一种简易路面冰粘强度测试装置的制作方法

本实用新型涉及路面测试设备技术领域，主要提出一种简易路面冰粘强度测试装置。

背景技术：

针对沥青混凝土路面冰雪灾害频发的现象，学者们对此进行了大量研究，提出了许多降低冰粘强度的新方法新技术，并应用于试验段。为了评价这些方法的融雪除冰效果，需要对相应试验段表面冰粘强度进行测试。目前，针对公路交通领域冰粘强度测量装置已有一些报道，但均只能应用于实验室测试，难以在施工现场进行使用。例如专利cn206891822u，需要使用万能试验机来测试拉力及剪切力，设备装置昂贵；专利cn107884336a通过在拉拔头放置吸水材料使其吸水结冰，但在水结冰后膨胀，拉拔头与试件表面接触面积发生变化，测量结果存在偏差；专利cn206114500通过三个马歇尔试件制备要求厚度的半圆形冰层，再通过剪切法得到粘结强度。由于水结冰过程中的膨胀作用，使得其粘结界面大小及冰层厚度难以控制，测试结果存在一定误差。

技术实现要素：

为解决以上现有沥青路面冰粘强度测试装置存在的不足，本实用新型提出一种操作简便、测量精确、可重复性高、适用于施工现场评价涂层、除冰盐、自融雪路面等除冰新技术效果的快速测试装置。

本实用新型的技术方案为：一种简易路面冰粘强度测试装置，其特征在于：箱体（16）上面设置提手（10），箱体（16）的一侧设置有控制及显示装置（14），控制及显示装置（14）的上方设置观察窗（13），下方设置注水管（15）；箱体的内部设置支撑架（8），燕尾滑轨（9）顶部与箱体（16）固定连接，中部与支撑架（8）固定连接，燕尾滑轨（9）内设置燕尾滑杆（11），燕尾滑杆（11）与驱动装置（12）相连，燕尾滑杆（11）下部通过螺栓b（7）与拉力传感器（6）连接，拉力传感器（6）下部通过螺栓a（5）与紧固装置（4）连接，紧固装置（4）下部与覆冰模具（3）连接；紧固装置（4）上设置有注水孔（18），覆冰模具（3）侧面设置有水平排水孔（17），覆冰模具（3）内部为中空，中空部分无底面；覆冰模具（3）外部设置夹层，夹层部分底面高于覆冰模具（3）的底面，夹层内设置换热管（19），换热管（19）通过伸缩波纹管（20）连接制冷装置（21）；制冷装置（21）、拉力传感器（6）和驱动装置（12）的控制线路均与控制及显示装置（14）连接。

优选地，所述的箱体（16）为双层结构，层间填充有保温材料，箱体（16）底部设置有座垫（1），座垫（1）采用密封材料制成。

优选地，所述的箱体（16）的底部设有滑轮（2），滑轮（2）可以放下和收起，滑轮（2）的数量为4～8个。

优选地，所述的覆冰模具（3）为锥形棱台或锥形圆筒，底面为圆环形或者方形环，底面由疏水材料制成。

优选地，所述的覆冰模具（3）侧面的水平排水孔（17）以下的内壁设置有凹槽结构。

优选地，所述的驱动装置（12）为双向电机，燕尾滑杆（11）上设置齿条，驱动装置（12）上的齿轮与燕尾滑杆（11）上的齿条啮合。

优选地，所述的驱动装置（12）还可以采用液压缸或油缸驱动。

优选地，所述的制冷装置（21）温度控制范围为0℃~-30℃，精度为0.1℃。

优选地，所述的箱体（16）的层间填充轻质的泡沫材料，不仅可以大大降低装置的重量，方便运输及使用，还能很好的发挥制冷装置的效能。

优选地，所述的箱体（16）底部的座垫（1）采用橡胶密封材料，保证箱体内部在进行测试时保持密封，并减少对箱体的磨耗。

本实用新型的使用方法为：

将箱体底部的滑轮放下，推动装置到需要测试的路面，根据实际情况选择合适的覆冰模具连接紧固装置，覆冰模具包括换热管，连接伸缩波纹管和换热管；清洗待测试路面，保证路面清洁，再洒水润湿测试部分；将安装好的装置放置在经处理过的待测试路面，将滑轮收起，开启驱动装置调节覆冰模具高度，使其底面紧贴路面，然后关闭驱动装置；从注水管加水，水经注水孔流至覆冰模具中，直至从观察窗看到覆冰模具的水平排水孔中有水流出；根据需要设置冰冻温度及以及冰冻时间，启动制冷装置待水全部形成冰后再进行测试；开启驱动装置，通过燕尾滑杆提升锥形模具，将形成的冰层及覆冰模具与待测路面剥离，通过测力计显示的最大法向力与锥形模具底面内圆面积的比值表征路面冰粘强度。

本实用新型的有益效果在于：

1、覆冰模具为立体锥形结构，较厚的冰层可避免较薄冰层存在缺陷对造成结果不准确的影响，并保证测试时断面位置在底面产生；覆冰模具内部的凹槽结构可加大冰层与覆冰模具之间结合力，测试时能够很好的将冰层与路面进行剥离，保证了断面位置在模具底面产生，减小了因断面面积的变化对试验结果的影响。

2、覆冰模具较小的底面积及底面疏水材料的使用，可以明显减小覆冰模具与路面之间冰层粘结力，减少测试误差；

3、覆冰模具中水平开孔的存在，确保了进行测试时水的用量可控，标准化的覆冰模具大大提升测试结果的可靠性，试验结果可重复性及准确性提高；

4、密封及保温材料的使用，以及换热管直接将覆冰模具环绕，有效的发挥了制冷装置的效能，减少周围环境对测试的影响；

5、驱动装置升起滑杆时容易导致滑杆倾斜，从而引起测量误差大，测量结果不准确，燕尾滑轨和燕尾滑杆的使用可以避免滑杆的倾斜，从而减小测量误差。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型燕尾滑轨和燕尾滑杆截面图；

图3为本实用新型紧固装置和覆冰模具的纵切图；

图4为本实用新型锥形棱台覆冰模具和锥形圆筒覆冰模具的仰视图；

图中：1、座垫，2、滑轮，3、覆冰模具，4、紧固装置，5、螺栓a，6、拉力传感器，7、螺栓b，8、支撑架，9、燕尾滑轨，10、提手，11、燕尾滑杆，12、驱动装置，13、观察窗，14、控制及显示装置，15、注水管，16、箱体，17、水平排水孔，18、注水孔，19、换热管，20、伸缩波纹管，21、制冷装置。

具体实施方式

实施例1，如图所示，本实用新型提供一种简易路面冰粘强度测试装置，其结构为：箱体（16）上面设置提手（10），箱体（16）的一侧设置有控制及显示装置（14），控制及显示装置（14）的上方设置观察窗（13），下方设置注水管（15）；箱体的内部设置支撑架（8），燕尾滑轨（9）顶部与箱体（16）固定连接，中部与支撑架（8）固定连接，燕尾滑轨（9）内设置燕尾滑杆（11），燕尾滑杆（11）与驱动装置（12）相连，燕尾滑杆（11）下部通过螺栓b（7）与拉力传感器（6）连接，拉力传感器（6）下部通过螺栓a（5）与紧固装置（4）连接，紧固装置（4）下部与覆冰模具（3）连接；紧固装置（4）上设置有注水孔（18），覆冰模具（3）侧面设置有水平排水孔（17），覆冰模具（3）内部为中空，中空部分无底面；覆冰模具（3）外部设置夹层，夹层部分底面高于覆冰模具（3）的底面，夹层内设置换热管（19），换热管（19）通过伸缩波纹管（20）连接制冷装置（21）；制冷装置（21）、拉力传感器（6）和驱动装置（12）的控制线路均与控制及显示装置（14）连接。

所述的箱体（16）为双层结构，层间填充有泡沫材料，箱体（16）底部设置有座垫（1），座垫（1）采用橡胶密封材料制成。

所述的箱体（16）的底部设有滑轮（2），滑轮（2）可以放下和收起，滑轮（2）的数量为4个。

所述的覆冰模具（3）为锥形圆筒，底面为圆环形，底面由疏水材料制成。

所述的覆冰模具（3）侧面的水平排水孔（17）以下的内壁设置有凹槽结构。

所述的驱动装置（12）为双向电机，燕尾滑杆（11）上设置齿条，驱动装置（12）上的齿轮与燕尾滑杆（11）上的齿条啮合。

所述的制冷装置（21）温度控制范围为0℃~-30℃，精度为0.1℃。