CN109339021B - 一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置及其使用方法，装置包含双层圆柱状硬质套筒，上部端盖，多种丝杆及底部旋钮式扇叶；顶端是可以给多根横向传动丝杆同时同向旋转提供扭矩的旋钮及主旋转丝杆，传动丝杆从开好洞的圆柱状硬质套筒端盖及筒壁中穿过，在底部连接多层旋钮式扇叶，丝杆两端转向处各设置一组斜齿轮传动装置用以改变横纵方向的扭矩。使用时旋转顶部旋钮可带动丝杆同向旋转，丝杆又带动底部扇叶，旋转过程中扇叶打开，多个扇叶在旋转至最大处时可以形成闭合底面，而横向切割底部砂体使得筒体内部整块砂样可以被整体提起。本发明砂样回收率在90％以上，具有经济环保意义，并且结构简单、设计合理、使用时操作便捷。

Description

一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置及其使用 方法

技术领域

本发明属于路面检测设备领域，具体涉及一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂的回收装置及其使用方法。

背景技术

在道路工程施工中路基压实度的测量是检测单位必不可少的检测项目之一，压实度的好坏直接决定了工程质量以及公路的最大承载能力，若压实度不能达到控制标准，路面将会极易发生不均匀沉降从而导致路面出现网状裂缝甚至于张拉破坏。

目前检测单位通用的路基压实度检测方法是采用《公路路基路面现场测试规程》JTGE60-2008中所规定的灌砂法来测量路基压实度，该方法首先人工挖出一个圆柱状取样坑，称量坑内挖出土样重量后，使用标准砂回填进取样坑中直至坑面水平，通过回填砂的重量反算出原路面土样重度，与实验室给出的重度比较后得出路面压实度。在此过程中，检测单位在通过作差法得到回填砂样的重量后直接去下一取样点，造成了试验用标准砂的严重浪费，造成直接的经济损失与资源浪费。因此，现如今缺少一种结构简单、操作简便的灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置。

发明内容

本发明主要解决的技术问题在于针对于灌砂法测定路面压实度试验中标准砂的严重浪费现象，提供一种砂样回收装置及其使用方法，砂样回收装置的结构简单、操作简便，并且使用效果好，能快速、不掺杂质的将试验坑中的标准砂回收再利用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于灌砂法测定压实度试验中的回填砂样回收设备，其特征在于：上部旋钮、主旋转丝杆、锥齿轮传动装置、上部端盖、横向传动丝杆、底部多层刀片、回收装置吊环、圆柱状筒体、纵向传动丝杆。

一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置，其特征在于：包括上部旋钮、主旋转丝杆、锥齿轮传动装置、上部端盖、横向传动丝杆、底部多层刀片、回收装置吊环、圆柱状筒体、纵向传动丝杆。上部旋钮与主旋转丝杆紧密连接在一起，位于上部端盖的圆心处；横向传动丝杆位于端盖内部原本开好的孔中；纵向传动丝杆嵌入在圆柱状筒体的筒壁内部开好的孔中，并从中穿过，在圆柱状筒体的底部连接底部多层刀片；圆柱状筒体的筒壁外部设有回收装置吊环；主旋转丝杆底部、横向传动丝杆两端、及纵向传动丝杆上端均设有一或两个45°锥齿轮，在同一部位发生传动作用的锥齿轮组合称为锥齿轮传动装置，锥齿轮传动装置由三个相同直径锥齿轮组成，其中的两个相互平行并且垂直于圆柱状筒体顶部，另一个与这两个平行齿轮垂直，锥齿轮传动装置所需空间在端盖内部预先根据锥齿轮大小空出。

底部多层刀片连接在纵向传动丝杆底部，在旋转过程中逐层展开，最终形成闭合底面。

一根丝杆下底部多层刀片扩展后的有效面积与筒体内丝杆数的公式如下：

其中，n₁为筒体内丝杆数(n₁＝2,3,4,5,6)，r为筒体内径,S₁为一根丝杆下底部多层刀片扩展后有效面积。

一根丝杆下底部多层刀片的刀片层数(每层刀片重合30％)与圆柱状筒体筒体内外径成的具体计算公式如下：

其中，n₂为一根丝杆下底部多层刀片的刀片层数，R为筒体外径。

本发明装置使用主旋转丝杆、锥齿轮传动装置将顶部旋钮所施加的力传至底部并转化为同向水平扭矩，上部设有端盖而下部敞口且下部筒壁边缘处设有多层刀片，结构简单实用，携带方便，使用难度低。本装置置可以实现有效的灌砂法测定路面压实度试验中标准砂的回收，节省检测成本。同时回收的试验砂未与路基土发生接触或混合，保证了回收砂样的纯度，使用回收的砂样进行试验时可以忽略由于回收产生的误差。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明装置底面刀片展开后的示意图。

附图标记说明：

1-上部旋钮、2-主旋转丝杆、3-锥齿轮传动装置、4-上部端盖、5-横向传动丝杆、6-底部多层刀片、7-回收装置吊环、8-圆柱状筒体、9-纵向传动丝杆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细说明，实施例仅是本发明的一种实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员在没有做出创造性成果的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种在用灌砂法测定路面压实度试验中将坑内试验用标准砂回收的装置，其特征在于：包括上部旋钮1、主旋转丝杆2、锥齿轮传动装置3、上部端盖4、横向传动丝杆5、底部多层刀片6、回收装置吊环7、圆柱状筒体8、纵向传动丝杆9。上部旋钮1与主旋转丝杆2紧密连接在一起，位于上部端盖4的圆心处，主旋转丝杆2、横向传动丝杆5以及纵向传动丝杆9均在端盖、筒壁内部事先开好的孔中；主旋转丝杆2底部、横向传动丝杆5两端、及纵向传动丝杆9上端均设有一或两个45°锥齿轮，在同一部位发生传动作用的锥齿轮组合称为锥齿轮传动装置3；底部多层刀片6连结在竖向传动丝杆9底部。圆柱状筒体8筒壁外部设有回收装置吊环7。

本实施例中圆柱状筒体4内径为134mm，外径为150mm，筒壁厚度8mm，测试取样洞直径152mm、深度200mm。

本实施例中横向、纵向传动丝杆5各5根共计10根每根丝杆长度为160mm，直径为5mm，每根传动丝杆5底部的多层刀片6均为15片，每层刀片为宽为8mm,长为78.5mm，厚度为0.5mm薄钢板。

本实施例中设于圆柱状筒体8外表面的回收装置吊环7是为了方便向下按压回收装置，并在切割试验砂后方便提拉。

在具体实施时，先将本发明上部旋钮1对准取样坑中心，将圆柱状筒体8对准取样坑，直至其全部位于取样坑范围内。然后按照底部刀片所指方向旋转圆柱状筒体8，并用力向下按压回收装置吊环7，直至装置表面与地面处于同一水平线。接着向底部多层刀片6扩展方向旋转上部旋钮1，使底部多层刀片6将坑内试验砂切割，形成闭合底面。完成上述步骤后向上提回收装置吊环7，将装置提起后即可旋开上部旋钮1，将试验砂回收。

图2为回收装置底面刀片展开后的示意图。

Claims (5)

1.一种灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置，其特征在于：包括上部旋钮(1)、主旋转丝杆(2)、锥齿轮传动装置(3)、上部端盖(4)、横向传动丝杆(5)、底部多层刀片(6)、回收装置吊环(7)、圆柱状筒体(8)和纵向传动丝杆(9)；上部旋钮(1)与主旋转丝杆(2)紧密连接在一起，位于上部端盖(4)的圆心处；横向传动丝杆(5)位于端盖内部原本开好的孔中；纵向传动丝杆(9)嵌入在圆柱状筒体(8)的筒壁内部开好的孔中，并从中穿过，在圆柱状筒体(8)的底部连接底部多层刀片(6)；圆柱状筒体(8)的筒壁外部设有回收装置吊环(7)；主旋转丝杆(2)底部、横向传动丝杆(5)两端、及纵向传动丝杆(9)上端均设有一或两个45°锥齿轮，在同一部位发生传动作用的锥齿轮组合称为锥齿轮传动装置(3)，锥齿轮传动装置(3)由三个相同直径锥齿轮组成，其中的两个相互平行并且垂直于圆柱状筒体(8)顶部，另一个与这两个平行齿轮垂直，锥齿轮传动装置(3)所需空间在端盖内部预先根据锥齿轮大小空出。

2.如权利要求1所述灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置，其特征在于：一根丝杆下底端多层刀片扩展后的有效面积与筒体内丝杆数的公式如下：

其中，n₁为筒体内丝杆数，r为筒体内径，S₁为一根丝杆下底部多层刀片扩展后有效面积。

3.如权利要求1或2所述的灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置，其特征在于：一根丝杆下底部多层刀片(6)的刀片层数，按每层刀片重合30％的要求，与圆柱状筒体(8)筒体内外径的计算公式为：

其中，n₂为一根丝杆下底部多层刀片的刀片层数，r为筒体内径，R为筒体外径。

4.根据权利要求1或2所述灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置，其特征在于：底部多层刀片(6)在工作中逐层展开，最终形成闭合底面。

5.根据权利要求1～4任意一项所述灌砂法测定路面压实度试验中标准砂回收装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：先将上部旋钮(1)对准取样坑中心，将圆柱状筒体(8)对准取样坑，直至其全部位于取样坑范围内；然后按照底部刀片所指方向旋转圆柱状筒体(8)，并用力向下按压回收装置吊环(7)，直至装置表面与地面处于同一水平线；接着向底部多层刀片(6)扩展方向旋转上部旋钮(1)，使底部多层刀片(6)将坑内试验砂切割，形成闭合底面；完成上述步骤后向上提回收装置吊环(7)，将装置提起后即可旋开上部旋钮(1)，将试验砂回收。

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