CN105651664A - 一种自动测量路面渗水系数的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动测量路面渗水系数的方法及装置，所述方法包括：在盛水量筒底部安装具有水压采集装置的储水池；将所述储水池与具有腔体的底座连通，并将所述底座与待测路面进行水密封处理，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道；在测试待测路面的渗水系数期间，利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数；利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。本发明实现了全自动化检测路面渗水系数、不需要人员干涉，检测结果准确可靠，且相对稳定，整个装置结构简单，操作方便。

Description

一种自动测量路面渗水系数的方法及装置

技术领域

本发明涉及路面性能检测技术领域，特别涉及一种应用于沥青混合料路面的渗水性能检测技术。

背景技术

沥青路面渗水性能是反映路面沥青混合料级配组成的一个间接指标，也是沥青路面水稳定性的一个重要指标。按照我国规范要求，沥青路面的渗水性能采用渗水系数表示，渗水系数指标对于提高沥青路面的施工质量、衡量沥青路面通行状况、预防沥青路面水损害、进行合理的路面养护有着重要意义。

目前渗水系数的测量方法为传统渗水仪量筒水量下降100ml时，立即开动秒表，每隔60s，读记仪器管的刻度一次，至水面下降500ml为止。若水面下降很慢，测得3min的渗水量即可停止。这已经不能满足快速渗水路面的渗水性能的检测了。在快速渗水路面上水量下降由100ml到水量下降到500ml时耗时已经接近3.1s，靠试验人员观测计时已经不太现实。换句话说，现有的路面渗水仪在测量过程中，所有读记步骤均为人为操作，难免存在着误差。

目前渗水系数的测量方法是先用水密封材料在被测位置按照规范要求尺寸平铺出一个环形密封环，再将渗水仪放置在密封环之上并要求渗水仪底盘中心与密封环中心吻合。这种操作使试验人员很难实现两个中心的准确对中，由此引发渗水面积的不准确，导致试验结果渗水系数的误差过大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动测量路面渗水系数的方法及装置，能更好地解决路面渗水系数测量不准确的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种自动测量路面渗水系数的方法，包括：

在盛水量筒底部安装具有水压采集装置的储水池；

将所述储水池与具有腔体的底座连通，并将所述底座与待测路面进行水密封处理，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道；

在测试待测路面的渗水系数期间，利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数；

利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

优选地，所述的将所述底座与待测路面进行水密封处理的步骤包括：

在所述底座的底部设置密封材料预置环槽；

在所述密封材料预置环槽中安装用来挤压密封材料的密封材料压环；

在所述底座的顶部安装与所述密封材料压环相连的密封材料压环手柄环；

在所述密封材料预置环槽中预先放置水密封材料；

通过对所述密封材料压环手柄环施加压力，使所述密封材料压环挤压预先放置在所述密封材料预置环槽中的水密封材料，从而将底座与待测路面进行水密封。

优选地，所述的利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数的步骤包括：

利用水管和电磁阀连通所述储水池与底座的腔体；

通过开启电磁阀，启动对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作启动时的第一水压参数；

在预设的渗水时间到达时，通过关闭电磁阀，停止对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作停止时的第二水压参数。

优选地，所述的利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数的步骤包括：

对所述第一水压参数进行数据处理，得到渗水操作启动时的第一水位；

对所采第二水压参数进行数据处理，得到渗水操作停止时的第二水位；

利用所述第一水位、第二水位、预设的渗水时间，得到被测路面的渗水系数。

优选地，还包括：

在所述底座上安装密封套筒；

在所述密封套筒侧面安装排气阀；

通过气体导管将所述底座的腔体与所述排气阀连通，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。

根据本发明的另一方面，提供了一种自动测量路面渗水系数的装置，包括：

盛水量筒；

具有过水孔的储水池，安装在所述盛水量筒的底部；

具有腔体的底座，其腔体通过连接组件与所述储水池的过水孔连通，用来在与待测路面进行水密封处理后，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道；

水压采集装置，安装在所述储水池内，用来在测试待测路面的渗水系数期间，采集不同时刻的水压参数；

数据处理装置，用来利用所述水压采集装置所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

优选地，所述底座包括：

密封材料预置环槽，设置在所述底座的底部，用来预先放置水密封材料；

密封材料压环，安装在所述密封材料预置环槽内，用来挤压密封材料；

密封材料压环手柄环，安装在所述底座的顶部，且与所述密封材料压环相连；

其中，通过对所述密封材料压环手柄环施加压力，使所述密封材料压环挤压预先放置在所述密封材料预置环槽中的水密封材料，从而将底座与待测路面进行水密封。

优选地，所述连接组件包括：

水管，连接所述储水池的过水孔；

电磁阀，固定在所述底座的腔体上，并与所述水管连接；

其中，当所述电磁阀开启时，所述水压采集装置采集所述电磁阀开始时的第一水压参数，当预设的渗水时间到达，且所述电磁阀关闭时，所述水压采集装置采集所述电磁阀关闭时的第二水压参数。

优选地，所述数据处理装置对所述第一水压参数进行数据处理，得到渗水操作启动时的第一水位，对所采第二水压参数进行数据处理，得到渗水操作停止时的第二水位，并利用所述第一水位、第二水位、预设的渗水时间，得到被测路面的渗水系数。

优选地，还包括：

密封套筒，安装在所述底座上；

排气阀，安装在所述密封套筒侧面；

气体导管，用来连通所述底座的腔体与所述排气阀，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明通过利用水压采集装置自动采集水压，从而准确感知水位、准确将计时与水位变化匹配，数据准确、客观。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的方法原理框图；

图2是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的第一装置框图；

图3是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的第二装置框图；

图4是图3所示实施例的系统控制示意图；

附图标记说明：1-密封材料预置环槽；2-(锥形)腔体；3-密封材料压环；4-底座；5-密封材料压环手柄环；6-手柄环固定锁；7-密封套筒；8-(锥形)腔体排气阀；9-储水池；10-盛水量筒；11-水量刻度标尺；12-盛水量筒防护立柱；13-盛水量筒防护帽；14-盛水量筒防尘罩；15-初始水位调节阀；16-水管；17-水压采集装置；18-锂电池；19-数据采集卡；20-电磁阀；21-充电插座；22-USB插座；23-(锥形)腔体排气阀；24-便携计算机或掌上电脑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的方法原理框图，如图1所示，步骤包括：

步骤S101：在盛水量筒底部安装具有水压采集装置的储水池。

步骤S102：将所述储水池与具有腔体的底座连通，并将所述底座与待测路面进行水密封处理，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道。

所述步骤S102中，水密封处理步骤包括：在所述底座的底部设置密封材料预置环槽；在所述密封材料预置环槽中安装用来挤压密封材料的密封材料压环；在所述底座的顶部安装与所述密封材料压环相连的密封材料压环手柄环；在所述密封材料预置环槽中预先放置水密封材料；通过对所述密封材料压环手柄环施加压力，使所述密封材料压环挤压预先放置在所述密封材料预置环槽中的水密封材料，从而将底座与待测路面进行水密封。

步骤S103：在测试待测路面的渗水系统期间，利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数。

具体地说，所述储水池与底座的腔体通过连接组件连通，所述连接组件包括水管和电磁阀，其中所述水管连接所述储水池的过水孔，所述电磁阀固定在所述底座的腔体上并与所述水管连接；通过开启电磁阀，启动对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作启动时的第一水压参数；在预设的渗水时间到达时，通过关闭电磁阀，停止对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作停止时的第二水压参数。

步骤S104：利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

具体地说，对所述第一水压参数进行数据处理，得到渗水操作启动时的第一水位；对所采第二水压参数进行数据处理，得到渗水操作停止时的第二水位；利用所述第一水位、第二水位、预设的渗水时间，得到被测路面的渗水系数。

进一步地，还可以在所述底座上安装密封套筒，在所述密封套筒侧面安装排气阀；通过气体导管将所述底座的腔体与所述排气阀连通，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。

图2是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的第一装置框图，如图2所示，包括：底座4、密封套筒7、排气阀8、气体导管(图中未示出)、储水池9、盛水量筒10、水压采集装置17、数据处理装置、水管16、电磁阀20。

储水池9，具有过水孔，安装在所述盛水量筒10的底部。

底座4，具有腔体2，所述腔体2通过连接组件与所述储水池9的过水孔连通，用来在与待测路面进行水密封处理后，使盛水量筒10、储水池9、腔体2、待测路面之间形成水密封通道。其中，所述底座4包括：密封材料预置环槽1，设置在所述底座4的底部，用来预先放置水密封材料；密封材料压环3，安装在所述密封材料预置环槽1内，用来挤压密封材料；密封材料压环手柄环5，安装在所述底座4的顶部，且与所述密封材料压环3相连；其中，通过对所述密封材料压环手柄环5施加压力，使所述密封材料压环3挤压预先放置在所述密封材料预置环槽1中的水密封材料，从而将底座4与待测路面进行水密封；本发明通过内置密封材料预置环槽1、密封材料压环3及密封材料压环手柄环5，可以方便的进行底座4与被测路面的水密封处理工作，密封形状尺寸规整准确。其中，所述连接组件包括：水管16，连接所述储水池9的过水孔；电磁阀20，固定在所述底座4的腔体2上，并与所述水管16连接，内置的电磁阀20能够按照程序指令动作，开启迅速，排除手动打开阀门时带来的震动和时间延迟，从而提高测量准确度。

水压采集装置17，安装在所述储水池9底部，用来在测试待测路面的渗水系数期间，采集不同时刻的水压参数。所述水压采集装置17可以是液位传感器。

数据处理装置(图中未示出，可位于密封套筒7内，例如微处理器等，也可以位于密封套筒7外，例如计算机等)，用来利用所述水压采集装置17所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

密封套筒7，安装在所述底座上；

排气阀8，安装在所述密封套筒侧面；

气体导管，用来连通所述底座的腔体2与所述排气阀，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。

图3是本发明实施例提供的自动测量路面渗水系数的第二装置框图，如图3所示，包括底座4和固定在底座4上的密封套筒7，在底座4的底面设置有密封材料预置环槽1及密封材料压环3，在底座4的上面有与密封材料压环3相连的压环把手(即密封材料压环手柄环5)；在密封套筒7上方安装储水池9，储水池9底部安装水位传感器17、储水池9上部安装有有机玻璃量筒10和初始水位调节阀15。底座4中心孔(即锥形腔体)2与储水池9底部中心孔(即过水孔)通过水管16、电磁阀20连接形成可以控制的由有机玻璃量筒10到储水池9再到底座4锥形腔体2的过水密闭通道。密封套筒7侧面上方装有排气阀门23，通过管道与锥形腔体2连接形成一个气密通道。在密封套筒7内部装有锂电池18和数据采集卡19，采集卡19通过导线分别与液位传感器17、电磁阀20、锂电池18及密封套筒7侧面的USB插座22连接。用标准的USB传输线与计算机24相连。更具体地说，包括密封材料预置环槽1、锥形腔体2、密封材料压环3、底座4、密封材料压环手柄环5、手柄环固定锁6、密封套筒7、锥形腔体排气阀8、储水池9、有机玻璃量筒(即盛水量筒)10、水量刻度标尺11、有机玻璃量筒防护立柱12、有机玻璃量筒防护帽13、有机玻璃量筒防尘罩14、初始水位调节阀15、水管16、水压采集装置(例如液位传感器)17、锂电池18、数据采集卡19、电磁阀20、充电插座21、USB插座22、锥形腔体排气阀23、便携计算机或掌上电脑24。

其中，所述密封材料预置环槽1内径为150mm。所述电磁阀20控制试验水的开启与关闭，其有效过水通径≥16mm；所述水管16的内径≥16mm；所述电磁阀20的出水连接底座4、进水通过水管16及储水池9与有机玻璃量筒10相连。所述液位传感器17垂直安装于储水池9的底部；所述液位传感器17、锂电池18、数据采集卡19、电磁阀20安装于渗水仪底座4之上、密封套筒7的内部。所述水量刻度标尺11直接雕刻或印刷在有机玻璃量筒10之上。

组装时将密封材料压环3、密封材料压环手柄环5及手柄环固定锁6预先安装在底座4之上，然后将水管16、锂电池18、数据采集卡19、电磁阀20固定在渗水仪底座4之上并用电缆分别连接锂电池18、数据采集卡19、电磁阀20之间的相应的电路，套上密封套筒7用螺钉与底座4紧固。将初始水位调节阀15、液位传感17加装密封圈后安装在储水池9之上，再将储水池9紧固在密封套筒7之上。将有机玻璃量筒防护立柱12的底部套上密封圈后，用螺钉紧固在储水池9之上。连接锂电池18与充电插座21、数据采集卡19与USB插座22的电路。连接锥形腔体排气阀8与锥形腔体2的气体导管。在储水池9上表面安装有机玻璃量筒防护立柱12、有机玻璃量筒防护帽13及有机玻璃量筒防尘罩14。在便携计算机或掌上电脑24中安装本发明的控制程序，用USB数据传输电缆的一端连接USB插座22另一端连接便携计算机或掌上电脑24上的USB插座，打开计算机就可进入本发明的应用程序了。

做路面渗水试验时，先将测试点的路面清扫干净，将设备倒置在密封材料预置槽1均匀放置适量的水密封材料，用手柄环固定锁6锁紧密封材料压环手柄环5，再将渗水仪正置于测试点之上，解锁手柄环固定锁6，用手用适当的力下压密封材料压环手柄环5已确保渗水仪底座4与被测路面密封。将有机玻璃量筒10加满干净的水后调节初始水位调节阀15使水位与机玻璃量筒10持平。连接USB电缆，打开便携计算机或掌上电脑24进入自动测量渗水系数的应用程序开始即可，计算机可以自动控制试验直至试验结束，并且自动计算出本次试验的评估结果、生成excel格式的文档报告及按指定位置自动保存。

本实施例内置锂电池18，一次充满电后可连续工作48小时以上，解决了野外作业是的用电电源问题。

本实施例内置初始水位调节阀15，能够调解初始水位，确保每次加载条件有好的一致性。

本实施例内置水位刻度标尺11，可以方便的对仪器进行校准与计量。

本实施例内置有机玻璃量筒防护立柱12、有机玻璃量筒防护帽13，能够有效避免仪器的运输、移动过程中有机玻璃量筒10的损坏。

本实施例内置有机玻璃量筒防尘罩14，能够有效避免在仪器运输、储存过程中有灰尘或异物进入仪器。

本实施例适用于渗水路面和非渗水路面的检测，通过在储水池9的底部增设了液位传感器17、在储水池9的出水管路16中增设了电磁阀20、在密封套筒7内增设了锂电池18；通过计算机24及数据采集卡19完成对仪器的供电与断电动作、电磁阀20的开启与关闭动作并实时采集水位参数和时间参数；计算机程序根据水位相对时间的变化自动判断渗水试验的进程，并对试验结果进行评估，评估结果自动保存到试验人员指定的文件夹中。检测过程完全实现全自动化检测、不需要人员干涉；检测结果准确可靠，且相对稳定，整个装置结构简单，操作方便。

图4是图3所示实施例的系统控制示意图，如图4所示，设备通过采集卡接收来自计算机等设备的用来控制电源、控制阀门的控制指令，从而按照控制指令，使装置的液位传感器采集水压参数，并进一步实现路面渗水系数的测量。

所述装置采集水压参数并处理得到水位，记录水位值和时间值，具体地说，在最大180秒的时域内对水位值H(t)进行记录，以求出渗水量的数值。

本发明能够自动测量路面渗水系数，从而解决了普通路面渗水仪读数和计时依靠人工、俯视读数和计时偏差两方面的主要问题，特别是对排水路面这种渗水系数大、水位下降很快的情况，总共就4s左右渗完，普通人工判读非常困难；以及普通路面离析、空隙率较大时难以准确测试的问题。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明通过安装在储水池底部的液位传感器和安装在密封套筒内部的数据采集卡、电磁阀及锂电池由计算机自动控制、采集试验过程中的水量随时间变化参数并通过程序计算自动形成评估结果，而且采用了预置密封材料的方法，保证了密封性能和密封尺寸，使得渗水试验人为误差小、检测结果准确可靠、相对稳定、整个装置结构简单、操作方便。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动测量路面渗水系数的方法，其特征在于，包括：

在盛水量筒底部安装具有水压采集装置的储水池；

将所述储水池与具有腔体的底座连通，并将所述底座与待测路面进行水密封处理，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道；

在测试待测路面的渗水系统期间，利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数；

利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的将所述底座与待测路面进行水密封处理的步骤包括：

在所述底座的底部设置密封材料预置环槽；

在所述密封材料预置环槽中安装用来挤压密封材料的密封材料压环；

在所述底座的顶部安装与所述密封材料压环相连的密封材料压环手柄环；

在所述密封材料预置环槽中预先放置水密封材料；

通过对所述密封材料压环手柄环施加压力，使所述密封材料压环挤压预先放置在所述密封材料预置环槽中的水密封材料，从而将底座与待测路面进行水密封。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的利用所述水压采集装置，采集不同时刻的水压参数的步骤包括：

利用水管和电磁阀连通所述储水池与底座的腔体；

通过开启电磁阀，启动对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作启动时的第一水压参数；

在预设的渗水时间到达时，通过关闭电磁阀，停止对被测路面的渗水操作，并利用水压采集装置采集渗水操作停止时的第二水压参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的利用所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数的步骤包括：

对所述第一水压参数进行数据处理，得到渗水操作启动时的第一水位；

对所采第二水压参数进行数据处理，得到渗水操作停止时的第二水位；

利用所述第一水位、第二水位、预设的渗水时间，得到被测路面的渗水系数。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述底座上安装密封套筒；

在所述密封套筒侧面安装排气阀；

通过气体导管将所述底座的腔体与所述排气阀连通，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。

6.一种自动测量路面渗水系数的装置，其特征在于，包括：

盛水量筒；

具有过水孔的储水池，安装在所述盛水量筒的底部；

具有腔体的底座，其腔体通过连接组件与所述储水池的过水孔连通，用来在与待测路面进行水密封处理后，使盛水量筒、储水池、腔体、待测路面之间形成水密封通道；

水压采集装置，安装在所述储水池内，用来在测试待测路面的渗水系数期间，采集不同时刻的水压参数；

数据处理装置，用来利用所述水压采集装置所采集到的不同时刻的水压参数，确定被测路面的渗水系数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述底座包括：

密封材料预置环槽，设置在所述底座的底部，用来预先放置水密封材料；

密封材料压环，安装在所述密封材料预置环槽内，用来挤压密封材料；

密封材料压环手柄环，安装在所述底座的顶部，且与所述密封材料压环相连；

其中，通过对所述密封材料压环手柄环施加压力，使所述密封材料压环挤压预先放置在所述密封材料预置环槽中的水密封材料，从而将底座与待测路面进行水密封。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述连接组件包括：

水管，连接所述储水池的过水孔；

电磁阀，固定在所述底座的腔体上，并与所述水管连接；

其中，当所述电磁阀开启时，所述水压采集装置采集所述电磁阀开始时的第一水压参数，当预设的渗水时间到达，且所述电磁阀关闭时，所述水压采集装置采集所述电磁阀关闭时的第二水压参数。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述数据处理装置对所述第一水压参数进行数据处理，得到渗水操作启动时的第一水位，对所采第二水压参数进行数据处理，得到渗水操作停止时的第二水位，并利用所述第一水位、第二水位、预设的渗水时间，得到被测路面的渗水系数。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

密封套筒，安装在所述底座上；

排气阀，安装在所述密封套筒侧面；

气体导管，用来连通所述底座的腔体与所述排气阀，形成用来排除水密封通道内的空气的气密通道。