专利名称：风积沙路基大比例动态模型的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模型，具体涉及一种用于测试风积沙路基动力特性的试验 模型。
背景技术：
现场试验是研究路基动态特征的基本手段，为研究路基的动态特征提供第一手 资料，很多国家都通过现场试验来研究路基的动态特征。如日本研究者对路基动应力和 下沉进行了试验，德国队具有不同刚度的路基进行了轮载试验，国内很多专家也通过现 场试验对路基的动态特征进行了一系列的研究。但是室内试验才是研究路基动态特征的最有效方法。现场试验虽然是最直接 的，但是有很多局限性。影响路基动态特征的因素很多，例如，行车速度、轴重、路基 填土性质等，若都通过现场试验来一一研究是不可行的。但是目前很多室内试验采用的 模型仅仅是采用路基填料制作而成的一个很小的扰动样，存在着尺寸效应的影响，试验 数据并不准备准确，而且无法进行模拟车辆荷载对路基的作用的试验。

实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种风积沙路基大比例动态模型，该 模型结构完备，可以模拟测试车辆荷载对路基的作用，能考虑更多因素对路基动态特征 的影响，能更深入更广泛的研究路基的动态特征。为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽、模型路基、混凝土浙青 路面和混凝土浙青路基础，其中模型路基安放在模型槽底面之上，模型路基由边坡和路 基组成，在模型路基的路基之上是混凝土浙青路面基础，紧贴混凝土浙青路面基础之上 为混凝土浙青路面，在所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面都安装有至少一个 测试传感器。所述的混凝土浙青路面上在荷载作用位置处还设置有钢板。所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面分别安装有两个测试传感器。所述的模型槽高2.1米、宽1.2米、长3.21米。所述的测试传感器排列为两列。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是有效的分析了在车辆荷载重复作 用下，路基的动应力、弹性变形及永久变形的变化规律，并且提出了风积沙路基塑性应 变与重复荷载作用次数之间符合ε Ρ(Ν) = ε p(l)+SlogN这种半对数模式，为高速公路风 积沙路基的设计提供了保证。

图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步阐述。如图1所示，一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽4、模型路 基3、混凝土浙青路面1和混凝土浙青路面基础2，其中模型路基3安放在模型槽4底面 之上，模型路基3由边坡31和路基组成，在模型路基3之上是混凝土浙青路面基础2， 紧贴混凝土浙青路面基础2之上为混凝土浙青路面1，在所述的模型路基3的表面、路基 中部、路基底面都分别安装有二个测试传感器6。而且这六个测试传感器6整齐排列为 两列。所述的混凝土浙青路面1上在荷载作用位置处还设置有钢板5，用于模拟车轮作 用，其面积与车轮作用面积相当。模型槽4高2.1米、宽1.2米、长3.21米。模型路基 高1.32米，混凝土浙青路面和基层厚度分别为20cm和58cm，当然我们也可以根据需要 设计各个组成部分的厚弃和其他参数。下面再来详细叙述本实新型的加工方法其使用介绍。模型路基3的填料我们可以选用现场运来的风积沙，当模型槽内路基填筑高度 分别达到30cm、60cm、90cm、100cm、132cm时，进行夯实，然后选取两个不同的位置 用灌砂法测试压实度，保证所有测试位置的压实度都达到设计压实度96%，为了保证压 实质量，当填筑高度达到60cm、IOOcm和132cm时，都进行了 k30试验。浙青混凝土路面1直接由浙青混凝土生产厂家生产和施工，为了保证底基层的 强度在10天内达到要求的强度，用水泥代替了粉煤灰。经过对多个水泥试样在不同天数 的单轴强度实验结果进行分析，基层的强度在10天内基本达到了设计要求，证明用水泥 代替粉煤灰是可行的。为防止边坡31在试验过程中发生滑移，确保路基稳定，应对风积沙路基边坡进 行防护。在试验中，采用木板来模拟粘土包边材料。测试传感器6分别埋设于路基表面、路基中部、路基底面，试验测试了动应 力、弹性变形和永久变形。动应力使用BY-2型土压力盒，量程为0.5MPa;动变形的测 试采用在模型中预先布置沉降板，由电涡流位移传感器测量沉降板的竖向动变形；累计 沉降的测试，为了保证实测累计沉降的稳定性，在路基面安装了两个实测路基面永久位 移的千分表，在约定的振动次数下，由人工读取累计沉降，见图1 一共选择了六个测试 位置，当然我们测试位置也可以根据需要放在其他地点。试验中，采用电动伺服激振装 置进行加载，最大轴重采用14吨，与重型运煤车量的轴重一致。根据规范，计算出车辆 行驶过程中轮胎与路面的接触面积的当量圆直径为213mm，，用等面积的钢板5代替， 通过加载装置将荷载作用的钢板5上，然后传递给路面及路基。加载频率设定为3赫兹， 这个频率与车辆每小时行驶100公里的频率一致，重复加载100万次。分别在加载到第 10次、1000次、100000次、500000次和1000000次时，通过数据采集系统读取各个传感 器的试验数据。
权利要求1.一种风积沙路基大比例动态模型，其特征在于该模型包括模型槽(4)、模型路基(3)、混凝土浙青路面(1)和混凝土浙青路面基础(2)，其中模型路基(3)安放在模型槽(4)底面之上，模型路基(3)由边坡和路基组成，在模型路基(3)的路基之上是混凝土浙 青路面基础(2)，紧贴混凝土浙青路面基础(2)之上为混凝土浙青路面(1)，在所述的模 型路基(3)的表面、路基中部、路基底面分别安装有至少一个测试传感器(6)。
2.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于所述的混凝土 浙青路面(1)上在荷载作用位置处还设置有钢板(5)。
3.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于所述的模型路 基(3)的表面、路基中部、路基底面分别安装有两个测试传感器(6)。
4.根据权利要求1所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于所述的模型槽 (4)高2.1米、宽1.2米、长3.21米。
5.根据权利要求3所述的风积沙路基大比例动态模型，其特征在于所述的测试传 感器(6)排列为两列。
专利摘要本实用新型公开了一种风积沙路基大比例动态模型，该模型包括模型槽、模型路基、混凝土沥青路面和混凝土沥青路面基础，其中模型路基安放在模型槽底面之上，模型路基由边坡和路基组成，在模型路基的路基之上是混凝土沥青路面基础，紧贴混凝土沥青路基础之上为混凝土沥青路面，在所述的模型路基的表面、路基中部、路基底面都安装有至少一个测试传感器。本实用新型的有益效果是有效的分析了在车辆荷载重复作用下，路基的动应力、弹性变形及永久变形的变化规律，并且提出了风积沙路基塑性应变与重复荷载作用次数之间符合εp(N)＝εp(1)+SlogN这种半对数模式，为高速公路风积沙路基的设计提供了保证。
文档编号G01N3/32GK201803714SQ201020557030
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者全孝, 唐开富, 张建经, 肖均, 马涛, 黄俊文 申请人:中铁二局股份有限公司