路面加載試驗(yàn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通運(yùn)輸行業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)缆方ㄔO(shè)，路面材料及路面結(jié)構(gòu)研究等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人民交通出版社股份有限公司出版的由田澤峰等著作的《MLS足尺瀝青路面加速加載試驗(yàn)》中對(duì)路面加速加載試驗(yàn)做了較全面的介紹，這部著作中闡述了路面加速加載試驗(yàn)(Accelerated Pavement Testing，APT)的3個(gè)發(fā)展階段--試驗(yàn)路階段、車道試驗(yàn)階段、現(xiàn)代APT階段，根據(jù)Larson等提出的標(biāo)準(zhǔn)將APT分為三類一一可控車道試驗(yàn)、固定線型APT、其他類，本發(fā)明屬于其歸屬的固定線型APT類型中的采用專用加載裝置的環(huán)形車道試驗(yàn)，西班牙CEDEX環(huán)道是全歐洲自動(dòng)化程度較高，規(guī)模較大的實(shí)驗(yàn)環(huán)道，用于路面材料、路面養(yǎng)護(hù)，路面噴涂、鋪裝方法的性能及耐久性實(shí)驗(yàn)評(píng)估與研究，環(huán)道總長(zhǎng)約300m，半軸載5.5?7.5噸，載重車速40km/h，最大設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h，對(duì)比本發(fā)明的特征，將APT的載荷形式分為恒定載荷和慣性質(zhì)量載荷，恒定載荷即無(wú)論路面平整度如何，載荷都是恒定的，這種載荷對(duì)于平整度很好的路面其載荷與實(shí)際路況區(qū)別不大，但當(dāng)路面出現(xiàn)損傷后或研究的路面為凹面或凸面或凹凸不平時(shí)，恒定載荷就不能準(zhǔn)確的再現(xiàn)實(shí)際路況的載荷，慣性質(zhì)量載荷在平整路面與恒定載荷一樣，但在路面不平整的情況下，慣性質(zhì)量載荷可以很好的再現(xiàn)實(shí)際路況的載荷，即在下坡面由于慣性的原因載荷較小而在上坡面或在谷底則會(huì)有較大的慣性負(fù)荷，西班牙CEDEX環(huán)道載荷為恒定載荷，其加載裝置在運(yùn)行方向內(nèi)側(cè)似單軌鐵路車輛騎跨在軌道墻上為加載裝置的導(dǎo)引部分，外側(cè)為加載試驗(yàn)的加載輪及其車架等，對(duì)試驗(yàn)路面的加載載荷依靠整車的重量和液壓缸的作用力，整車的重量必須大于最大試驗(yàn)載荷，加載裝置在彎道處的離心力由軌道墻承擔(dān)沒(méi)有作用到路面上，不符合汽車在路面上的實(shí)際載荷狀況，同時(shí)，要提高加載載荷必須增加整車自重，在彎道處其對(duì)軌道墻的依賴程度卻限制了進(jìn)一步提尚路面加載載荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決CEDEX環(huán)道APT在彎道處沒(méi)有橫向載荷、對(duì)軌道墻的依賴性強(qiáng)以及非慣性質(zhì)量載荷的缺陷等問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)西班牙CEDEX環(huán)道的APT進(jìn)行再創(chuàng)造，引入其導(dǎo)引方式即采用導(dǎo)軌導(dǎo)向，將加載裝置分解成導(dǎo)引車和加載車輪單元，導(dǎo)引車與加載車輪單元采用鉸接連接，導(dǎo)引車好似三輪車的方向輪，加載車輪單元好似三輪車的載重車輪，導(dǎo)引車僅導(dǎo)向不輸出動(dòng)力，不承受加載車輪單元加載砝碼產(chǎn)生的橫向載荷，彎道處導(dǎo)引車自身的離心力仍依賴于軌道，但因?qū)б嚐o(wú)動(dòng)力其重量可以較輕，離心力較小，為此軌道可以是相對(duì)單薄的結(jié)構(gòu)形式，而加載車輪單元的離心力由路面對(duì)輪胎的摩擦力抵消，為此，彎道路面上將會(huì)出現(xiàn)由摩擦力產(chǎn)生的橫向剪切力，符合實(shí)際路況，如果使加載車輪單元與導(dǎo)引車的鉸接連接點(diǎn)在橫向上移動(dòng)，可以模擬汽車在路面上從一個(gè)車道向另一個(gè)車道并線時(shí)對(duì)路面的工況，除此之外，在加載車輪單元上設(shè)置車廂以放置加載砝碼，如同汽車輪胎通過(guò)車架承載貨物一樣，實(shí)現(xiàn)與實(shí)際路況車輛載荷相符的慣性質(zhì)量載荷的加載，加載砝碼的重量可以調(diào)整，從而可以按需調(diào)整加載力，加載砝碼可以是離散的顆粒物質(zhì)如砂子可以是液體如水可以是固體塊狀砝碼，采用慣性質(zhì)量載荷可真實(shí)地再現(xiàn)實(shí)際道路汽車運(yùn)行時(shí)的路面載荷路況。
【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1導(dǎo)引車、加載車輪單元及軌道等主要部件相對(duì)關(guān)系示意圖
[0005]圖2集電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖
[0006]圖3軌道實(shí)施例之一
[0007]圖中代號(hào)說(shuō)明:
[0008]1.軌道；2.導(dǎo)向輪；3.導(dǎo)引車架；4.支撐輪；5.載重車架；6.滑動(dòng)鉸支座；7.橫移機(jī)構(gòu)；8.加載輪；9.后橋；10.動(dòng)力單元；11.集電刷；12.供電滑線；13.集電桿；14.配重；15.集電支桿具體實(shí)施方案
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0010]圖1以單線表示了軌道(I)、導(dǎo)引車、加載車輪單元及其相互間的關(guān)系，軌道⑴的導(dǎo)向軌跡為兩端半圓中間直線，直線與半圓之間通過(guò)近似橢圓的變徑圓弧連接，導(dǎo)引車包括導(dǎo)向輪(2)、支撐輪(4)、導(dǎo)引車架(3)、橫移機(jī)構(gòu)(7)、滑動(dòng)鉸支座(6)和集電支桿(15)等，導(dǎo)引車架(3)是其他零部件的載體，導(dǎo)向輪(2)通過(guò)軸承固定在導(dǎo)引車架(3)上，導(dǎo)引車架⑶的前后各有3個(gè)導(dǎo)向輪(2)，導(dǎo)向輪⑵的踏面與軌道⑴軌面接觸，導(dǎo)向輪⑵分布在軌道⑴的內(nèi)側(cè)、上方和外側(cè)(內(nèi)外側(cè)由環(huán)道而論)，導(dǎo)引車架⑶由軌道⑴向外側(cè)延伸，導(dǎo)引車外側(cè)端部設(shè)置一個(gè)支撐輪(4)，與前、后上方導(dǎo)向輪(2)構(gòu)成穩(wěn)定的3點(diǎn)支撐，橫移機(jī)構(gòu)(7)用于調(diào)節(jié)滑動(dòng)鉸支座￠)的位置，在正向行駛中可以模擬汽車方向盤(pán)的并線轉(zhuǎn)向，逆行時(shí)作為糾偏的功能執(zhí)行機(jī)構(gòu)保障沿著行走路線后退，前、后內(nèi)外側(cè)導(dǎo)向輪(2)除了導(dǎo)引沿軌道(I)運(yùn)行的作用外還用以承載加載車輪單元對(duì)導(dǎo)引車的作用力，正向行駛為推力，逆行時(shí)為拉力，集電支桿(15)用于支撐集電桿(13)，由集電桿(13)端部集電刷(11)從供電滑線(12)上取電，為導(dǎo)引車和加載車輪單元上的電器和電機(jī)供電，集電桿(13)與集電支桿(15)鉸接，集電刷(11)在集電桿(13)的一端，集電桿(13)的另一端是配重(14)，配重(14)不僅保證重力平衡同時(shí)還保證彎道處產(chǎn)生離心力情況下集電桿(13)仍然是平衡的，從而保證集電刷(11)對(duì)供電滑線(12)的作用力無(wú)論在直道還是彎道都是一致的只有彈簧的作用力；加載車輪單元似集裝箱拖車，前端通過(guò)一個(gè)球鉸與導(dǎo)引車的滑動(dòng)鉸支座
(6)連接，球鉸保證傳遞的只有力而沒(méi)有力矩，區(qū)別于集裝箱拖車的是加載車輪單元上有動(dòng)力，加載車輪單元包括載重車架(5)、后橋(9)、加載輪(8)等，載重車架(5)是其他零部件的載體，加載車輪單元、動(dòng)力單元(10)、以及加載砝碼的合重心要求在加載輪(8)的軸心位置或偏向前方的位置，載重車架(5)的前端為球鉸，載重車架(5)通過(guò)板簧與后橋(9)連接，后橋(9)的兩端與加載輪(8)連接，動(dòng)力單元(10)固定在載重車架(5)上其輸出軸與后橋(9)的輸入軸連接，載重車架(5)上除去后橋(9)等以外空余位置設(shè)置加載砝碼，加載砝碼由箱體和箱體內(nèi)容納的物質(zhì)組成，箱體內(nèi)可以充裝液體、顆粒或塊狀固體，箱體固定在加載車輪單元上或是加載車輪單元的載重車架(5)的一個(gè)組成部分，箱體沿著被試路面的橫向也即垂直于前進(jìn)方向以隔板分隔，以避免箱體內(nèi)充裝的物質(zhì)在離心力的作用下向外側(cè)滑移。
[0011]圖2所示集電支桿(15)的一端固定在導(dǎo)引車架(3)上，另一端通過(guò)鉸接與集電桿(13)連接，集電支桿(15)的作用是把集電桿(13)支撐到盡可能離滑線近，以縮短集電桿
(13)觸線探臂的長(zhǎng)度，集電桿(13)在集電支桿(15)連接的鉸接點(diǎn)的一端為觸線探臂，另一端設(shè)置一個(gè)配重(14)，集電刷(11)與滑線的接觸力由彈簧(圖中為表示)控制，配重(14)僅平衡慣性力和重力。
[0012]圖3表示的是軌道⑴的一種，軌道⑴采用圓柱形面，導(dǎo)引車導(dǎo)向輪(2)在重力方向的左右兩側(cè)各一個(gè)，上方一個(gè)，前后兩組，導(dǎo)引車外側(cè)端部設(shè)置一個(gè)支撐輪(4)，與前、后上方導(dǎo)向輪(2)共同構(gòu)成在鉛垂方向的3點(diǎn)穩(wěn)定支撐，使得導(dǎo)引車在重力作用下只有沿著軌道⑴方向具有自由度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種路面加載試驗(yàn)機(jī)，其特征在于包括導(dǎo)引車、加載車輪單元、軌道(I)、驅(qū)動(dòng)加載車輪單元運(yùn)行的動(dòng)力單元(10)、產(chǎn)生加載力的加載砝碼，導(dǎo)引車的一端似單軌鐵路列車騎跨在軌道(I)上，另一端伸到被試路面上方，加載車輪單元的前端與導(dǎo)引車通過(guò)鉸鏈連接，正向行駛導(dǎo)引車在前，動(dòng)力單元(10)設(shè)置在加載車輪單元上并將動(dòng)力傳送給加載車輪單元，導(dǎo)引車無(wú)動(dòng)力，加載砝碼坐落在加載車輪單元上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路面加載試驗(yàn)機(jī)，其特征在于導(dǎo)引車伸到被試路面上方的一端由支撐輪⑷支撐在路面上，導(dǎo)引車包括導(dǎo)向輪(2)、導(dǎo)引車架(3)、滑動(dòng)鉸支座(6)、支撐輪(4)、橫移機(jī)構(gòu)(7)和集電支桿(15)，導(dǎo)引車架(3)是其他零部件的載體，導(dǎo)向輪(2)通過(guò)軸承固定在導(dǎo)引車架⑶上，導(dǎo)引車架⑶的前后各有3個(gè)導(dǎo)向輪(2)，導(dǎo)向輪⑵的踏面與軌道⑴軌面接觸，并分布在軌道⑴的內(nèi)側(cè)、上方和外側(cè)，導(dǎo)引車外側(cè)端部設(shè)置一個(gè)支撐輪(4)與前、后上方導(dǎo)向輪(2)共同構(gòu)成在鉛垂方向的3點(diǎn)穩(wěn)定支撐，橫移機(jī)構(gòu)(7)用于調(diào)節(jié)滑動(dòng)鉸支座(6)在導(dǎo)引車上垂直于軌道(I)方向的位置，以調(diào)節(jié)加載車輪單元在路面上的橫向位置，集電支桿(15)用于支撐集電桿(13)，其一端固定在加載車輪單元上，另一端通過(guò)鉸支與集電桿(13)連接，集電桿(13)為兩端懸伸中間鉸支結(jié)構(gòu)，其一端為集電刷(11)，另一端是配重(14)，集電刷(11)與供電滑線(12)貼靠接觸，集電刷(11)從供電滑線(12)上取電，配重(14)用以平衡集電刷(11)端的重量使鉸支的兩端力平衡，使集電刷(11)與供電滑線(12)的接觸僅依賴彈簧的作用力不依賴重力。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路面加載試驗(yàn)機(jī)，其特征在于加載車輪單元包括載重車架(5)、后橋(9)、加載輪(8)，載重車架(5)的前端是一個(gè)球鉸與導(dǎo)引車的滑動(dòng)鉸支座(6)連接，球鉸保證傳遞的只有力而沒(méi)有力矩，載重車架(5)是其他零部件的載體，后橋(9)通過(guò)板簧與載重車架(5)連接，加載輪(8)固定在后橋(9)的兩端，載重車架(5)上還固定動(dòng)力單元(10)、加載砝碼。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的路面加載試驗(yàn)機(jī)，其特征在于加載砝碼由箱體和箱體內(nèi)容納的物質(zhì)組成，箱體內(nèi)可以充裝液體、顆粒或塊狀固體，箱體固定在加載車輪單元上或是加載車輪單元的一個(gè)組成部分，箱體沿著被試路面的橫向以隔板分隔。
【專利摘要】進(jìn)行路面材料及路面結(jié)構(gòu)研究對(duì)公路路面進(jìn)行加載試驗(yàn)的設(shè)備，由導(dǎo)引車、加載車輪單元、軌道、驅(qū)動(dòng)加載車輪單元運(yùn)行的動(dòng)力單元、產(chǎn)生加載力的加載砝碼等組成，導(dǎo)引車的一端似單軌鐵路列車騎跨在軌道上，另一側(cè)伸到被試路面上方，加載車輪單元似集裝箱拖車其前端與導(dǎo)引車通過(guò)鉸鏈連接，正向行駛導(dǎo)引車在前，動(dòng)力單元設(shè)置在加載車輪單元上并將動(dòng)力傳送給加載車輪單元，加載砝碼坐落在加載車輪單元上，可模擬道路行駛路面上的橫向載荷，慣性質(zhì)量載荷。
【IPC分類】G01N3/36
【公開(kāi)號(hào)】CN105043906
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510516056
【發(fā)明人】劉明利
【申請(qǐng)人】機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司, 機(jī)械科學(xué)研究總院（將樂(lè)）半固態(tài)技術(shù)研究所有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日