CN108152187A - 一种沥青路面渗水系数测定装置及测量方法 - 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量方法，解决了现有路面渗水仪无法检测坡度较大的路面及桥面的问题，同时避免液面高度变化导致渗水速率变化，进而产生测量不准的问题。其技术方案要点是包括量筒以及具有中空腔的底座，所述量筒的顶端外壁环设有多个分布于同一水平面的延伸板，所述底座上设置有吊架，所述吊架上铰接有供量筒穿设且支撑延伸板使量筒始终保持自由垂落状态的吊盘；所述量筒的底部与底座之间设置有连通量筒和中空腔的伸缩管，所述底座与伸缩管之间设置有开启以将量筒和中空腔连通的单向溢流阀。达到了可适用于任意坡度大小的沥青路面测量，以及精准测量的目的。

Description

一种沥青路面渗水系数测定装置及测量方法

技术领域

本发明涉及交通运输公路工程技术领域，更具体的说，涉及一种沥青路面渗水系数测定装置及测量方法。

背景技术

路面渗水系数是衡量沥青路面及沥青混合料排水性能的关键性技术指标之一，路面渗水系数的大小直接关系到沥青路面在雨天的通行安全性。一般采用路面渗水系数测定仪（也称路面渗水仪）来对路面渗水系数进行测定。路面渗水系数一般用路面单位时间内渗入的水的体积来表示，其单位一般为毫升/分钟（mL/min）。

随着交通运输事业的发展，路面排水性能日益得到重视，国内外纷纷展开了排水沥青混合料及其施工工艺的研究，路面渗水仪的准确性成为交通行业仪器计量检定、校准技术研究的重点之一。

但是，路面渗水仪存在无法检测坡度较大的路面及桥面，在遇到较大纵、横坡的沥青路面上，因坡度的存在，渗水仪放置在路表处于倾斜状态，使盛水量筒中的水面与量筒刻度间存在一夹角，造成测量误差。

同时根据T030-2011试验规程，采用路面渗水仪的测定方法：测定量筒中水面下降从100ml至500ml的时间差，路面渗水系数一般用路面单位时间内渗入的水的体积来表示。但是当液面下降时，则相应路面上的水压减小，从而会影响渗水的速率，进而影响测量的精准度。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种沥青路面渗水系数测定装置，改变量筒的安装方式，使得该路面渗水仪可适用于任意坡度大小的沥青路面测量，且避免测量误差。

本发明的上述技术第一目的是通过以下技术方案得以实现的：一种沥青路面渗水系数测定装置，包括量筒以及具有中空腔的底座，所述量筒的顶端外壁环设有多个分布于同一水平面的延伸板，所述底座上设置有吊架，所述吊架上铰接有供量筒穿设且支撑延伸板使量筒始终保持自由垂落状态的吊盘；所述量筒的底部与底座之间设置有连通量筒和中空腔的伸缩管。

通过采用上述技术方案，在底座上设置吊架，吊架上铰接有一个吊盘，吊盘供量筒穿设，在量筒具有抵接在吊盘上侧的延伸板，从而将量筒吊挂在吊盘上，进而与吊架铰接固定，而量筒与底座的连接通过伸缩管，则即使将底座固定在任意坡度的路面上时，量筒仍可受重力影响自由垂落，从而确保液面与量筒上刻度相平行，以便于精准读数，使得该路面渗水仪可适用于任意坡度大小的沥青路面测量，且避免测量误差。

本发明的进一步设置在于，所述吊盘和吊架之间设置有连接组件，所述连接组件包括至少三个均匀分布且枢接于吊盘上的侧吊臂以及一端供侧吊臂自由端可拆卸连接且另一端铰接于吊架上的主吊臂。

通过采用上述技术方案，连接组件用于连接吊盘和吊架，经主吊臂与吊架的铰接，而侧吊臂又与主吊臂相连，从而使得整个吊盘铰接在吊架上，且便于吊盘从吊架上拆卸。

本发明的进一步设置在于，所述连接组件还包括连接主吊臂和侧吊臂的弹簧吊钩，且所述主吊臂和侧吊臂的自由端均具有供弹簧吊钩吊挂的吊环。

通过采用上述技术方案，设置弹性吊钩，以便于主吊臂和侧吊臂的可拆卸连接，且利用弹性吊钩的弹性，当量筒内水量减小时，弹性吊钩可提升量筒的高度，进而增加水流动的势能，便于流动至底座处，同时提升量筒，便于观察量筒上液面的高度，避免读数误差。

本发明的进一步设置在于，每个所述延伸板上朝向量筒底部的一侧具有插柱，且所述吊盘开设有供插柱插入的插孔，且所述吊盘上架设有多个配重块。

通过采用上述技术方案，设置插柱和插孔，避免量筒在吊盘上发生转动，也避免量筒与吊盘偏心，设置配重块，防止吊盘晃动，增加吊盘处的重力，从而避免确保吊盘自由垂落。

本发明的进一步设置在于，所述底座与伸缩管之间设置有开启以将量筒和中空腔连通的单向溢流阀，所述底座内固设有测量中空腔内压强的水压传感器，所述底座外固设有与水压传感器相连通的数字显示器。

通过采用上述技术方案，设置单向溢流阀，可确保中空腔进口处的压强相等，且防止量筒升高造成水压变化的问题，设置水压传感器和数字显示器，用于显示中空腔内的某处水压，进而便于测量方法的完整实施。

本发明的进一步设置在于，所述量筒外设置有多个沿量筒深度方向分布的液位检测装置，每个所述液位检测装置包括由高到低分布的第一对射式光电开关和第二对射式光电开关，且所述液位检测装置连通有经第一对射式光电开关控制启动和经第二对射式光电开关控制停止的计时器。

通过采用上述技术方案，设置液位检测装置和计时器，从而实现精准测量的目的。

本发明的进一步设置在于，所述底座的底部设置有与地面经负压式密封连接且具有喇叭腔的橡胶吸盘，所述橡胶吸盘中的喇叭腔通过导向管与具有泄气阀的抽气泵相连通。

通过采用上述技术方案，设置橡胶吸盘、导向管和抽气泵，从而利用橡胶吸盘与沥青路面之间形成负压，进而增加底座与沥青路面之间的密封性。

本发明的第二目的是提供一种沥青路面渗水系数的测量方法，确保在量筒内液面高度变化时，路面上水压恒定，使得渗水速率恒定，进而提高测量的精准度。

本发明的上述技术第二目的是通过以下技术方案得以实现的：一种沥青路面渗水系数的测量方法，应用上述的沥青路面渗水系数测定装置，包括以下步骤，

Step1、将底座利用橡胶吸盘和抽气泵密封固定在不渗水的任意面板上，此时量筒经连接组件自由垂挂在吊架上；

Step2、打开单向溢流阀，自量筒开口处向中空腔内充入满腔的水，记录参数：数字显示器中显示的水压A；

Step3、在沥青路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙处的灰尘，重复step1的操作将测定装置密封固定在测试区域内，且充水至中空腔内直至液面与量筒顶端的0度刻度线齐平；

Step4、调节单向溢流阀至使数字显示器上的压强调整到A，静待量筒内的液面下降，记录参数：每个液位检测装置的液面高度差V差以及与液位检测装置对应相连的计时器读数t，；

Step5、渗水系数Cw=V差/t，求平均值。

通过采用上述技术方案，设置恒定量水压A，当中空腔渗水时，可利用单向溢流阀的调节，确保水压A的恒定不变，而当水压A恒定不便时，则进水量和渗水量等同，同时时间又相同，则使得测量方法只需得到与渗水速率相同的进水速率即可，则利用V差/t的计算即可得到渗水系数。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在底座上设置吊架，吊架上铰接有一个供量筒穿设的吊盘，在量筒具有抵接在吊盘上侧的延伸板，从而将量筒吊挂在吊盘上，而量筒与底座的连接通过伸缩管，则即使将底座固定在任意坡度的路面上时，量筒仍可受重力影响自由垂落，从而确保液面与量筒上刻度相平行，以便于精准读数。

附图说明

图1为本发明的第一示意图；

图2为本发明的第二示意图；

图3为本发明的分解图。

图中，1、底座；11、中空腔；12、吊架；121、铰接孔；13、橡胶吸盘；131、导气管；2、量筒；21、延伸板；211、插柱；3、吊盘；31、插孔；4、伸缩管；5、单向溢流阀；61、水压传感器；62、数字显示器；71、液位检测装置；711、第一对射式光电开关；712、第二对射式光电开关；72、计时器；8、连接组件；81、主吊臂；811、铰接球；82、侧吊臂；83、弹簧吊钩；84、吊环；9、配重块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，且图中电路连接以及供电装置未显示。

实施例一

如图1和图2所示，一种沥青路面渗水系数测定装置，包括一个圆盘状的底座1，底座1内具有一个轴向穿透的中空腔11，中空腔11内安装有一个水压传感器61，且水压传感器61经导线与一个数字显示器62相连通，数字显示器62嵌设在底座1的上表面。底座1的下表面固定安装有一圈横断面呈喇叭状的橡胶吸盘13，橡胶吸盘13的喇叭腔通过一个导气管131与抽气泵（图中未示意出）相连通，抽气泵的气流道入口设置泄气阀，利用抽气泵的抽吸能力使得橡胶吸盘13与沥青路面之间形成负压，进而增加底座1与沥青路面之间的密封性。底座1的上表面可拆卸安装有一个量筒2，量筒2的底面与底座1之间连接有一个带有风琴褶的伸缩管4，伸缩管4的一端与量筒2固设，底座1的中空腔11与伸缩管4之间安装有一个单向溢流阀5。

量筒2的外壁上设置有两个液位检测装置71，两个液位检测装置71沿量筒2的深度方向分布，每个液位检测装置71包括一个第一对射式光电开关711和一个第二对射式光电开关712，且第一对射式光电开关711位于第二对射式光电开关712的上侧，第一对射式光电开关711和第二对射式光电开关712均包括分别粘连在量筒2上正对两侧的发射探头和接收探头，第一对射式光电开关711和第二对射式光电开关712所在处的液面高度差为200ml。每个液位检测装置71经导线连接控制有一个计时器72，其中，第一对射式光电开关711控制计时器72的启动，第二对射式光电开关712控制计时器72的暂停，计时器72嵌设在底座1的上表面。

结合图3所示，底座1的上表面固设有一个L型的吊架12，吊架12包括横梁以及与底座1相连的竖杆，横梁上吊挂有一个吊盘3，吊盘3中央开设有一个通孔，通孔的直径大于量筒2的外径，量筒2的顶端外壁均匀环设有三个延伸板21，三个延伸板21位于同一水平面，且三个延伸板21的外端面至量筒2轴线的直线距离大于圆盘中通孔的半径，进而使得延伸板21抵接在吊盘3上，每个延伸板21的下表面具有一个平行于量筒2轴向的插柱211，吊盘3上开设有供插柱211插入的插孔31，从而防止量筒2转动。吊盘3的上表面架设有多个配重块9，且吊盘3的上表面具有供配重块9嵌设的环槽，从而确保吊盘3和量筒2自由垂落于吊架12上，量筒2的刻度线位于吊盘3以下处。

横梁和吊盘3之间设置有一个连接组件8，连接组件8包括一个主吊臂81、三个侧吊臂82以及连接主吊臂81和侧吊臂82的弹簧吊钩83。主吊臂81包括一个绳索以及分为固设于绳索两端的铰接球811和吊环84，横梁上开设有一个供铰接球811滚动安置的铰接孔121，铰接孔121的底部开口小于铰接球811的直径但大于吊环84的直径，以便铰接球811在铰接孔121内转动至吊环84自由垂落的状态，且可实现主吊臂81的可拆卸安装；三个侧吊臂82的长度相等，且分别枢接在吊盘3的边缘处，三个侧吊臂82于吊盘3上的连接点呈正三角形分布，侧吊壁的自由端具有一个吊环84；弹簧钩的两端分别具有一个挂钩和三个挂钩，分别供主吊臂81和侧吊臂82上的吊环84固定，弹簧钩的中部为弹性部。

将该测定装置固定在倾斜的沥青路面上时，利用橡胶吸盘13将底座1负压式密封连接在沥青路面上，此时因伸缩管4和连接组件8的设置，量筒2和吊盘3受重力影响自由垂落，则液面与量筒2刻度间不存在夹角，即可精准读数。

实施例二

一种沥青路面渗水系数的测量方法，应用实施例一中的沥青路面渗水系数测定装置，包括以下步骤：

步骤一，在不渗水面板上安装测定装置。

不渗水面板以玻璃板为例，将橡胶吸盘13上喇叭状的底口与玻璃板相接处，通过启动抽气泵，利用抽气泵的抽吸能力使得橡胶吸盘13与玻璃板之间形成密闭的负压腔，从而将底座1密封连接在玻璃板上，将量筒2利用吊盘3和连接组件8固定在吊架12上，将伸缩管4的另一端连接在单向溢流阀5上。

步骤二，测量不渗水环境下中空腔11内的水压。

打开单向溢流阀5，自量筒2的顶端开口处向中空腔11内充入足量的水，直至液面位于量筒2内，此时中空腔11内具有满腔的水，利用水压传感器61测量出此刻的水压，且记录下数字显示器62中的数值A。

步骤三，在沥青路面上安装测定装置。

在沥青路面的测试区域内，清除路表及路表缝隙处的灰尘，利用橡胶吸盘13重复步骤一的操作将底座1固定在倾斜或水平的测试区域内，重复步骤二的操作充入足量的水，直至液面位于量筒2顶端的0刻度线处。

步骤四，调节单向溢流阀5，读取渗水系数有关的参数。

调节单向溢流阀5至改变中空腔11顶端处的水压，直至数字显示器62中的数值恒定在A，且在液面靠近液位传感器前调节完毕，静待量筒2内液面下降，直至由下侧液位检测装置71控制的计时器72暂停，此时能由两个计时器72得到t1和t2。

步骤五，计算。

因确保中空腔11内的压强恒定，则渗水速度等于中空腔11的进水速度，每个液位检测装置71的液面高度差V差=200ml，渗水系数=400/（t1+t2）。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种沥青路面渗水系数测定装置，包括量筒(2)以及具有中空腔(11)的底座(1)，其特征在于：所述量筒(2)的顶端外壁环设有多个分布于同一水平面的延伸板(21)，所述底座(1)上设置有吊架(12)，所述吊架(12)上铰接有供量筒(2)穿设且支撑延伸板(21)使量筒(2)始终保持自由垂落状态的吊盘(3)；所述量筒(2)的底部与底座(1)之间设置有连通量筒(2)和中空腔(11)的伸缩管(4)。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：所述吊盘(3)和吊架(12)之间设置有连接组件(8)，所述连接组件(8)包括至少三个均匀分布且枢接于吊盘(3)上的侧吊臂(82)以及一端供侧吊臂(82)自由端可拆卸连接且另一端铰接于吊架(12)上的主吊臂(81)。

3.根据权利要求2所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：所述连接组件(8)还包括连接主吊臂(81)和侧吊臂(82)的弹簧吊钩(83)，且所述主吊臂(81)和侧吊臂(82)的自由端均具有供弹簧吊钩(83)吊挂的吊环(84)。

4.根据权利要求1所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：每个所述延伸板(21)上朝向量筒(2)底部的一侧具有插柱(211)，且所述吊盘(3)开设有供插柱(211)插入的插孔(31)，且所述吊盘(3)上架设有多个配重块(9)。

5.根据权利要求1所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：所述底座(1)与伸缩管(4)之间设置有开启以将量筒(2)和中空腔(11)连通的单向溢流阀(5)，所述底座(1)内固设有测量中空腔(11)内压强的水压传感器(61)，所述底座(1)外固设有与水压传感器(61)相连通的数字显示器(62)。

6.根据权利要求5所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：所述量筒(2)外设置有多个沿量筒(2)深度方向分布的液位检测装置(71)，每个所述液位检测装置(71)包括由高到低分布的第一对射式光电开关(711)和第二对射式光电开关(712)，且所述液位检测装置(71)连通有经第一对射式光电开关(711)控制启动和经第二对射式光电开关(712)控制停止的计时器(72)。

7.根据权利要求5所述的一种沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：所述底座(1)的底部设置有与地面经负压式密封连接且具有喇叭腔的橡胶吸盘(13)，所述橡胶吸盘(13)中的喇叭腔通过导向管与具有泄气阀的抽气泵相连通。

8.一种沥青路面渗水系数的测量方法，应用权利要求6所述的沥青路面渗水系数测定装置，其特征在于：包括以下步骤，

Step1、将底座(1)利用橡胶吸盘(13)和抽气泵密封固定在不渗水的任意面板上，此时量筒(2)经连接组件(8)自由垂挂在吊架(12)上；

Step2、打开单向溢流阀(5)，自量筒(2)开口处向中空腔(11)内充入满腔的水，记录参数：数字显示器(62)中显示的水压A；

Step3、在沥青路面的测试区域上，清除路表及路表缝隙处的灰尘，重复step1的操作将测定装置密封固定在测试区域内，且充水至中空腔(11)内直至液面与量筒(2)顶端的0度刻度线齐平；

Step4、调节单向溢流阀(5)至使数字显示器(62)上的压强调整到A，静待量筒(2)内的液面下降，记录参数：每个液位检测装置(71)的液面高度差V差以及与液位检测装置(71)对应相连的计时器(72)读数t；

Step5、渗水系数Cw=V差/t，求平均值。