CN104849196A - 一种沥青路面渗水系数测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青路面渗水系数测定装置及测定方法，其特征是：在带有中空腔的底座的顶部中央呈直立设置量筒，在量筒的底部设置快开阀，量筒通过开启的快开阀与底座的中空腔形成连通；在量筒的外围，呈立直均匀分布有四根等直径带刻度的排气管，各排气管的底端贯穿底座的顶面并与底座的中空腔形成连通，排气管的顶部管口高出量筒的顶部液面高度；在底座的底部设置通够与地面形成密封并能调整底座呈水平的密封调平圈。本发明用于沥青路面渗水系统测定，可以简化测试过程、提高测试精度，并保证测试数据的一致性。

Description

一种沥青路面渗水系数测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及一种路面渗水系数测定装置及其测定方法，更具体地说是一种沥青路面渗水系数测定装置及测定方法。

背景技术

路面渗水系数是衡量道路路面排水性能的关键性技术指标之一，路面渗水系数的大小关系到路面在雨天的通行安全性和路面水损害程度。

现有技术中的路面渗水测量在按规范实施的过程中存在如下问题：

一、检测装置无法检测坡度较大的路面及桥面。在遇有较大纵、横坡的沥青路面上，因坡度的存在，渗水仪放置于路表处于倾斜状态，使盛水量筒中的水面与量筒刻度间存在一夹角，造成测试误差。

二、检测装置的排气问题。排气口的排气功能难以把握，若是排气阀拧得过紧，气体无法排出导致测试过程不能正常进行；对于底座空腔来说，设置在其某一个位置上排气口可能造成气体无法排净，这一情况因无法判断而导造测量结果不准确；若是排气阀拧得过松，极可能造成测试用水通过排气阀溢出，测试失败。

三、检测装置的密封问题。在路面凸凹不平时，渗水仪底座与路面密封性不能保证同样会导致测试数据不可靠或是试验失败。

四、安装过程复杂。需要使用玻璃腻子或橡皮泥，既便如此，实际操作中仍然常有出现水从密封材料和路面间渗出的情况，一旦出现这一情况，则需要移至附近干燥路面处重新进行上操作重新安装，过程繁琐。

五、根据公路路基路面现场测试规程JTG E60-2008，在量筒测试水第一次下降进入渗水仪底座和并充满底座内空腔后，关闭开关，再向量筒中注满至“0”刻度；重新打开开关，待水面再次下降至100ml刻度时，开始计时三分钟，记录水的下降刻度，或直记录水面下降至500ml的用时，时间条件和体积条件谁先满足时即结束试验。在这一操作过程中，量筒中第一下降填充空腔的水和第二次下降的100ml水都是一标定量，以100ml的标定量来预估因需要填充整个试验系统中的空隙以及沥青路表空隙的水量，以下降100ml的预估量作为判断空气充分排出的依据，但实际测试过程中，水填充排气的体积是共同取决于底座空腔、底座与路面压装的密封环的厚度、沥青路表的空隙、以及孔隙分布等因素，显然，量筒中水下流填空排气的体积并不都是100ml，这一100ml的标定量使不同情况下的测试结果存在不一致性问题。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种沥青路面渗水系数测定装置及测定方法，以简化测试过程，提高测试精度，保证测试数据的一致性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明沥青路面渗水系数测定装置的结构特点是：

在带有中空腔的底座的顶部中央呈直立设置量筒，在所述量筒的底部设置快开阀，所述量筒通过开启的快开阀与底座的中空腔形成连通；

在所述量筒的外围，呈立直均匀分布有四根等直径带刻度的排气管，各排气管的底端贯穿底座的顶面并与底座的中空腔形成连通，排气管的顶部管口高出量筒的顶部液面高度；

在所述底座的底部设置通够与地面形成密封并能调整底座呈水平的密封调平圈；在所述量筒的上部通过支架设置有水平气泡器。

本发明沥青路面渗水系数测定装置的结构特点也在于：所述密封调平圈的结构形式是：在所述底座的底部端面上连接一圈带有风琴褶的伸缩筒，在所述伸缩筒的底部承接一圈横断面呈喇叭状的橡胶吸盘，所述橡胶吸盘中的喇叭腔通过导气管与抽气泵相连通，在所述抽气泵的气流导入口设置泄气阀，所述橡胶吸盘以其喇叭腔的底口与地面相接触，利用抽气泵的抽吸能力使得在由橡胶吸盘喇叭腔与地面共同构成的密封腔内形成负压，实现橡胶吸盘与地面的负压式密封连接；在所述伸缩筒的外周均匀分布有固定设置在底座的底部端面上的竖向调高螺栓，所述测定装置是以竖向调高螺栓在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的竖向调高螺栓的长度实现测定装置的水平调整。

本发明沥青路面渗水系数测定装置的结构特点也在于：所述密封调平圈的结构形式是：在所述底座的底部端面上承接有可上下移动的的环形挡板、在所述环形挡板中设置蜡槽，在所述蜡槽中容纳有固态蜡，并在所述固态蜡中埋置有电热丝，所述电热丝通过连接导线以及外置电源开关与外置电源相连通，利用电加热熔化固态蜡，并以重新固化的蜡在环形挡板与地面之间形成蜡封；在所述环形挡板的外周均匀分布有固定设置在底座的底部端面上的竖向调高螺栓，所述测定装置是以竖向调高螺栓在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的调高螺栓的长度实现测定装置的水平调整。

本发明沥青路面渗水系数测定装置的测量方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、在橡胶吸盘对应区域利用密封材料将路面缝隙封死抹平，利用橡胶吸盘在路表面与底座之间形成密封，并通过竖向调高螺栓使得水平气泡器中气泡居中；

步骤3、将量筒注满水后打开快开阀，水流在注入底座的中空腔的同时通过所述排气管进行排气；

步骤4、当量筒中的液面高度与排气管中的液面高度相一致时，记录如下各参数：量筒的初始液面高度V1、排气管的初始液面高度V2，此时的时刻t1，选择按如下两种方式进行读数：

方式一、自时刻t1起，每隔1分钟读出一次量筒和排气管中的液面高度值，直至测试时间达到3分钟时分别读出量筒的最终液面高度值V3和排气管的最终液面高度值V4，完成读数；则渗水系统数Cw为：Cw＝[V3－V1+4(V4-V2)]/3；

方式二、自时刻t1起，在量筒中液面下降高度达到400ml时，记录此时排气管的液面高度V4，以及时刻t2，完成读数，则渗水系统数Cw为：Cw＝[400+4(V4-V2)]/(t2－t1)；

对于方式一和方式二是按测试时间和下降高度先满足为原则。

本发明沥青路面渗水系数测定装置的测量方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、调节竖向调高螺栓使得水平气泡器中气泡居中，完成底座的调平，利用环形挡板的上下可移动性能，使环形挡板的底面与路面相接触，在环形挡板的底面与路面之间存在的局部缝隙处，使用密封材料补填缝隙；随后打开电源开关，蜡槽中固态蜡受热后熔融并从蜡槽中渗出，利用重新固化的石蜡环形挡板与路面之间形成密封；

步骤3、将量筒注满水后打开快开阀，水流在注入底座的中空腔的同时通过所述排气管进行排气；

步骤4、当量筒中的液面高度与排气管中的液面高度相一致时，记录如下各参数：量筒的初始液面高度V1、排气管的初始液面高度V2，此时的时刻t1，选择按如下两种方式进行读数：

方式一、自时刻t1起，每隔1分钟读出一次量筒和排气管中的液面高度值，直至测试时间达到3分钟时分别读出量筒的最终液面高度值V3和排气管的最终液面高度值V4，完成读数；则渗水系统数Cw为：Cw＝[V3－V1+4(V4-V2)]/3；

方式二、自时刻t1起，在量筒中液面下降高度达到400ml时，记录此时排气管的液面高度V4，以及时刻t2，完成读数，则渗水系统数Cw为：Cw＝[400+4(V4-V2)]/(t2－t1)；

对于方式一和方式二是按测试时间和下降高度先满足为原则。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明在装置四周平均合理设置排气结构，其排气顺畅充分，实现了排气无死角，以此提高了测量成功率，并保证了测试数据的准确可靠；

2、本发明测量方法以排气管与量筒液面相平作为装置底部空腔空气完全排出的标志，解决了现有技术中“以下降100ml的预估量作为判断空气充分排出的依据”所带来的在不同环境下测试结果之间存在的标定误差，减化了测量过程，保证了测试结果的一致性，提高测量精度。

3、本发明通过调整水平，使得测定装置可以适应于纵、横坡度较大的路面，并保证测量结构准确性。

4、本发明无论是采用橡胶吸盘负压密封，还是采用环形挡板进行蜡封，其测定中的安装过程简单可靠，封蜡还可以重复使用，且蜡封法减少了检测过程中画圆环形确定密封区域并涂抹密封材料的环节。

附图说明

图1为本发明测定装置外形示意图；

图2为本发明测定装置内部结构示意图；

图3为本发明测定装置中密封调平圈结构示意图；

图4为本发明测定装置中密封调平圈结构局部示意图；

图5是本发明测定装置中密封调平圈的另一结构形式示意图；

图6为本发明测定装置中密封调平圈的另一结构局部示意图；

图中标号：1量筒，2圆盘，3快开阀，4密封调平圈，4a竖向调高螺栓，4b水平气泡器，5排气管，6压重块，7底座，8中空腔，411伸缩筒，412橡胶吸盘，413喇叭腔，414抽气泵，414a抽气手柄，414b泄气阀，414c导气管，421环形挡板，422蜡槽，423外置电源，424电源开关，425连接导线。

具体实施方式

参见图、图2，本实施例中沥青路面渗水系数测定装置的结构形式是：

在带有中空腔的底座7的顶部中央呈直立设置量筒1，在量筒1的底部设置快开阀3，量筒1通过开启的快开阀3与底座7的中空腔8形成连通。

在量筒1的外围，呈立直均匀分布有四根等直径带刻度的排气管5，各排气管5由圆盘2为定位支架，各排气管5的底端贯穿底座7的顶面并与底座7的中空腔形成连通，排气管5的顶部管口高出量筒1的顶部液面高度。量筒1和排气管5上标注的刻度均为经过标定的体积刻度值，读取刻度值即为对应液面高度下的液体体积。

在底座7的底部设置通够与地面形成密封并能调整底座7呈水平的密封调平圈4；在量筒1的上部通过支架5设置有水平气泡器4b。

如图3和图4所示，本实施例中密封调平圈4的结构形式是：在底座7的底部端面上连接一圈带有风琴褶的伸缩筒411，在伸缩筒的底部承接一圈横断面呈喇叭状的橡胶吸盘412，橡胶吸盘412中的喇叭腔413通过导气管414c与抽气泵414相连通，在抽气泵414的气流导入口设置泄气阀414b，橡胶吸盘412以其喇叭腔413的底口与地面相接触，通过人工手动抽气泵414中的抽气手柄414a，利用抽气泵414的抽吸能力使得在由橡胶吸盘喇叭腔与地面共同构成的密封腔内形成负压，实现橡胶吸盘412与地面的负压式密封连接，泄气阀141a是在检测结束后使喇叭腔413中重新充入空气，便于装置的拆卸；在伸缩筒411的外周均匀分布有固定设置在底座7的底部端面上的竖向调高螺栓4a，测定装置是以在圆周上均布的三根竖向调高螺栓4a在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的竖向调高螺栓4a的长度实现测定装置的水平调整。

参见图5和图6，本实施例中密封调平圈4的结构形式是：在底座7的底部端面上承接有可上下移动的环形挡板421、在环形挡板421中设置蜡槽422，蜡槽422附于环形挡板421的外侧壁上，蜡槽422的底口有通孔，以使熔化的石蜡可以从通孔中流出，在蜡槽422中容纳有固态蜡，并在固态蜡中埋置有电热丝，电热丝通过连接导线425以及外置电源开关424与外置电源423相连通，利用电加热熔化固态蜡，并以重新固化的蜡在环形挡板421与地面之间形成蜡封；在环形挡板421的外周均匀分布有固定设置在底座7的底部端面上的竖向调高螺栓4a，测定装置是以在圆周上均布的三根竖向调高螺栓4a在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的调高螺栓的长度实现测定装置的水平调整。

测量方式实施例1：

对于图3和图4所示的密封调平圈4的结构形式，沥青路面渗水系数测定装置的测量方法是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、在橡胶吸盘412对应区域利用环形密封材料将路面缝隙封死抹平，利用橡胶吸盘413在路表面与底座7之间形成密封，并通过竖向调高螺栓4a使得水平气泡器4b中气泡居中；调整过程中，首先是将三个竖向调高螺栓4a的调整为高度最小，将橡胶吸盘412对准环形密封材料进行按压，再利用抽气泵414抽出喇叭腔413中的空气，检测无漏气后将在底座7的顶面放置压重块6，最后根据路面坡度调节对应位置上的竖向调高螺栓4a，使水平气泡4b居中。

步骤3、将量筒1注满水后打开快开阀3，水流在注入底座7的中空腔8的同时通过排气管5进行排气；

步骤4、当量筒1中的液面高度与排气管5中的液面高度相一致时，记录如下各参数：量筒1的初始液面高度V1、排气管5的初始液面高度V2，此时的时刻t1，选择按如下两种方式进行读数：

方式一、自时刻t1起，每隔1分钟读出一次量筒1和排气管2中的液面高度值，直至测试时间达到3分钟时分别读出量筒1的最终液面高度值V3和排气管5的最终液面高度值V4，完成读数；则渗水系统数Cw为：Cw＝[V3－V1+4(V4-V2)]/3；

方式二、自时刻t1起，在量筒(1)中液面下降高度达到400ml时，记录此时排气管(5)的液面高度V4，以及时刻t2，完成读数，则渗水系统数Cw为：

Cw＝[400+4(V4-V2)]/(t2－t1)；

对于方式一和方式二是按测试时间和下降高度先满足为原则。

测量方式实施例2：

对于图5和图6所示的密封调平圈4的结构形式，沥青路面渗水系数测定装置的测量方法是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、调节竖向调高螺栓4a使得水平气泡器4b中气泡居中，完成底座7的调平，利用环形挡板421的上下可移动性能，使环形挡板421的底面与路面相接触，在环形挡板421的底面与路面之间存在的局部缝隙处，使用密封材料补填缝隙；随后打开电源开关424，蜡槽422中固态蜡受热后熔融并从蜡槽422中渗出，利用重新固化的石蜡环形挡板421与路面之间形成密封；

步骤3和步骤4与实施例1相同。

具体实施中，伸缩筒411是以高弹性塑料为材质，整体可进行压缩；橡胶吸盘412是以弹性塑料为材质，可拉伸弯曲。

Claims (5)

1.一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征是：

在带有中空腔的底座(7)的顶部中央呈直立设置量筒(1)，在所述量筒(1)的底部设置快开阀(3)，所述量筒(1)通过开启的快开阀(3)与底座(7)的中空腔(8)形成连通；

在所述量筒(1)的外围，呈立直均匀分布有四根等直径带刻度的排气管(5)，各排气管(5)的底端贯穿底座(7)的顶面并与底座(7)的中空腔形成连通，排气管(5)的顶部管口高出量筒(1)的顶部液面高度；

在所述底座(7)的底部设置通够与地面形成密封并能调整底座(7)呈水平的密封调平圈(4)；在所述量筒(1)的上部通过支架(5)设置有水平气泡器(4b)。

2.根据权利要求1所述的沥青路面渗水系数测定装置，其特征是：所述密封调平圈(4)的结构形式是：在所述底座(7)的底部端面上连接一圈带有风琴褶的伸缩筒(411)，在所述伸缩筒的底部承接一圈横断面呈喇叭状的橡胶吸盘(412)，所述橡胶吸盘(412)中的喇叭腔(413)通过导气管(414c)与抽气泵(414)相连通，在所述抽气泵(414)的气流导入口设置泄气阀(414b)，所述橡胶吸盘(412)以其喇叭腔(413)的底口与地面相接触，利用抽气泵(414)的抽吸能力使得在由橡胶吸盘喇叭腔与地面共同构成的密封腔内形成负压，实现橡胶吸盘(412)与地面的负压式密封连接；在所述伸缩筒(411)的外周均匀分布有固定设置在底座(7)的底部端面上的竖向调高螺栓(4a)，所述测定装置是以竖向调高螺栓(4a)在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的竖向调高螺栓(4a)的长度实现测定装置的水平调整。

3.根据权利要求1所述的沥青路面渗水系数测定装置，其特征是：所述密封调平圈(4)的结构形式是：在所述底座(7)的底部端面上承接有可上下移动的的环形挡板(421)、在所述环形挡板(421)中设置蜡槽(422)，在所述蜡槽(422)中容纳有固态蜡，并在所述固态蜡中埋置有电热丝，所述电热丝通过连接导线(425)以及外置电源开关(424)与外置电源(423)相连通，利用电加热熔化固态蜡，并以重新固化的蜡在环形挡板(421)与地面之间形成蜡封；在所述环形挡板(421)的外周均匀分布有固定设置在底座(7)的底部端面上的竖向调高螺栓(4a)，所述测定装置是以竖向调高螺栓(4a)在地面上进行支承，调整不同圆周位置上的调高螺栓的长度实现测定装置的水平调整。

4.一种权利要求2所述的沥青路面渗水系数测定装置的测量方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、在橡胶吸盘(412)对应区域利用密封材料将路面缝隙封死抹平，利用橡胶吸盘(412)在路表面与底座(7)之间形成密封，并通过竖向调高螺栓(4a)使得水平气泡器(4b)中气泡居中；

步骤3、将量筒(1)注满水后打开快开阀(3)，水流在注入底座(7)的中空腔(8)的同时通过所述排气管(5)进行排气；

步骤4、当量筒(1)中的液面高度与排气管(5)中的液面高度相一致时，记录如下各参数：量筒(1)的初始液面高度V1、排气管(5)的初始液面高度V2，此时的时刻t1，选择按如下两种方式进行读数：

方式一、自时刻t1起，每隔1分钟读出一次量筒(1)和排气管(2)中的液面高度值，直至测试时间达到3分钟时分别读出量筒(1)的最终液面高度值V3和排气管(5)的最终液面高度值V4，完成读数；则渗水系统数Cw为：Cw＝[V3－V1+4(V4-V2)]/3；

方式二、自时刻t1起，在量筒(1)中液面下降高度达到400ml时，记录此时排气管(5)的液面高度V4，以及时刻t2，完成读数，则渗水系统数Cw为：Cw＝[400+4(V4-V2)]/(t2－t1)；

对于方式一和方式二是按测试时间和下降高度先满足为原则。

5.一种权利要求3所述的沥青路面渗水系数测定装置的测量方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤1、在路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙中的灰尘，放置测定装置；

步骤2、调节竖向调高螺栓(4a)使得水平气泡器(4b)中气泡居中，完成底座(7)的调平，利用环形挡板(421)的上下可移动性能，使环形挡板(421)的底面与路面相接触，在环形挡板(421)的底面与路面之间存在的局部缝隙处，使用密封材料补填缝隙；随后打开电源开关(424)，蜡槽(422)中固态蜡受热后熔融并从蜡槽(422)中渗出，利用重新固化的石蜡环形挡板(421)与路面之间形成密封；

步骤3、将量筒(1)注满水后打开快开阀(3)，水流在注入底座(7)的中空腔(8)的同时通过所述排气管(5)进行排气；

步骤4、当量筒(1)中的液面高度与排气管(5)中的液面高度相一致时，记录如下各参数：量筒(1)的初始液面高度V1、排气管(5)的初始液面高度V2，此时的时刻t1，选择按如下两种方式进行读数：

方式一、自时刻t1起，每隔1分钟读出一次量筒(1)和排气管(2)中的液面高度值，直至测试时间达到3分钟时分别读出量筒(1)的最终液面高度值V3和排气管(5)的最终液面高度值V4，完成读数；则渗水系统数Cw为：Cw＝[V3－V1+4(V4-V2)]/3；

方式二、自时刻t1起，在量筒(1)中液面下降高度达到400ml时，记录此时排气管(5)的液面高度V4，以及时刻t2，完成读数，则渗水系统数Cw为：Cw＝[400+4(V4-V2)]/(t2－t1)；

对于方式一和方式二是按测试时间和下降高度先满足为原则。