關(guān)于路面動水沖刷作用的室內(nèi)模擬,國內(nèi)外已開展了相關(guān)研究,以及長安大學(xué)提出的利用MTS試驗機的沖刷試驗裝置,然而這些裝置均用來評價基層材料的抗沖刷性能且存在一定的缺陷。
混凝土抗沖刷試驗機是通過MTS壓頭帶動活塞在沖刷桶內(nèi)上下移動,實現(xiàn)對試件底部和頂部的水加壓,模擬路面水的壓入和泵吸作用,此裝置的逆向沖刷過程由試件上下表面的水壓差實現(xiàn),與實際路面產(chǎn)生泵吸現(xiàn)象的原理不同,并且沖刷過程中試件側(cè)壁與沖刷桶之間容易漏水。
混凝土抗沖刷試驗機通過電機帶動曲柄使活塞在水缸內(nèi)往返運動,實現(xiàn)動水壓力對試件的反復(fù)沖刷,但需要借助MTS試驗機,屬大型平臺試驗儀器,不利于推廣,且每次只能對1個試件沖刷,效率偏低。姜旺恒研制的氣動式動水壓力發(fā)生裝置通過空壓機和真空泵提供水面上方正負壓,但需經(jīng)常打開裝置加水,噪音大且不能連續(xù)沖刷。王超采用高壓清洗機和高壓水槍模擬動水對瀝青混合料的沖刷,但其水壓力和沖刷頻率不能控制。
為了較真實地模擬實際瀝青路面所受到的動水沖刷作用,筆者所在的課題組在前人研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計開發(fā)了新型動水沖刷試驗裝置。該系統(tǒng)主要由加壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)、試驗系統(tǒng)4個部分組成,混凝土抗沖刷試驗機具有以下特點:①通過高壓水泵和穩(wěn)壓及控制系統(tǒng)提供大小、頻率可調(diào)的高壓動水,通過壓縮氣體的膨脹實現(xiàn)動水對材料的逆向沖刷;②裝置溫度可控,可研究不同溫度下各種材料(半剛性材料、瀝青混合料)的抗沖刷性能,而不僅僅局限于基層材料或者面層材料;③裝置結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,無需借助大型試驗機平臺,便于推廣,混凝土抗沖刷試驗機并且可同時開展多個試件的平行試驗,試驗效率高。