CN107421872A - 一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，外罩扣合于底座上，各升降支杆均竖直固定于底座上,圆盘与各升降支杆的上端相连接,油压机的上端及各渗水测试仪的上端均固定于圆盘的底部,滤水网与各升降支杆侧面相连接,待测试件位于滤水网上,且待测试件位于圆盘的下方,油压机输出轴的下端面及各渗水测试仪的下端面均与待测试件的上表面相接触；各渗水测试仪均匀分布于油压机的周围，每个渗水测试仪中的各渗水仪与油压机之间的距离不同，该装置能够获取温度及荷载对沥青路面透水性能的影响，同时能够获取距荷载中心不同位置处的透水分布情况。

Description

一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置

技术领域

本发明属于公路工程沥青及沥青混合料试验装置技术领域，涉及一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置。

背景技术

近年来，透水路面作为一个新兴的研究领域正逐渐成为各国公路行业专家学者研究的重点，然而针对透水路面透水性能的影响因素，国内对此研究甚少，因此急需进行大量的试验来展开研究。同时，我国研究沥青路面透水性常用的方法是传统渗水仪测试法，此方法采用的渗水仪不仅操作复杂、耗时较长、难以进行大规模的测试，而且测试中多是利用人体感官进行判别，误差较大且干扰因素不易控制，故所测得结果可信度不高，参考价值有待商榷，并且沥青路面在使用过程中，现有技术不能准确的测量温度及荷载对沥青路面透水性能的影响，同时不能测量距荷载中心不同位置处的透水分布情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，该装置能够获取温度及荷载对沥青路面透水性能的影响，同时能够获取距荷载中心不同位置处的透水分布情况。

为达到上述目的，本发明所述评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置包括外罩、底座以及位于外罩内的圆盘、油压机、滤水网、若干升降支架及若干渗水测试仪，外罩内设置有用于调整外罩内温度的温度控制系统；

外罩扣合于底座上，各升降支杆均竖直固定于底座上,圆盘与各升降支杆的上端相连接,油压机的上端及各渗水测试仪的上端均固定于圆盘的底部,滤水网与各升降支杆侧面相连接,待测试件位于滤水网上,且待测试件位于圆盘的下方,油压机输出轴的下端面及各渗水测试仪的下端面均与待测试件的上表面相接触；各渗水测试仪均匀分布于油压机的周围，每个渗水测试仪中的各渗水仪与油压机之间的距离不同。

各升降支杆均包括立柱、升降杆及横梁，其中，立柱的下端固定于底座上，升降杆的下端与立柱的上端相连接，横梁的一端与升降杆的上端相连接，横梁的另一端与圆盘相连接。

还包括用于控制升降杆进行升降的升降控制仪以及用于控制油压机的荷载控制器。

滤水网的底部设置有集水仓。

所述渗水测试仪包括泵水箱、竖杆、扇形夹具及若干渗水仪，其中，竖杆的上端与圆盘的底部相连接，扇形夹具固定于竖杆的下端，且扇形夹具沿轴向开设有若干圆形卡槽，其中，一个圆形卡槽对应一个渗水仪，各渗水仪的下端夹持于对应圆形卡槽内，泵水箱的出水口与渗水仪的入水口相连通。

扇形夹具包括第一夹具及第二夹具，第一夹具的侧面开设有若干第一凹槽，第二夹具的侧面开设有若干第二凹槽，其中，一个第一凹槽正对一个第二凹槽，且第一凹槽与对应的第二凹槽相扣合形成圆形卡槽，第一夹具的一端及第二夹具的一端均与竖杆的下端均通过轴连接，第一夹具的另一端及第二夹具的另一端通过卡钉相连接。

所述泵水箱包括水压表、旋转开关、吸水管、水泵及若干出水管，其中，水泵的入口与吸水管相连通，水泵的出口经旋转开关及水压表与各出水管的一端相连通，其中一根出水管对应一个渗水仪，各出水管的另一端与对应渗水仪的入水口相连通。

所述各渗水仪均包括塞头、渗水量筒、进水管、阀门、渗水仓及弓形支架；

塞头位于渗水量筒的顶部开口内，塞头上设置有用于排出渗水量筒内空气的排气阀，进水管的一端与泵水箱相连通，进水管的另一端穿过塞头与渗水量筒相连通，进水管上设置有流量计，渗水量筒的底部开口通过阀门与渗水仓相连通，渗水仓底部开口的端面上依次设置有橡胶垫及密封垫，在检测过程中，密封垫与待测试件的表面相接触；

弓形支架的上部套接于渗水量筒下端的外壁上，弓形支架的下部套接于渗水仓的外壁上，且待测试件夹持于圆形卡槽内。

所述塞头包括玻璃塞及橡皮塞，其中，橡皮塞固定于玻璃塞的底部；

渗水仓为圆台形结构；

还包括用于控制阀门及水泵的综合控制器。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置在具体操作时，各部件均位于外罩与底座围成的空间内，同时可以通过温度控制系统来调整检测环境的温度，通过油压机控制待测试件上施加的荷载大小，从而获取温度及荷载对沥青路面透水性能的影响，另外，需要说明的是，本发明中每个渗水测试仪中的各渗水仪与油压机之间的距离不同，从而可以通过各渗水测试仪测量距荷载中心不同位置处沥青路面的透水分布情况，结构简单，操作方便，应用性较强。

进一步，扇形夹具包括第一夹具及第二夹具，其中，第一夹具上的第一凹槽与第二夹具上的对应第二凹槽相扣合形成圆形卡槽，渗水量套接于圆形卡槽内，安装较为方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发发明中泵水箱12的结构示意图；

图3为本发明中渗水测试仪11的结构示意图；

图4为本发明中渗水仪11-4的结构示意图；

图5为本发明的俯视图。

其中，1为底座、2为外罩、3为立柱、4为荷载控制器、5为综合控制器、6为升降杆、7为升降控制仪、8为横梁、9为圆盘、10为油压机、11为渗水测试仪、12为泵水箱、13为待测试件、14为滤水网、15为集水仓、12-1为出水管、12-2为水压表、14-3为旋转开关、12-4为吸水管、12-5为水泵、11-1为扇形夹具、11-2为轴、11-3为竖杆11-3、11-4为渗水仪、11-5为卡钉、11-6为圆形卡槽、11-4-1为排气阀、11-4-2为玻璃塞、11-4-3为皮塞、11-4-4为流量计、11-4-5为弓形支架、11-4-6为进水管、11-4-7为渗水量筒14-1-8为阀门、11-4-9为渗水仓、11-4-10为橡胶垫、11-4-11为密封垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置包括外罩2、底座1以及位于外罩2内的圆盘9、油压机10、滤水网14、若干升降支架及若干渗水测试仪11，外罩2内设置有用于调整外罩2内温度的温度控制系统；外罩2扣合于底座1上，各升降支杆均竖直固定于底座1上,圆盘9与各升降支杆的上端相连接,油压机10的上端及各渗水测试仪11的上端均固定于圆盘9的底部,滤水网14与各升降支杆侧面相连接,待测试件13位于滤水网14上,且待测试件13位于圆盘9的下方,油压机10输出轴的下端面及各渗水测试仪11的下端面均与待测试件13的上表面相接触；各渗水测试仪11均匀分布于油压机10的周围，每个渗水测试仪11中的各渗水仪11-4与油压机之间的距离不同。

各升降支杆均包括立柱3、升降杆6及横梁8，其中，立柱3的下端固定于底座1上，升降杆6的下端与立柱3的上端相连接，横梁8的一端与升降杆6的上端相连接，横梁8的另一端与圆盘9相连接。

本发明还包括用于控制升降杆6进行升降的升降控制仪7以及用于控制油压机10的荷载控制器4；滤水网14的底部设置有集水仓15。

所述渗水测试仪11包括泵水箱12、竖杆11-3、扇形夹具11-1及若干渗水仪11-4，其中，竖杆11-3的上端与圆盘9的底部相连接，扇形夹具11-1固定于竖杆11-3的下端，且扇形夹具11-1沿轴向开设有若干圆形卡槽11-6，其中，一个圆形卡槽11-6对应一个渗水仪11-4，各渗水仪11-4的下端夹持于对应圆形卡槽11-6内，泵水箱12的出水口与渗水仪11-4的入水口相连通。

扇形夹具11-1包括第一夹具及第二夹具，第一夹具的侧面开设有若干第一凹槽，第二夹具的侧面开设有若干第二凹槽，其中，一个第一凹槽正对一个第二凹槽，且第一凹槽与对应的第二凹槽相扣合形成圆形卡槽11-6，第一夹具的一端及第二夹具的一端均与竖杆11-3的下端均通过轴11-2连接，第一夹具的另一端及第二夹具的另一端通过卡钉11-5相连接。

所述泵水箱12包括水压表12-2、旋转开关12-3、吸水管12-4、水泵12-5及若干出水管12-1，其中，水泵12-5的入口与吸水管12-4相连通，水泵12-5的出口经旋转开关12-3及水压表12-2与各出水管12-1的一端相连通，其中一根出水管12-1对应一个渗水仪11-4，各出水管12-1的另一端与对应渗水仪11-4的入水口相连通。

所述各渗水仪11-4均包括塞头、渗水量筒11-4-7、进水管11-4-6、阀门11-4-8、渗水仓11-4-9及弓形支架11-4-5；塞头位于渗水量筒11-4-7的顶部开口内，塞头上设置有用于排出渗水量筒11-4-7内空气的排气阀11-4-1，进水管11-4-6的一端与泵水箱12相连通，进水管11-4-6的另一端穿过塞头与渗水量筒11-4-7相连通，进水管11-4-6上设置有流量计11-4-4，渗水量筒11-4-7的底部开口通过阀门11-4-8与渗水仓11-4-9相连通，渗水仓11-4-9底部开口的端面上依次设置有橡胶垫11-4-10及密封垫11-4-11，在检测过程中，密封垫11-4-11与待测试件13的表面相接触；弓形支架11-4-5的上部套接于渗水量筒11-4-7下端的外壁上，弓形支架11-4-5的下部套接于渗水仓11-4-9的外壁上，且待测试件13夹持于圆形卡槽11-6内。

所述塞头包括玻璃塞11-4-2及橡皮塞11-4-3，其中，橡皮塞11-4-3固定于玻璃塞11-4-2的底部；渗水仓11-4-9为圆台形结构；本发明还包括用于控制阀门11-4-8及水泵12-5的综合控制器5。

外罩2为透明结构，升降支杆的数目为三个。

本发明的试验方法及评价指标：

选取相同沥青混合料拌和、摊铺、碾压而成形状相同的五块车辙板，分别记为第一试验试件、第二试验试件、第三试验试件、第四试验试件及第五试验试件，其中，第一试验试件与第二试验试件的厚度均为D，第三试验试件的厚度为2D，第四试验试件的厚度为3D，第五试验试件的厚度为4D。

本发明具有三种试验方案，其中，第一种试验方案为：第一试验试件及第二试验试件在可以保证两者所受的荷载大小相同的情况下，测试温度对其透水性产生的影响；第二种试验方案为：保证：第一试验试件及第二试验试件的温度相同情况下，测试荷载对其透水性的影响；第三种试验方案为：在确保第一试验试件、第三试验试件、第四试验试件和第五试验试件所受荷载及温度相同的条件下，测试沥青路面厚度对其透水性的影响。

具体的，先分别测量各试验方案中第一试验试件、第二试验试件、第三试验试件、第四试验试件及第五试验试件的渗水量，其中，各试验试件渗水量的测试过程均为：

打开外罩2，将试验试件放置在滤水网14上预，再将渗水仪11-4夹持于扇形夹具11-1的圆形卡槽11-6内，然后由升降控制仪7控制升降杆6下降至合适位置，再将各渗水仪11-4与泵水箱12相连通，并使各阀门11-4-8处于关闭状态，然后打开各渗水仪11-4中的排气阀11-4-1，通过综合控制器5控制水泵12-5开始向各渗水仪11-4的渗水量筒11-4-7中加水，直至达到预先设定的水压力，关闭排气阀11-4-1，控制水泵12-5停止工作。最后，关闭外罩2，再通过温度控制系统控制外罩2内的温度。

由荷载控制器4调控油压机10作用在试验试件上的荷载，同时综合控制器5控制各渗水仪11-4底部的阀门11-4-8打开，并开始计时，记录各渗水仪11-4上流量计11-4-4的数据，直至达到预先设定的试验时长t为止，荷载控制器4控制油压机10停止工作，综合控制器5控制水泵12-5及各渗水仪11-4上的阀门11-4-8关闭，同时综合控制器5根据流量计11-4-4检测得到的数据计算各渗水仪11-4的渗水量，升降控制仪7控制升降杆6上升至初始位置，然后打开外罩2，取出试验试件，再打开排气阀11-4-1，并控制各渗水仪11-4上的阀门11-4-8打开，使渗水量筒11-4-7中剩余的水沿滤水网14进入到集水仓15中，然后关闭各渗水仪11-4上的阀门11-4-8。

由第一种试验方案得：温度变化对试验试件渗水性能的渗水强化指数α1为：

其中，为荷载为F、试验温度为T时第一试验试件在测试点k处的平均渗水体积；为荷载为F、试验温度为i倍的T时第二试验试件在测试点k处的平均渗水体积。

由第二种试验方案得：荷载变化对试验试件渗水性能的渗水强化指数α2为：

其中，为荷载为F、试验温度为T时第一试验试件在测试点k处的平均渗水体积；为荷载为j倍的F、试验温度为T时第二试验试件在测试点k处的平均渗水体积。

由第三种试验方案得：试验试件渗水性能的厚度影响系数β为：

为荷载为F、试验温度为T及试验试件厚度为(c-1)倍的D时试验试件在测试点k处的平均渗水体积。

Claims (10)

1.一种评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，包括外罩(2)、底座(1)以及位于外罩(2)内的圆盘(9)、油压机(10)、滤水网(14)、若干升降支架及若干渗水测试仪(11)，外罩(2)内设置有用于调整外罩(2)内温度的温度控制系统；

外罩(2)扣合于底座(1)上，各升降支杆均竖直固定于底座(1)上,圆盘(9)与各升降支杆的上端相连接,油压机(10)的上端及各渗水测试仪(11)的上端均固定于圆盘(9)的底部,滤水网(14)与各升降支杆侧面相连接,待测试件(13)位于滤水网(14)上,且待测试件(13)位于圆盘(9)的下方,油压机(10)输出轴的下端面及各渗水测试仪(11)的下端面均与待测试件(13)的上表面相接触；各渗水测试仪(11)均匀分布于油压机(10)的周围，每个渗水测试仪(11)中的各渗水仪(11-4)与油压机之间的距离不同。

2.根据权利要求1所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，各升降支杆均包括立柱(3)、升降杆(6)及横梁(8)，其中，立柱(3)的下端固定于底座(1)上，升降杆(6)的下端与立柱(3)的上端相连接，横梁(8)的一端与升降杆(6)的上端相连接，横梁(8)的另一端与圆盘(9)相连接。

3.根据权利要求2所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，还包括用于控制升降杆(6)进行升降的升降控制仪(7)以及用于控制油压机(10)的荷载控制器(4)。

4.根据权利要求1所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，滤水网(14)的底部设置有集水仓(15)。

5.根据权利要求1所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，所述渗水测试仪(11)包括泵水箱(12)、竖杆(11-3)、扇形夹具(11-1)及若干渗水仪(11-4)，其中，竖杆(11-3)的上端与圆盘(9)的底部相连接，扇形夹具(11-1)固定于竖杆(11-3)的下端，且扇形夹具(11-1)沿轴向开设有若干圆形卡槽(11-6)，其中，一个圆形卡槽(11-6)对应一个渗水仪(11-4)，各渗水仪(11-4)的下端夹持于对应圆形卡槽(11-6)内，泵水箱(12)的出水口与渗水仪(11-4)的入水口相连通。

6.根据权利要求5所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，扇形夹具(11-1)包括第一夹具及第二夹具，第一夹具的侧面开设有若干第一凹槽，第二夹具的侧面开设有若干第二凹槽，其中，一个第一凹槽正对一个第二凹槽，且第一凹槽与对应的第二凹槽相扣合形成圆形卡槽(11-6)，第一夹具的一端及第二夹具的一端均与竖杆(11-3)的下端均通过轴(11-2)连接，第一夹具的另一端及第二夹具的另一端通过卡钉(11-5)相连接。

7.根据权利要求6所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，所述泵水箱(12)包括水压表(12-2)、旋转开关(12-3)、吸水管(12-4)、水泵(12-5)及若干出水管(12-1)，其中，水泵(12-5)的入口与吸水管(12-4)相连通，水泵(12-5)的出口经旋转开关(12-3)及水压表(12-2)与各出水管(12-1)的一端相连通，其中一根出水管(12-1)对应一个渗水仪(11-4)，各出水管(12-1)的另一端与对应渗水仪(11-4)的入水口相连通。

8.根据权利要求7所述的评估不同因素对沥青路面透水性能影响的装置，其特征在于，所述各渗水仪(11-4)均包括塞头、渗水量筒(11-4-7)、进水管(11-4-6)、阀门(11-4-8)、渗水仓(11-4-9)及弓形支架(11-4-5)；

塞头位于渗水量筒(11-4-7)的顶部开口内，塞头上设置有用于排出渗水量筒(11-4-7)内空气的排气阀(11-4-1)，进水管(11-4-6)的一端与泵水箱(12)相连通，进水管(11-4-6)的另一端穿过塞头与渗水量筒(11-4-7)相连通，进水管(11-4-6)上设置有流量计(11-4-4)，渗水量筒(11-4-7)的底部开口通过阀门(11-4-8)与渗水仓(11-4-9)相连通，渗水仓(11-4-9)底部开口的端面上依次设置有橡胶垫(11-4-10)及密封垫(11-4-11)，在检测过程中，密封垫(11-4-11)与待测试件(13)的表面相接触；

弓形支架(11-4-5)的上部套接于渗水量筒(11-4-7)下端的外壁上，弓形支架(11-4-5)的下部套接于渗水仓(11-4-9)的外壁上，且待测试件(13)夹持于圆形卡槽(11-6)内。

9.根据权利要求8所述的测试沥青路面透水性能的试验装置，其特征在于，所述塞头包括玻璃塞(11-4-2)及橡皮塞(11-4-3)，其中，橡皮塞(11-4-3)固定于玻璃塞(11-4-2)的底部；

渗水仓(11-4-9)为圆台形结构。

10.根据权利要求8所述的测试沥青路面透水性能的试验装置，其特征在于，还包括用于控制阀门(11-4-8)及水泵(12-5)的综合控制器(5)。