第二支撑架9固定在固定支架18上。挑选一定质量的冲击物16，控制其冲击力度。将冲击物16从置物杆35上取下，放置于插板13和移动挡板15之间，一边观察回力压缩轨道11上显示的刻度，一边压缩弹簧14，直到压缩到需要的冲击速度，将插板13插入冲击轨道7上的插接凹槽20里。

步骤3，将插板13拔出，冲击物16沿着冲击轨道7砸向待测材料试件，此时，冲击强度显示器23上有准确数据，为待测材料在规定的冲击力度、角度、速度下的冲击强度，包括中心冲击强度及边缘冲击共五个强度。测试完成后，冲击物16落入基板4的凹槽中，防止回弹。