CN106990009A - 公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置及评价方法，包括固定部件、可移动部件和驱动部件：其中固定部件包括基座、夹具、显示屏、双L型支架与凹型导轨，夹具与支架垂直并固定于基座上；可移动部件包括动力偏心轮、传动杆、横杆与调节滑杆，其中调节滑杆为一根底部固定有磨耗片的竖向升降杆，与横杆通过互通式凹槽连接，横杆上设置有六角螺栓且两端设置有滚轮，传动杆与调节滑杆通过竖铰连接；驱动部件包括电机、电源按钮与插头，电机设于两支架间，经转动轴与动力偏心轮连接；本发明采用磨耗片在试件表面来回摩擦模拟路面行车的磨耗作用，通过测量试验前后试件表面接触角大小，以评价路面抗凝冰功能层表面疏水性能的衰减过程。

Description

公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置及评价方法

技术领域

本发明涉及道路交通路面功能层测试技术领域，特别地，涉及公路路面抗凝 冰功能层表面加速磨耗试验装置及评价方法。

背景技术

随着社会的飞速发展，各种交通方式也在不断发展，特别是中国现代公路科 学技术取得了巨大的进步，各种路面结构也更具功能化。一些咽喉位置，如：匝 道、桥梁以及交叉口等，这些位置受自然条件影响比较大，在阴冷潮湿雨雪多的 环境下容易发生结冰现象且除冰不易，从而导致路面湿滑、路面通行能力下降， 大大地增加了交通事故的发生率。因此针对这一现象，可模仿荷叶表面的疏水性 和自清洁性，设计出一种具有抗凝冰功能的路面，并同时将抗凝冰路面设计与疏 水性材料涂覆设计相结合，得到一种路面抗凝冰功能层。将这种抗凝冰功能层应 用于公路路面上，不仅能有效提高路面的抗凝冰性能，还能将提前预防与事后处 治两者相结合，极大地解决了一些低温潮湿地区除冰难的工程问题，是一种特别 可行、较好并且有效的技术方法。

将抗凝冰功能层应用于道路工程中，虽能有效地改善路面的抗凝冰性能，但 在实际使用过程中尚存在一些不足。路面抗凝冰功能层表面在行车的反复磨耗作 用下，其疏水性能会逐级衰减，进而影响路面的抗凝冰功能。目前，针对公路路 面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置涉及较少，因此设计出公路路面抗凝冰功 能层表面加速磨耗试验装置，对于如何进一步研究路面抗凝冰功能层表面的抗凝 冰性能，可提供新视角和一些较好的参考价值。

针对路面抗凝冰功能层的抗凝冰性能，本申请提供公路路面抗凝冰功能层表 面加速磨耗试验装置，通过磨耗片模拟道路上行车的反复磨耗作用，而进行路面 抗凝冰功能层表面的加速磨耗试验及评价其表面疏水性能。本装置是通过测量加 速磨耗试验前后试件表面接触角大小，以评价路面抗凝冰功能层表面疏水性能的 衰减过程。

发明内容

本发明的目的在于提供公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置及评 价方法，以解决技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装 置，包括固定部件、可移动部件和驱动部件；

所述固定部件包括基座、夹具、显示屏、双L型支架与凹形导轨，夹具与 支架垂直并固定于基座上；

所述可移动部件包括动力偏心轮、传动杆、横杆与调节滑杆，其中调节滑杆 为一根底部固定有磨耗片的竖向升降杆，与横杆通过互通式凹槽连接，横杆上设 置有六角螺栓且两端设置有滚轮，传动杆与调节滑杆通过竖铰连接；

所述驱动部件包括电机、电源按钮与插头，电源按钮设于基座边缘，电机设 于两支架间，经转动轴与动力偏心轮相接。

优选的，所述动力偏心轮一面经所述转动轴与所述电机连接，另一面与所述 传动杆的一端通过轴承连接，所述电机可带动所述动力偏心轮转动，所述调节滑 杆与所述传动杆连接，所述磨耗片经所述动力偏心轮的转动可在试件表面来回摩 擦。

优选的，所述传动杆的一端与所述动力偏心轮通过轴承连接，另一端则与所 述调节滑杆通过竖铰连接，所述传动杆可在一定范围内于铰接处沿所述调节滑杆 竖向旋转。

优选的，在所述固定部件的横向支架内侧分别设有所述凹型导轨，所述滚轮 设置于所述横杆两端且位于所述凹型导轨上，所述滚轮的材质为尼龙PA66，所 述横杆经所述传动杆可沿所述凹型导轨往返滑动。

优选的，所述互通式凹槽设置于所述调节滑杆的三个侧面上，所述横杆穿过 所述互通式凹槽与所述调节滑杆相连，所述调节滑杆可根据试件尺寸大小沿所述 横杆上下移动，再经所述六角螺栓固定。

优选的，所述磨耗片的材质为橡胶和炭黑的复合材料，其材质与路面上行车 车轮的材质相同，可模拟路面上行车的反复磨耗作用。

本发明还提供了公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置的评价方法， 包括以下步骤：

A、首先制备多组抗凝冰试件，试件规格形状可为长方体、立方体，但试件 规格大小并不仅限于本方法具体实施例中说明的规格大小，可因实际需要改用其 它大小规格；

B、将试件放置于基座上的左、右夹具之间，再调节右夹具一端的螺栓固定 试件；

C、将调节滑杆向下移动至其底部固定的磨耗片刚好接触试件表面，再调节 横杆上的六角螺栓将其固定；

D、按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，观察显示屏，磨耗片 来回摩擦一次，显示屏上显示摩擦次数为1次；

E、对所制备好的抗凝冰试件进行试验，试验前先测量其试件表面的接触角 大小θ₀，之后按照步骤B、C、D中所述方法进行试验，当显示屏显示摩擦次数 为10次时，关闭电源，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小，相应测量 结果记录在表格中；

F、将步骤E中试验后的试件再一次按照步骤B、C、D中所述方法进行试 验，在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出该试 件，测量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录，记录时需一一对应；

G、试验结束后，将所得数据按照如下计算公式计算试件表面疏水性能的衰 减率：

其中，θ₀为试验前试件表面接触角大小，θ_i为试验后试件表面接触角大小， K_h为抗凝冰试件表面疏水性能的衰减率。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明结构简单，移动方便，操作性强；

2、本发明用于固定试件的右夹具可沿基座上的滑槽移动，调节滑杆可沿横 杆上下自由移动，使得本发明可测定不同规格的抗凝冰试件；

3、本发明中磨耗片可提供一个稳定而均匀的反复磨耗作用，进而为抗凝冰 试件表面加速磨耗试验提供一个较好的环境；

4、本发明中磨耗片材质为橡胶和炭黑的复合材料，其材质与路面上车辆轮 胎的材质相同，可模拟路面上行车的反复磨耗作用，为改善路面抗凝冰功能层表 面的抗凝冰性能提供了一个较好的参考价值；

5、本发明中横杆两端设置有的滚轮材质为尼龙PA66，其材质坚硬、刚性好， 具有很好的抗磨损、抗摩擦及自润滑性能，进而提高了滚轮的使用性能和寿命。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和 优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意 性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的磨耗片位于试件端部的状态示意图；

图3为本发明的正视示意图；

图4为本发明的俯视示意图；

图5为本发明的右视示意图；

图6为本发明可移动部件结构示意图；

图7为本发明凹型导轨示意图。

其中，1、基座垫，2、基座，3、电源按钮，4、左夹具，5、右夹具，6、螺 栓(固定试件)，7、试件，8、显示屏，9、动力偏心轮，10、支架，11、调节滑 杆，12、磨耗片，13、插头，14、滑槽，15、六角螺栓(固定调节滑杆与横杆)， 16、传动杆，17、电机，18、转动轴，19、横杆，20、滚轮，21、互通式凹槽， 22、凹型导轨。

具体实施方式

以下结合附图对本发明专利的实施例进行详细说明，但是本发明专利可以根 据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图6，本发明是针对公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验而 开发的一种新型试验装置。其外形为长方形试验装置，分镀锌基座和不锈钢支架， 将试件置于左、右夹具之间，通过磨耗片在试件表面来回摩擦模拟路面上行车的 反复磨耗作用。

公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，包括固定部件、可移动部件 和驱动部件；

所述固定部件包括基座2、夹具(4和5)、显示屏8、双L型支架10与凹 形导轨22，所述夹具(4和5)与所述支架10垂直并固定于所述基座2上，基 座2和支架10可为一个整体。支架10为电机17的存在提供了一个场所，基座 2对试件7起到了底部支撑作用。

所述可移动部件包括动力偏心轮9、传动杆16、横杆19、调节滑杆11，其 中所述调节滑杆11为一根底部固定有磨耗片12的竖向升降杆，与所述横杆19 通过互通式凹槽21连接，所述横杆19上设置了六角螺栓15且两端设置有滚轮 20，所述传动杆16与所述调节滑杆11通过竖铰连接。

所述驱动部件包括电机17、电源按钮3与插头13，所述电源按钮3设于基 座2边缘，所述电机17设于两支架10间，经转动轴18与动力偏心轮9相接。

优选的，所述动力偏心轮9一面经所述转动轴18与所述电机17连接，另一 面与所述传动杆16的一端通过轴承连接。所述电机17可带动所述动力偏心轮9 转动，所述调节滑杆11与所述传动杆16连接。所述磨耗片12经所述动力偏心 轮9的转动可在试件表面来回摩擦，在试件7表面提供了一个稳定而均匀的磨耗 作用。

进一步地，所述传动杆16的一端与所述动力偏心轮9通过轴承连接，另一 端与所述调节滑杆11通过竖铰连接，所述传动杆16可在一定范围内于铰接处沿 所述调节滑杆11竖向旋转。

在所述固定部件的横向支架10内侧分别设有所述凹型导轨22，所述滚轮20 设置于所述横杆19两端且位于所述凹型导轨22上，所述滚轮20的材质为尼龙 PA66，所述横杆19经所述传动杆16可沿所述凹型导轨22往返滑动。

所述互通式凹槽21设置于所述调节滑杆11的三个侧面上，所述横杆19穿 过所述互通式凹槽21与所述调节滑杆11相连，所述调节滑杆11可根据试件尺 寸大小沿所述横杆19移动，再经所述六角螺栓15固定。这种方式增加了被测试 试件7的规格大小范围。

所述磨耗片12的材质为橡胶和炭黑的复合材料，其材质与路面上车辆轮胎 的材质相同，可模拟路面上行车的反复磨耗作用。

本发明还公开了公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置的评价方法， 包括以下步骤：

A、首先制备多组抗凝冰试件，试件规格形状可为长方体、立方体，但试件 规格大小并不仅限于本方法具体实施例中说明的规格大小，可因实际需要改用其 它大小规格；

B、将试件放置于基座上的左、右夹具之间，再调节右夹具一端的螺栓固定 试件；

C、将调节滑杆向下移动至其底部固定的磨耗片刚好接触试件表面，再调节 横杆上的六角螺栓将其固定；

D、按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，观察显示屏，磨耗片 来回摩擦一次，显示屏上显示摩擦次数为1次；

E、对所制备好的抗凝冰试件进行试验，试验前先测量其试件表面的接触角 大小θ₀，之后按照步骤B、C、D中所述方法进行试验，当显示屏显示摩擦次数 为10次时，关闭电源，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小，相应测量 结果记录在表格中；

F、将步骤E中试验后的试件再一次按照步骤B、C、D中所述方法进行试 验，在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出该试 件，测量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录，记录时需一一对应；

G、试验结束后，将所得数据按照如下计算公式计算试件表面疏水性能的衰 减率：

其中，θ₀为试验前试件表面接触角大小，θ_i为试验后试件表面接触角大小， K_h为抗凝冰试件表面疏水性能的衰减率。

具体的测试方法可参见以下实施例。

实施例1：

水泥路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备水泥混凝土抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到水泥混凝土试件的制作材料中，按照标准的制作方法 制成150mm×150mm×150mm的立方体试件，在标准养护条件(温度20℃±2℃， 相对湿度95％以上)下养护，试件养护至27d龄期从养护地点取出。

②擦干试件表面水分放在室内空气中自然干燥12h，再放入60℃±5℃烘箱 中，烘12h至恒重。

③清除试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油类物质与其他外加剂 混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到水泥混凝土抗凝冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

实施例2：

水泥路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备水泥混凝土抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到水泥混凝土试件的制作材料中，按照标准的制作方法 制成150mm×150mm×150mm的立方体试件，在标准养护条件(温度20℃±2℃， 相对湿度95％以上)下养护，试件养护至27d龄期从养护地点取出。

②擦干试件表面水分放在室内空气中自然干燥12h，再放入60℃±5℃烘箱 中，烘12h至恒重。

③清除试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油类物质与其他外加剂 混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到水泥混凝土抗凝冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

实施例3：

水泥路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备水泥混凝土抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到水泥混凝土试件的制作材料中，按照标准的制作方法 制成150mm×150mm×150mm的立方体试件，在标准养护条件(温度20℃±2℃， 相对湿度95％以上)下养护，试件养护至27d龄期从养护地点取出。

②擦干试件表面水分放在室内空气中自然干燥12h，再放入60℃±5℃烘箱 中，烘12h至恒重。

③清除试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油类物质与其他外加剂 混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到水泥混凝土抗凝冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

实施例4：

沥青路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备沥青混合料抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到沥青混合料中，按照标准方法制成 150mm×150mm×50mm长方体沥青混合料试件。

②清除制作好的沥青混合料试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油 类物质与其他外加剂混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到沥青混合料抗凝 冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

实施例5：

沥青路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备沥青混合料抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到沥青混合料中，按照标准方法制成 150mm×150mm×50mm长方体沥青混合料试件。

②清除制作好的沥青混合料试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油 类物质与其他外加剂混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到沥青混合料抗凝 冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

实施例6：

沥青路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验

1)制备沥青混合料抗凝冰试件若干个，具体制作方法如下；

①将抗凝冰材料掺入到沥青混合料中，按照标准方法制成 150mm×150mm×50mm长方体沥青混合料试件。

②清除制作好的沥青混合料试件表面灰尘，在其表面涂覆一层由疏水性硅油 类物质与其他外加剂混合配制而成的一种特殊材料，经养护得到沥青混合料抗凝 冰试件。

2)试验前先测量抗凝冰试件表面接触角大小，即试件表面初始接触角，将 其记为θ₀；

3)对所制备好的抗凝冰试件进行试验，将其放置于左、右夹具之间，调节 右夹具上的螺栓，固定于基座上，再通过横杆上的六角螺栓，将调节滑杆底部固 定有的磨耗片调至刚好接触试件表面；

4)按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，当显示屏上显示摩擦 次数为10次时，关闭电源按钮，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小， 相应测量结果记录在表格中；

5)将步骤4)中试验后的试件再一次按照步骤3)、4)中所述方法进行试验， 在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出试件，测 量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录。

各组数据及计算结果如下表：

其中，1、接触角小于90°，表面润湿或部分润湿；

2、接触角大于90°，表面不润湿；

3、接触角等于180°，表面完全不润湿；

通过表格数据可知，在反复磨耗作用下抗凝冰试件表面接触角大小会随着磨 耗作用次数的增加而逐渐降低，但最低值不低于90°。并且随着磨耗作用次数的 增加，磨耗作用次数达到100之后，其试件表面疏水性能的衰减速率变得较迟缓。 因此，路面抗凝冰功能层表面的疏水性能，会随着路面行车的磨耗作用次数的增 加而逐级衰减，但其抗凝冰性能并不会完全消失。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域 的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，包括固定部件、可移动部件和驱动部件；

所述固定部件包括基座、夹具、显示屏、双L型支架与凹形导轨，夹具与支架垂直并固定于基座上；

所述可移动部件包括动力偏心轮、传动杆、横杆与调节滑杆，其中调节滑杆为一根底部固定有磨耗片的竖向升降杆，与横杆通过互通式凹槽连接，横杆上设置有六角螺栓且两端设置有滚轮，传动杆与调节滑杆通过竖铰连接；

所述驱动部件包括电机、电源按钮与插头，电源按钮设于基座边缘，电机设于两支架间，经转动轴与动力偏心轮相接。

2.根据权利要求1所述的公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，所述动力偏心轮一面经所述转动轴与所述电机连接，另一面与所述传动杆的一端通过轴承连接，所述电机可带动所述动力偏心轮转动，所述调节滑杆与所述传动杆连接，所述磨耗片经所述动力偏心轮的转动可在试件表面来回摩擦。

3.根据权利要求1所述的公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，所述传动杆的一端与所述动力偏心轮通过轴承连接，另一端则与所述调节滑杆通过竖铰连接，所述传动杆可在一定范围内于铰接处沿所述调节滑杆竖向旋转。

4.根据权利要求1所述的公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，在所述固定部件的横向支架内侧分别设有所述凹型导轨，所述滚轮设置于所述横杆两端且位于所述凹型导轨上，所述滚轮的材质为尼龙PA66，所述横杆经所述传动杆可沿所述凹型导轨往返滑动。

5.根据权利要求1所述的公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，所述互通式凹槽设置于所述调节滑杆的三个侧面上，所述横杆穿过所述互通式凹槽与所述调节滑杆相连，所述调节滑杆可根据试件尺寸大小沿所述横杆上下移动，再经所述六角螺栓固定。

6.根据权利要求1所述的公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置，其特征在于，所述磨耗片的材质为橡胶和炭黑的复合材料，其材质与路面上行车车轮的材质相同，可模拟路面上行车的反复磨耗作用。

7.公路路面抗凝冰功能层表面加速磨耗试验装置的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、首先制备多组抗凝冰试件，试件规格形状可为长方体、立方体，但试件规格大小并不仅限于本方法具体实施例中说明的规格大小，可因实际需要改用其它大小规格；

B、将试件放置于基座上的左、右夹具之间，再调节右夹具一端的螺栓固定试件；

C、将调节滑杆向下移动至其底部固定的磨耗片刚好接触试件表面，再调节横杆上的六角螺栓将其固定；

D、按下电源按钮，磨耗片开始在试件表面来回摩擦，观察显示屏，磨耗片来回摩擦一次，显示屏上显示摩擦次数为1次；

E、对所制备好的抗凝冰试件进行试验，试验前先测量其试件表面的接触角大小θ₀，之后按照步骤B、C、D中所述方法进行试验，当显示屏显示摩擦次数为10次时，关闭电源，取出试件并测量该试件表面的接触角θ₁大小，相应测量结果记录在表格中；

F、将步骤E中试验后的试件再一次按照步骤B、C、D中所述方法进行试验，在摩擦次数分别为20、50、100、200、500、1000以及1500时，取出该试件，测量其相应次数的试件表面接触角θ_i大小并记录，记录时需一一对应；

G、试验结束后，将所得数据按照如下计算公式计算试件表面疏水性能的衰减率：

$K_h=\frac{{\mathrm{\θ}}_0-{\mathrm{\θ}}_i}{{\mathrm{\θ}}_0}\×100\%$

其中，θ₀为试验前试件表面接触角大小，θ_i为试验后试件表面接触角大小，K_h为抗凝冰试件表面疏水性能的衰减率。