CN109444013A - 一种路面渗水动态测试设备及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种路面渗水动态测试设备及其方法，包括真空泵、抽真空管、承载容器，沥青试样放置在承载容器中，沥青试样上部设置有轮碾装置和密封装置。其通过在测试设备中设置真空泵进行模拟沥青试样的底部的抽吸作用，同时在沥青试样的上部设置轮碾装置来模拟车辆经过路面时对沥青试样的实际作用力，并且在密封装置下方设置有电加热元件和楔形部件，能够更好的密封试验区域，通过上述手段能够更加真实地模拟沥青路面在车辆经过时的沥青路面的渗水情况，能够得到更真实的试验数据。
Description
技术领域
本发明涉及沥青路面的渗水测试装置，尤其涉及一种路面渗水动态测试设备及其测试方法。
背景技术
沥青混合料路面水损坏的主要原因是过量的水进入到了路面结构内部，因此对路面的渗水系数的准确测试，对路面质量有重要的意义。
现有的沥青路面抗渗水试验采用标准渗水仪测试，通过密封底圈，经一定水压，以水为介质，适用于测定沥青混合料路面及碾压成型的沥青混合料试件的渗水系数。以检验路面的渗水性能及沥青混合料的配合比设计。
目前的渗水系数测试存在以下两个问题：1、底座密封的过程耗时长，且易脏易污染路面，要一人密封，一人计时计数共两个人操作，不仅浪费人力，还降低了效率；2、很难找到一种快速、环保、粘结能力强的密封材料，经常出现很多试验密封效果不佳，测试结果不能反映真实情况。基于此，试验应充分考虑密封效果及测试效率的提高。
且现有的抗渗水试验测试装置在基座的密封结构上，通常采用橡胶部件制成的密封圈，然后通过压重装置将密封圈压迫地紧贴沥青地面，从而达到密封的效果。但是沥青路面有很多的细小缝隙，这种密封方式并不能够完全应对沥青路面的缝隙结构，结果是往往造成有部分水通过密封圈与沥青路面之间的缝隙渗出，从而造成试验结果的不准确。
同时，还存在有常规测试所测的渗水系数相对于路面实际渗水系数要低，且可能低很多，原因包括有：一是水表面的张力作用，使得其很难进入到细微孔隙中；其次是即便水进入了，如内部孔隙连通率不高，孔隙中气体不能排除而受压缩，水难以继续进入；最后，也是最重要的，没有考虑到路面浸水时实际的受力情况，现有的都是在无外界作用力的情况下进行试验的，但是路面在浸水且有车辆通过时，车辆对路面有向下作用力的压迫同时伴随有水平的剪切力，这些力对沥青路面内部的孔隙具有挤压舒张作用，其能够促使沥青路面对水分的吸收渗入，因而现有的测试设备无法真实准确的反应实际的情况，不能够得到准确的测试数据。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种路面渗水动态测试设备及其测试方法，其能够在非常真实的模拟实际的路面受力情况，能够得到更加准确有效的测试数据。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种路面渗水动态测试设备，包括真空泵、抽真空管、承载容器，真空泵具有一个吸气口和一个排气口，真空泵的吸气口通过抽真空管与承载容器相连；承载容器为上下两层结构，承载容器的下部设置有下部承载板，下部承载板的下方与承载容器的底部共同构成吸纳腔，所述的吸纳腔底部设置有水分排出口，所述吸纳腔通过所述的水分排出口经由抽真空管与真空泵相连；在所述承载容器的所述下部承载板上方设置有试验空间，所述的下部承载板上设置有多个孔，沥青试样放置在所述的下部承载板上对应于所述多个孔的位置上，在所述沥青试样上还设置有轮碾装置以及密封装置；所述密封装置为圆柱形，所述轮碾装置位于圆柱形的所述密封装置中，所述密封装置底部设置有电加热元件，电加热元件的底部设置有楔形部件，所述楔形部件的尖头朝向沥青试样，试验过程中所述楔形部件的尖头楔入到所述沥青试样内部；还设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述轮碾装置往复运动。
优选的，所述的轮碾装置包括有碾轮、碾轮柱、台架、配重块，碾轮通过碾轮柱连接到台架的底部，在台架的上部设置有配重块。
优选的，所述的轮碾装置的台架上设置有螺母，所述的驱动装置包括有电机组件和丝杠，电机组件的输出端与丝杠相连，所述丝杠与螺母螺纹连接，构成螺母丝杠机构。
优选的，所述的电机组件包括电机和减速箱。
优选的，还设置有控制器和数据线，电加热元件通过数据线与控制器连接。
一种路面渗水动态测试方法，其采用路面渗水测试设备，包括有以下步骤：
vii.将制成的沥青试样放置在承载容器的下部承载板上，沥青试样将下部承载板上的所述孔全部覆盖；
viii.将轮碾装置和密封装置放置在所述沥青试样的上部，然后开启所述密封装置的电加热元件，使得电加热元件与沥青试样接触部位的沥青受热软化；
ix.当电加热元件的温度达到一定温度时，保持5分钟，使电加热元件底部的楔形部件的尖头楔入到软化的沥青试样中；
x.关闭电加热元件，使电加热元件与沥青试样的接触部位冷却至常温，此时楔形部件的尖头完全楔入到沥青试样中；
xi.然后将密封容器中注入一定深度的水，开启真空泵，同时开启轮碾装置往复运动，碾压沥青试样；
xii.经过一段时间，停止真空泵、轮碾装置工作，获取吸纳腔中的水分的量。
优选的，所述的一定温度选择为160-190℃。
采用本发明的路面渗水动态测试设备及其测试方法，其通过在测设备中设置真空泵进行模拟沥青试样的底部的抽吸作用，同时在沥青试样的上部设置轮碾装置来模拟车辆经过路面时对沥青试样的实际作用力，并且在密封装置下方设置有电加热元件和楔形部件，能够更好的密封试验区域，通过上述手段能够更加真实地模拟沥青路面在车辆经过时的沥青路面的渗水情况，能够得到更真实的试验数据。
附图说明
图1为本发明的路面渗水动态测试设备的结构图。
图中：1、承载容器；2、承载容器侧壁；3、下部承载板；4、孔；5、吸纳腔；6、沥青试样；7、密封装置；8、电加热元件；9、楔形部件；10、轮碾装置；11、碾轮；12、碾轮柱；13、台架；14、配重块；15、螺母；16、丝杠；17、电机组件；18、水分排出口；19、抽真空管；20、真空泵；21、排气管。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明提供一种路面渗水动态测试设备，包括真空泵20、抽真空管19、承载容器1，真空泵20具有一个吸气口和一个排气口，真空泵20的排气口连接排气管21通向大气，真空泵20的吸气口通过抽真空管19与承载容器1相连。承载容器1为上下两层结构，承载容器1的下部设置有下部承载板3，下部承载板3的下方与承载容器1的底部共同构成吸纳腔5，所述的吸纳腔5底部设置有水分排出口18，所述吸纳腔5通过所述的水分排出口18经由抽真空管19与真空泵20相连。
在所述承载容器1的所述下部承载板3上方设置有试验空间，所述的下部承载板3上设置有多个孔4，沥青试样6放置在所述的下部承载板3上对应于所述多个孔4的位置上。沥青试样6内部的孔隙通道通过多个孔4、吸纳腔5、抽真空管19与真空泵20相连，用以模拟路面实际情况的负压吸附作用。
在所述沥青试样6上还设置有轮碾装置10以及密封装置7，所述密封装置7为圆柱形，所述轮碾装置10位于圆柱形的所述密封装置7中，所述轮碾装置10在密封装置7中作往复运动，碾压下部的沥青试样6，用以模拟实际中路面上经过车辆时对路面的力作用情况。
针对现有的路面渗水测试装置中，密封条件不好，造成水从密封缝隙中渗出从而使得试验结果不准确的情况，本发明设置了特别的密封结构。在所述密封装置7底部设置有电加热元件8，电加热元件8的底部设置有楔形部件9，所述楔形部件9的尖头朝向沥青试样6，试验过程中所述楔形部件9的尖头楔入到所述沥青试样6内部。在使用过程中，先将密封装置7放置在沥青试样6上，此时楔形部件9的尖头与沥青试样6抵压，但是这并不能够完全密封尖头与沥青试样6接触部位的缝隙，因为沥青试样6的表面有很多的细小的相互连通的缝隙。因而本发明采用在密封装置7底部设置有电加热元件8，通过电加热元件8加热上述的接触部位，使得上述的接触部位的沥青软化变稀，此时楔形部件9的尖头在上方装置的重力作用下下陷楔入到沥青试样6中，楔形部件9则能够隔断沥青试样6上的各种缝隙的泄漏，达到特别好的密封效果。
所述的轮碾装置10放置在密封效果极佳的密封装置7中，通过往复的运动对沥青试样6施加碾压的效果。所述的轮碾装置10包括有碾轮11、碾轮柱12、台架13、配重块14，碾轮11通过碾轮柱12连接到台架13的底部，在台架13的上部设置有配重块14。轮碾装置10具备有一定的质量，通过选取配重块14的重量来模拟不同重量的车辆在碾压路面时对路面渗水系数的影响。
同时，在台架13上还设置有螺母15。承载容器1的上部位置还设置有驱动装置，驱动装置包括有电机组件17和丝杠16，丝杠16穿过螺母15，与螺母15螺纹连接组成丝杠螺母机构。电机组件17包括有电机和减速箱，电机组件17固定在承载容器侧壁2上。电机组件17的输出端与丝杠16连接，驱动丝杠16旋转，通过丝杠16与螺母15组成的丝杠螺母机构驱动螺母15直线移动，进而驱动轮碾装置10直线移动，也即达到电机组件17驱动轮碾装置10直线移动的目的，通过改变电机组件17的输出的旋转方向，能够使得轮碾装置10往复运动。
优选的，还设置有控制器和数据线，电加热元件8通过数据线与控制器连接。当要达到密封效果时，通过控制器控制电加热元件8加热到一定温度，例如160-190℃，此时绝大部分的沥青混合料都已经软化，保持该温度5分钟，沥青混合料都达到相对较稀的状态。密封装置7的重量设置楔形部件9的尖头深深的楔入到沥青试样6中，尖头的两侧壁与稀的软化的沥青试样6无缝隙的贴合，从而达到非常好的密封效果。
本发明还涉及到一种路面渗水动态测试方法，其采用本发明所述的路面渗水测试设备，包括有以下步骤：
xiii.将制成的沥青试样6放置在承载容器1的下部承载板3上，沥青试样6将下部承载板3上的所述孔4全部覆盖；
xiv.将轮碾装置10和密封装置7放置在所述沥青试样6的上部，然后开启所述密封装置7的电加热元件8，使得电加热元件8与沥青试样6接触部位的沥青受热软化；
xv.当电加热元件8的温度达到一定温度时，保持5分钟，使电加热元件8底部的楔形部件9的尖头楔入到软化的沥青试样6中；
xvi.关闭电加热元件8，使电加热元件8与沥青试样6的接触部位冷却至常温，此时楔形部件9的尖头完全楔入到沥青试样6中；
xvii.然后将密封装置7中注入一定深度的水，开启真空泵20，同时开启轮碾装置10往复运动，碾压沥青试样6；
xviii.经过一段时间，停止真空泵20、轮碾装置10工作，获取吸纳腔5中的水分的量。
优选的，所述的一定温度选择为160-190℃。
采用本发明的路面渗水动态测试设备及其测试方法，其通过在测设备中设置真空泵进行模拟沥青试样的底部的抽吸作用，同时在沥青试样的上部设置轮碾装置来模拟车辆经过路面时对沥青试样的实际作用力，并且在密封装置下方设置有电加热元件和楔形部件，能够更好的密封试验区域，通过上述手段能够更加真实地模拟沥青路面在车辆经过时的沥青路面的渗水情况，能够得到更真实的试验数据。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种路面渗水动态测试设备，包括真空泵、抽真空管、承载容器，真空泵具有一个吸气口和一个排气口，真空泵的吸气口通过抽真空管与承载容器相连；承载容器为上下两层结构，承载容器的下部设置有下部承载板，下部承载板的下方与承载容器的底部共同构成吸纳腔，所述的吸纳腔底部设置有水分排出口，所述吸纳腔通过所述的水分排出口经由抽真空管与真空泵相连；在所述承载容器的所述下部承载板上方设置有试验空间，所述的下部承载板上设置有多个孔，沥青试样放置在所述的下部承载板上对应于所述多个孔的位置上，在所述沥青试样上还设置有轮碾装置以及密封装置；所述密封装置为圆柱形，所述轮碾装置位于圆柱形的所述密封装置中，所述密封装置底部设置有电加热元件，电加热元件的底部设置有楔形部件，所述楔形部件的尖头朝向沥青试样，试验过程中所述楔形部件的尖头楔入到所述沥青试样内部；还设置有驱动装置，所述驱动装置驱动所述轮碾装置往复运动。
2.根据权利要求1所述的路面渗水动态测试设备，其特征在于，所述的轮碾装置包括有碾轮、碾轮柱、台架、配重块，碾轮通过碾轮柱连接到台架的底部，在台架的上部设置有配重块。
3.根据权利要求2所述的路面渗水动态测试设备，其特征在于，所述的轮碾装置的台架上设置有螺母，所述的驱动装置包括有电机组件和丝杠，电机组件的输出端与丝杠相连，所述丝杠与螺母螺纹连接，构成螺母丝杠机构。
4.根据权利要求3所述的路面渗水动态测试设备，其特征在于，所述的电机组件包括电机和减速箱。
5.根据权利要求1所述的路面渗水动态测试设备，其特征在于，还设置有控制器和数据线，电加热元件通过数据线与控制器连接。
6.一种路面渗水动态测试方法，其采用如权利要求1-5中任一项所述的路面渗水动态测试设备，包括有以下步骤：
i.将制成的沥青试样放置在承载容器的下部承载板上，沥青试样将下部承载板上的所述孔全部覆盖；
ii.将轮碾装置和密封装置放置在所述沥青试样的上部，然后开启所述密封装置的电加热元件，使得电加热元件与沥青试样接触部位的沥青受热软化；
iii.当电加热元件的温度达到一定温度时，保持5分钟，使电加热元件底部的楔形部件的尖头楔入到软化的沥青试样中；
iv.关闭电加热元件，使电加热元件与沥青试样的接触部位冷却至常温，此时楔形部件的尖头完全楔入到沥青试样中；
v.然后将密封容器中注入一定深度的水，开启真空泵，同时开启轮碾装置往复运动，碾压沥青试样；
vi.经过一段时间，停止真空泵、轮碾装置工作，获取吸纳腔中的水分的量。
7.根据权利要求6所述的路面渗水动态测试方法，其特征在于，所述的一定温度选择为160-190℃。
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