本發(fā)明涉及瀝青混合料性能研究技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車轍試驗裝置及基于該試驗裝置的車轍試驗方法。

背景技術(shù)：

車轍是車輛在路面行駛后留下的車輪壓痕，主要包括失穩(wěn)型車轍、結(jié)構(gòu)型車轍以及磨耗型車轍，其中失穩(wěn)型車轍最為普遍。推移、擁抱、搓板等失穩(wěn)型車轍主要是由于瀝青路面在水平荷載作用下抗剪強度不足引起的，容易出現(xiàn)在停車場、交叉路口、收費站、公交車站等頻繁發(fā)生車輛啟動與制動的地方。瀝青路面的抗車轍性能是路面周期性評價及路面養(yǎng)護中的一個重要指標，通過采用車轍試驗儀進行試驗可以獲得瀝青路面的高溫抗車轍性能。

圖1是常見的車轍試驗儀的部分結(jié)構(gòu)示意圖，車轍試驗儀包括車轍板試件11、試驗輪12、輪轂支架13、輪軸14以及頂板15。其中，試驗輪12通過輪軸14與輪轂支架13連接，輪轂支架13固定連接（例如，螺紋連接、鉚接等）于頂板15，頂板15連接于車轍試驗儀的其他組件。進行試驗時，首先將車轍板試件11置于已達試驗溫度的底板（圖未示）上養(yǎng)護5小時～12小時；再將試驗輪12置于行車位置的中點o，并調(diào)整行車方向與車轍板試件11成型時的碾壓方向一致，其中，行車位置是指試驗輪12在車轍板試件11上運動的水平長度，行車位置的中點o可以設置在車轍板試件11水平長度的中點；然后開動車轍試驗儀，此時試驗輪12可能向左或向右滾動，到達行車位置的端點p或者行車位置的端點q時試驗輪往回運動。保持試驗輪12循環(huán)往復運行，測試車轍板試件11在垂直方向的位移隨時間變化的情況，從而通過計算獲得瀝青路面的高溫抗車轍性能。

再參考圖2a和圖2b，以圖示方向為準，對于瀝青路面也就是上述方案中的車轍試驗板11存在以下情況一：圖2a模擬常規(guī)行駛狀態(tài)試驗輪左右滾動摩擦的留痕；情況二：圖2a模擬轉(zhuǎn)彎并剎車時試驗輪上下滑動摩擦的留痕，該情況主要發(fā)生在車輛高速行駛時，類似于漂移的動作；情況三：圖2b常規(guī)行駛狀態(tài)試驗輪沿斜面上下滾動摩擦的留痕；情況四：圖2b轉(zhuǎn)彎并剎車時試驗輪滑動摩擦的留痕，該情況主要發(fā)生在車輛高速行駛時，類似于漂移的動作；但現(xiàn)有技術(shù)往往測試時僅僅針對情況1進行測試，所得的結(jié)果與實際使用時的情況往往存在一定的出入，因此需設計一種多方位的測試方案以解決此問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種車轍試驗裝置，其優(yōu)點是實現(xiàn)試驗輪多方位的測試。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種車轍試驗裝置，包括溫控箱，溫控箱內(nèi)包括支架、與支架球接的滑軌組件、供支架從中心穿過且相對支架可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤；滑軌組件上滑移連接有滑動塊，滑動塊上設有用于盛放被測瀝青混合料的容置槽，轉(zhuǎn)盤上設有用于聯(lián)動滑動塊滑移的驅(qū)動組件；轉(zhuǎn)盤上沿滑動塊滑移方向的一端設有用于控制滑軌組件傾斜度的升降氣缸；還包括用于連接滾筒或試驗輪的載荷桿，載荷桿上設有與計算機連接的壓力傳感器和位移傳感器，滾筒或試驗輪正對容置槽，所述載荷桿通過一高度可調(diào)節(jié)的測試桿固定在溫控箱內(nèi)。

通過上述技術(shù)方案，該支架上的滑軌組件不僅能夠通過升降氣缸調(diào)節(jié)升降高度，實現(xiàn)傾斜度的調(diào)整，模擬車轍在斜面路面的形成過程，同時還能夠利用轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)整個滑軌組件的角度調(diào)整，從而對于試驗輪而言為斜線的行駛路線，若轉(zhuǎn)盤的相對轉(zhuǎn)動使得試驗輪的滑移方向與滑動塊的滑移方向垂直，則會出現(xiàn)一定程度的滑動摩擦，試驗輪的滑動過程則模擬了汽車在轉(zhuǎn)彎剎車過程中的車轍形成過程，對于所有的測試數(shù)據(jù)通過測試桿上的壓力傳感器和位移傳感器實現(xiàn)收集，使用方便靈活。

本發(fā)明進一步設置為：還包括轉(zhuǎn)向電機，轉(zhuǎn)向電機的輸出軸上連接有輸出輪，輸出輪與轉(zhuǎn)盤之間設有楔形傳送帶，轉(zhuǎn)向電機為伺服電機或步進電機。

通過上述技術(shù)方案，采用伺服電機或是步進電機實現(xiàn)了精確轉(zhuǎn)動角度的控制，對于不同角度一方面實現(xiàn)調(diào)整準確，另一方面實現(xiàn)保持該角度的準確。

本發(fā)明進一步設置為：所述驅(qū)動組件包括兩個關(guān)于轉(zhuǎn)盤中心對稱的動力架，每個動力架上均設有收線輥，轉(zhuǎn)盤上設有聯(lián)動收線輥的動力電機，收線輥上繞裝有鋼絲線，滑動塊沿其滑動方向的前后兩側(cè)分別連接至兩個鋼絲線的端頭。

通過上述技術(shù)方案，動力架上的動力電機實現(xiàn)了收線輥的轉(zhuǎn)動，收線輥再帶動鋼絲線，鋼絲線實現(xiàn)滑動塊的移動；滑動塊的移動帶動容置槽移動，容置槽相對試驗輪產(chǎn)生滑動，聯(lián)動過程相對穩(wěn)定。

本發(fā)明進一步設置為：所述支架外設有用于承托轉(zhuǎn)盤的支撐盤，支撐盤朝向轉(zhuǎn)盤的一側(cè)表面上設有環(huán)槽，轉(zhuǎn)盤朝向支撐盤的一側(cè)表面上設有沿環(huán)槽滑動的滑動輪。

通過上述技術(shù)方案，采用支撐盤實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的承托，再通過轉(zhuǎn)盤上的定位輪與環(huán)槽的抵觸實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動定位，提高了轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性，使得轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時的圓心保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

本發(fā)明進一步設置為：所述支架穿出轉(zhuǎn)盤的位置設有激光發(fā)射器，激光發(fā)射器的發(fā)射口朝向與轉(zhuǎn)盤同步轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤上設有接收架，接收架上設有用于接收激光發(fā)射器信號的激光接收器，激光接收器連接至計算機。

通過上述技術(shù)方案，激光發(fā)射器和激光接收器相互配合使用，當激光發(fā)射器的發(fā)射口對準激光接收器即代表轉(zhuǎn)盤處于復位的位置，每次使用前先復位，避免在測試前產(chǎn)生較大的誤差。

本發(fā)明進一步設置為：所述滑軌組件包括軌道架和滑道，滑動塊為“工”字型結(jié)構(gòu)，滑動塊上設有用于沿滑道滑移的側(cè)輪和底輪，軌道架包括與滑道翻轉(zhuǎn)連接的第一夾板和第二夾板，第一夾板和第二夾板相向翻轉(zhuǎn)拼接形成球形凹腔，支架上設有用于卡入球形凹腔的球頭，第一夾板與第二夾板之間設有緊固螺栓。

通過上述技術(shù)方案，滑動塊與滑道實現(xiàn)滑移連接的同時，滑動塊與滑道卡合，減少了脫軌的情況；另外軌道架上的第一夾板和第二夾板對于球頭實現(xiàn)了相對完整的包裹，安裝較為方便，翻動第一夾板和第二夾板后利用緊固螺栓即可實現(xiàn)球接，便于檢修、更換、涂覆潤滑油等操作。

本發(fā)明進一步設置為：所述轉(zhuǎn)盤上設有兩個分別供軌道架兩端抵觸的緩沖座，緩沖座上設有緩沖輥，緩沖輥的兩側(cè)設有緩沖軸，緩沖座上設有供緩沖軸滑移連接的滑槽，緩沖座內(nèi)還設有推動緩沖軸使緩沖輥上移的彈簧。

通過上述技術(shù)方案，采用兩個緩沖輥實現(xiàn)了軌道架的彈性支撐，當軌道架對應位置與緩沖輥抵觸時，緩沖輥通過緩沖軸擠壓彈簧，緩沖軸移動，同時彈簧壓縮，實現(xiàn)了一定的支撐、緩沖和減震的效果，提高了使用穩(wěn)定性。

本發(fā)明進一步設置為：所述容置槽內(nèi)設有與其嵌合的試模盒，試模盒上設有向容置槽外延伸且用于提拉的拉環(huán)，試模盒上設有若干單元隔板。

通過上述技術(shù)方案，試模盒上的拉環(huán)便于從容置槽中取出，而單元隔板可分開試模盒，實現(xiàn)多個放料位置，實現(xiàn)多個待測試瀝青混合料的測試。

本發(fā)明進一步設置為：所述轉(zhuǎn)盤靠近收線輥的一側(cè)設有供鋼絲線從中部穿過的沙漏型結(jié)構(gòu)的支撐輥。

通過上述技術(shù)方案，支撐輥使得鋼絲線從中部穿過，實現(xiàn)了鋼絲線的位置集中化，鋼絲線對于滑動塊的拉動方向更加準確，提高了鋼絲線對于滑動塊的拉動流暢度。

本發(fā)明的第二目的是提供一種車轍試驗方法，其優(yōu)點是實現(xiàn)試驗輪多方位測試。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種基于上述車轍試驗裝置的車轍試驗方法，包括以下步驟：。

s1：將滾筒安裝在載荷桿上，打開溫控箱，設置溫度為60攝氏度，保溫6至12小時后開始試驗；

s2：將瀝青混合料置入容置槽內(nèi)，鋪設平整，調(diào)整測試桿的高度，使得滾筒下壓至瀝青混合料的表面，壓力傳感器測試實時信號，待滾筒作用下瀝青混合料的表面載荷達到預先設置的碾壓壓力后停止下降；

s3：通過驅(qū)動組件聯(lián)動滑動塊往復移動，從而使得滾筒碾壓瀝青混合料，滾筒與瀝青混合料的接觸壓力處于動態(tài)平衡后，滑動塊往復移動過程中的壓力差值保持相對平衡，此時停止碾壓，測試桿抬升，取下滾筒；

s4：將試驗輪安裝在載荷桿上，控制升降氣缸的伸縮，使得滑軌組件保持傾斜或平置狀態(tài)；

s5：操作轉(zhuǎn)盤，使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過一定角度，保持轉(zhuǎn)盤的角度；

s6：調(diào)節(jié)測試桿的高度，使試驗輪與瀝青混合料抵觸，通過壓力傳感器獲取測試壓力，直到壓力傳感所采集的數(shù)值達到0.7mpa后，保持試驗輪的高度；

s7：啟動驅(qū)動組件聯(lián)動滑動塊滑移，使得試驗輪開始測試，通過壓力傳感器和位移傳感器實時采集信息至計算機；

s8：計算機接收壓力傳感器和位移傳感器的數(shù)據(jù)后，對于同一路面結(jié)構(gòu)的采集數(shù)據(jù)的壓力值和位移值取平均值。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：實現(xiàn)了多角度、多方位的瀝青混合料的車轍測試，數(shù)據(jù)更加接近于真實測試的情況，提高了測試準確度。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)測試時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a是車輪行駛時的示意圖；

圖2b是車輪行駛時另一情況的示意圖；

圖3是實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a是實施例一的主視圖；

圖4b是實施例一的斷面圖；

圖5a是實施例一的滑軌的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b是實施例一隱藏第二夾板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6a是實施例一的滑動塊的底側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6b是實施例一的滑動塊的頂側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：1、支架；2、轉(zhuǎn)盤；3、滑動塊；5、第一升降氣缸；6、第二升降氣缸；7、測試桿；8、載荷桿；9、壓力傳感器；10、位移傳感器；11、車轍試驗板；12、試驗輪；13、輪轂支架；14、輪軸；15、頂板；16、轉(zhuǎn)向電機；17、輸出輪；18、楔形傳送帶；19、動力架；20、動力電機；21、收線輥；22、鋼絲線；23、支撐盤；24、環(huán)槽；25、滑動輪；26、激光發(fā)射器；27、激光接收器；28、軌道架；29、滑道；30、第一夾板；31、第二夾板；32、側(cè)輪；33、底輪；34、球頭；35、緩沖座；36、緩沖輥；37、滑槽；38、彈簧；39、試模盒；40、拉環(huán)；41、單元隔板；42、支撐輥；43、溫控箱；44、緊固螺栓。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

實施例一：如圖3，一種車轍試驗裝置，用于模擬車輪在瀝青混合料上行駛時的車轍壓痕。其中包括溫控箱43，溫控箱43內(nèi)設有支撐盤23，支撐盤23上承托有轉(zhuǎn)盤2，轉(zhuǎn)盤2的底側(cè)設有若干個滑動輪25，支撐盤23上設有環(huán)槽24供滑動輪25滑移。溫控箱43內(nèi)還設有轉(zhuǎn)向電機16，轉(zhuǎn)向電機16選用步進電機或伺服電機，轉(zhuǎn)向電機16的輸出軸上連接有輸出輪17，輸出輪17與轉(zhuǎn)盤2之間繞裝有楔形傳送帶18。

進一步結(jié)合圖5a和圖5b，轉(zhuǎn)盤2的圓心處穿設有支架1，支架1上連接有軌道架28，軌道架28上設有滑道29，軌道架28包括第一夾板30和第二夾板31，第一夾板30和第二夾板31分別與滑道29的兩側(cè)鉸接。第一夾板30和第二夾板31相向翻轉(zhuǎn)后形成球形凹腔，支架1上設有球頭34，該球頭34插入球形凹腔后與第一夾板30和第二夾板31形成球接，進一步的第一夾板30和第二夾板31通過緊固螺栓44固定。另外軌道架28的兩側(cè)分別設有第一升降氣缸5和第二升降氣缸6。第一升降氣缸5的缸體與轉(zhuǎn)盤2固定連接，活塞桿的端部通過一轉(zhuǎn)軸與軌道架28轉(zhuǎn)動連接，第二升降氣缸6的連接結(jié)構(gòu)和動作原理與第一升降氣缸5類似，不再贅述。采用兩個氣缸控制軌道架28的傾斜度，為了實現(xiàn)軌道架28在傾斜轉(zhuǎn)動時緩沖減震的效果，轉(zhuǎn)盤2靠近軌道架28的底側(cè)位置設有緩沖座35，緩沖座35上設有緩沖輥36，緩沖輥36的兩側(cè)設有緩沖軸（圖中未示出），緩沖座35上設有滑槽37供緩沖軸上下滑移，同時滑槽37內(nèi)設有彈簧38，彈簧38推動對應的緩沖軸促使緩沖輥36上移抵觸第一夾板30和第二夾板31。

結(jié)合圖5a、圖6a和圖6b，滑道29上滑移連接有滑動塊3，滑動塊3為“工”字型結(jié)構(gòu)，且滑動塊3上設有若干底輪33和側(cè)輪32，底輪33與側(cè)輪32隨滑動塊3的滑動而滾動?；瑒訅K3上設有容置槽，容置槽內(nèi)嵌設有試模盒39，試模盒39的外壁上設有兩個拉環(huán)40，試模盒39內(nèi)設有兩個單元隔板41，使其容置瀝青混合料的空間分隔為三個。

如圖4a和圖4b，滑動塊3的兩側(cè)均連接有鋼絲線22，轉(zhuǎn)盤2上設有兩個動力架19，每個動力架19上均設有收線輥21，收線輥21供鋼絲線22繞裝，轉(zhuǎn)盤2上設有使收線輥21轉(zhuǎn)動的動力電機20。通過動力電機20的作用收卷鋼絲線22，聯(lián)動滑動塊3滑動，該部分結(jié)構(gòu)即作為滑動塊3的驅(qū)動組件。轉(zhuǎn)盤2上還設有支撐輥42，支撐輥42呈水平放置的沙漏型結(jié)構(gòu)，鋼絲線22通過支撐輥42的引導向支撐輥42的中部靠攏牽引滑動塊3。

繼續(xù)參考圖4b，支架1上設有激光發(fā)射器26，轉(zhuǎn)盤2上設有激光接收器27，激光接收器27連接至計算機，在圖4b所示的位置激光發(fā)射器26正對激光接收器27，即代表轉(zhuǎn)盤2處于復位狀態(tài)，每次操作前先實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤2的復位，再進行調(diào)整減少轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動的角度誤差。

參考圖3和圖4b，溫控箱43內(nèi)還設有測試桿7，測試桿7通過絲桿實現(xiàn)升降調(diào)節(jié)。測試桿7上設有向滑軌延伸的載荷桿8，載荷桿8上連接有試驗輪12，測試時，試驗輪12的輪面與滑動塊3中的瀝青混合料抵觸，在壓制瀝青混合料時試驗輪12可替換為滾筒。載荷桿8上設有與計算機連接的壓力傳感器9和位移傳感器10，分別測試載荷桿8上的壓力，以及試驗輪12相對于瀝青混合料的位移量。

針對于圖2a情況一的相關(guān)調(diào)整：調(diào)整第一升降氣缸5和第二升降氣缸6，使得第一升降氣缸5和第二升降氣缸6的活塞桿伸出長度保持一致，軌道架28保持水平狀態(tài)，調(diào)整轉(zhuǎn)盤2的角度，利用激光發(fā)射器26和激光接收器27實現(xiàn)位置的校準。

針對于圖2a情況二的相關(guān)調(diào)整：在情況一所調(diào)定的位置狀態(tài)下，再調(diào)整轉(zhuǎn)盤2的角度，將轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)過一定的角度即可。

針對于圖2b情況三的相關(guān)調(diào)整：在情況一的基礎上，僅對第一升降氣缸5進行調(diào)整，使得第一升降氣缸5的活塞桿伸出，亦或是僅對第二升降氣缸6進行調(diào)整，使得第二升降氣缸6的活塞桿伸出，最終使得軌道架28斜置。

針對于圖2b情況四的相關(guān)調(diào)整：在情況三的基礎上，在調(diào)整轉(zhuǎn)盤2的角度，將轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)過一定的角度即可。

實施例二：一種車轍試驗方法，基于實施例一。包括以下步驟：

步驟1：將滾筒安裝在載荷桿8上，打開溫控箱43，設置溫度為60攝氏度，保溫6至12小時后開始試驗；

步驟2：將瀝青混合料置入滑動塊3的容置槽內(nèi)，鋪設平整，調(diào)整測試桿7的高度，使得滾筒下壓至瀝青混合料的表面，壓力傳感器9測試實時信號，待滾筒作用下瀝青混合料的表面載荷達到預先設置的碾壓壓力后停止下降；

步驟3：通過驅(qū)動組件聯(lián)動滑動塊3往復移動，從而使得滾筒碾壓瀝青混合料，滾筒與瀝青混合料的接觸壓力處于動態(tài)平衡后，滑動塊3往復移動過程中的壓力差值保持相對平衡，此時停止碾壓，測試桿7抬升，取下滾筒；

步驟4：將試驗輪12安裝在載荷桿8上，控制第一升降氣缸5和第二升降氣缸6的伸縮，使得滑軌組件保持傾斜或平置狀態(tài)；

步驟5：操作轉(zhuǎn)盤2，使轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)過一定角度，保持轉(zhuǎn)盤2的角度；

步驟6：調(diào)節(jié)測試桿7的高度，使試驗輪12與瀝青混合料抵觸，通過壓力傳感器9獲取測試壓力，直到壓力傳感所采集的數(shù)值達到0.7mpa后，保持試驗輪12的高度；

步驟7：啟動驅(qū)動組件聯(lián)動滑動塊3滑移，使得試驗輪12開始測試，通過壓力傳感器9和位移傳感器10實時采集信息至計算機；

步驟8：計算機接收壓力傳感器9和位移傳感器10的數(shù)據(jù)后，對于同一路面結(jié)構(gòu)的采集數(shù)據(jù)的壓力值和位移值取平均值。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。