水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于道路工程领域，涉及一种水泥混凝土路面层间结构冲刷试验仪，具体涉及一种用于模拟水泥混凝土路面面层和基层之间定向冲刷的试验仪及其使用方法。
【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连接，为行车提供稳定的支撑。但降雨时，若排水不畅，雨水沿接缝或裂缝下渗，在面层和基层之间的微裂隙积聚，在行车的作用下，裂隙中的水分会被不断的“挤出一吸入一挤出”，对路面结构层间尤其是路面基层表面产生冲刷，逐渐导致水泥混凝土板下脱空，路面开裂、断板等问题。
[0003]由于冲刷水流“挤出一吸入一挤出”的过程始终从层间裂隙到横向接缝再到层间裂隙处，因此冲刷方向固定，且均沿基层表面进行。
[0004]目前，评价水泥混凝土路面抗冲刷能力的试验设备主要有旋转刷、振动台，旋转刷采用旋转钢丝刷对路面结构试件表面进行干磨刷，不能有效模拟水的作用；振动台不能有效把握冲刷作用力和冲刷次数，且冲刷面不固定，试验误差较大。此外，201410834673.7等试验仪也公布了一种循环式冲刷试验仪，但其冲刷对象为水泥混凝土板底部，而非层间冲刷的主要对象基层顶面，再者其提供的水流大部分并非平行于试件表面，不能有效模拟水流沿试件表面“挤出一吸入一挤出”的冲刷过程。
[0005]总之，上述试验装置均是评价路面材料本身的抗冲刷能力，无法模拟该路面材料处于实际工作环境中的抗冲刷能力，即不能有效模拟该路面结构材料的实际工作状态。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于模拟水泥混凝土路面结构层间定向冲刷的测量装置，能够准确、方便的测定水泥混凝土路面层间结构的冲刷情况。它解决了上述问题。
[0007]本发明所采用的技术方案如下:
[0008]水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪，所述路面层间结构定向冲刷试验仪包括冲刷槽、驱动系统和控制系统三部分，控制系统控制驱动系统产生冲刷水流，冲刷水流经冲刷槽内预留的通道定向冲刷预先置于冲刷槽内的路面层间结构试件；冲刷槽和驱动系统通过带有流速仪的转换接头连接；控制系统连接驱动系统和转换接头。
[0009]冲刷槽由槽体下部、槽体上部和橡胶垫组成，槽体下部设有试件腔、冲刷腔和用于连接槽体上部的螺栓，试件腔用于安装待测基层试件，冲刷腔有开口与外部水流相接。
[0010]槽体上部设有试件腔、可供槽体下部四角的螺栓穿过的孔道和缓冲过滤管，试件腔用于安装待测面层试件，面层试件安装后，可用旋紧插销固定，缓冲过滤管为透明硬质管，与外界连通，缓冲过滤管上部设有第一阀门，第一阀门下面刻有下水位和上水位两条刻度线，上水位线与第一阀门平齐，下水位线位于缓冲过滤管的S型管的第一弯道处。
[0011]驱动系统由电机、T型丝杠和活塞体组成。
[0012]试件腔可以是圆柱体或立方体。
[0013]冲刷腔的平面面积可等于或大于试件腔面积，一般与试件腔相同，高I?2cm。
[0014]冲刷槽的槽体上部设有缓冲过滤管，缓冲过滤管一般应为S型、直径16?22_。
[0015]水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪的使用方法，
[0016]①成型面层和基层试件，面层试件比冲刷槽槽体上部的试件腔略小，高度与试件腔121深度相同，试件一侧预留孔道，用以接入缓冲过滤管；基层试件比冲刷槽槽体下部11的试件腔略小，高度与试件腔深度相同；
[0017]②面层和基层试件养生完成后，水中浸泡48小时，称量表干质量，分别记为m面、m基；
[0018]③将面层和基层试件分别装入槽体上部和槽体下部的试件腔内，调整面层试件的位置，接入缓冲过滤管，使缓冲过滤管的底部与面层下表面平齐；使用环氧树脂系胶结剂将试件周边与试件腔接触部分、缓冲过滤管与面层孔道密封；
[0019]④安装橡胶垫，使用螺栓将槽体下部和槽体上部紧密连接，为防止上下部之间渗水，周边用环氧树脂系胶结剂密封；
[0020]⑤连接冲刷槽、转换接头与驱动系统，连接控制系统、转换接头的流速表和电机；[0021 ] ⑥开启阀门和第一阀门，试冲刷，通过控制系统调节冲刷水流至所需冲刷强度；
[0022]⑦根据试验冲刷次数和频率要求进行冲刷试验；
[0023]⑧到达所需冲刷次数后，关闭驱动系统，冲洗冲刷槽、转换接头以及活塞体，收集冲刷颗粒，称量表干质量m2 ；
[0024]⑨计算质量损失率t，t = m2/ (m面+m基)。
[0025]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0026]本发明涉及一种水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪，由冲刷槽、驱动系统和控制系统三部分组成，控制系统精确控制驱动系统产生冲刷水流，冲刷水流经冲刷槽内预留的通道定向冲刷预先置于冲刷槽内的路面层间结构。
[0027]本发明提供了模拟路面结构层间冲刷的冲刷槽，冲刷槽真实模拟了水泥混凝土路面的层间(面层和基层)结构，并在层间提供了供水流“挤出一吸入一挤出”的定向通道，冲刷水流可沿基层表面左侧到右侧再到左侧的定向冲刷。同时，冲刷槽可密封试件侧面和底面，进而保证试件的冲刷面已知且不变。
[0028]本发明还提供了精确控制系统，可根据流速仪反馈的信号实时调节驱动系统，及时调整冲刷水流的速度和频率，进而实现加速冲刷。
[0029]此外，由于本发明提供了封闭的试验环境，冲刷过程中，冲刷掉的颗粒可混合在冲刷水流中，更加真实的模拟了实际路面结构的层间冲刷。冲刷结束后，通过冲洗过滤冲刷槽等部件，即可完整收集冲刷掉的颗粒，用以精确评价路面结构的层间抗冲刷能力。
【附图说明】
[0030]图1为本发明水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪及其使用方法的使用状态参考图。
[0031]其中:1_冲刷槽；2_驱动系统；3_控制系统；4_转换接头；11_槽体下部；12_槽体上部；13-橡胶垫；14-螺栓；21-电机；22-T型丝杠；23_活塞体；24_阀门；111-基层试件腔；112-冲刷腔；121-试件腔；122-孔道；123-缓冲过滤管；124-第一阀门；125-旋紧插销；126-下水位线。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0033]参见图1，本发明提供了一种水泥混凝土路面层间结构定向冲刷试验仪，其特征在于:所述路面层间结构定向冲刷试验仪包括冲刷槽1、驱动系统2和控制系统3三部分，控制系统3精确控制驱动系统2产生冲刷水流，冲刷水流经冲刷槽I内预留的通道定向冲刷预先置于冲刷槽I内的路面层间结构试件。
[0034]冲刷槽I和驱动系统2通过带有流速仪的转换接头连接4连接；控制系统3连接驱动系统2和转换接头4，可根据转换接头4内流速仪反馈的信号实时调节驱动系统2，及时调整冲刷水流的速度和频率。冲刷槽I由槽体下部11、槽体上部12和橡胶垫13组成，槽体下部11设有试件腔111、冲刷腔112和用于连接槽体上部12的螺栓14，试件腔111用于安装待测基层试件，冲刷腔112有开口与外部水流相接。槽体上部12设