CN111398088B - 一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置，包括：支撑平台，支撑平台底部开设有开口，沥青测试样品环绕在开口外；堵头，其安装在三通管输出端外壁外，堵头用于封闭开口；开闭设备，其安装在三通管与喷头连接处，开闭设备在堵头上方，开闭设备内设置有弹性件，开闭设备与开口内壁作用能关闭三通管与喷头连通处；切换设备，其包括：调节部件以及切换环，切换环能转动地安装在三通管上，与切换环连接有调节部件。测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置及方法解决现有技术中因需要另外寻找烘干设备而导致从操作效率低的问题。

Description

一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置

技术领域

本发明涉及沥青路面检测用设备，具体涉及一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置。

背景技术

中国专利公开了一种申请号为CN201710047744.2的评价沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置及方法，该装置包括：控制箱、底板、顶板、集水筒、环形支承轴、控制箱、支撑杆、集水筒、喷头、密闭橡胶板、输水管、给水箱及计算机；集水筒、顶板、底板、环形支承轴及控制箱自上到下依次分布，各支撑杆的下端固定于控制箱上，支撑杆的上端穿过底板固定于顶板的底部，沥青测试样品的横截面为圆环形结构，沥青测试样品上端密封固定于顶板的底部，沥青测试样品的下端密封固定于底板的顶部，底板通过环形支承轴固定于控制箱上，集水筒下端的出水口穿过顶板与沥青测试样品相连通，喷头位于沥青测试样品内，底板的中部开设有排水口，喷头的顶部设有密闭橡胶板。该装置虽然能够实现对沥青路面进行抗动水冲刷性能试验，但是该装置仍然存在的缺点为：

完成渗水速度检测后，需要将沥青测试样品烘干，烘干后进行称量质量，以得到质量损失率，由于在上述装置中不能完成烘干，需要另外寻找烘干设备进行烘干，同时需要将沥青测试样品安放到烘干设备中，导致操作麻烦，降低了测试效率。

发明内容

本发明要提供一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置，解决现有技术中因需要另外寻找烘干设备而导致从操作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提出了一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置，包括：

支撑平台，其用于支撑中空柱状形的沥青测试样品，支撑平台贯穿有开口，沥青测试样品环绕在开口外；

喷头，其穿过开口后伸入至沥青测试样品内；

三通管，其输出端与喷头连通；

供水设备，其与三通管第一输入端连通；

供暖气设备，其与三通管第二输入端连通；

第一升降设备，其与三通管连接，第一升降设备用于驱动三通管在竖直方向上运动；

堵头，其安装在三通管输出端外壁外，堵头用于封闭开口，堵头能相对三通管在竖直方向上运动；

开闭设备，其安装在三通管与喷头连接处，开闭设备在堵头上方，开闭设备用于开闭三通管与喷头连通处，开闭设备内设置有弹性件，在弹性件弹力下能保持开闭设备打开三通管与喷头连通处，开闭设备与开口内壁作用能关闭三通管与喷头连通处；

切换设备，其包括：调节部件以及切换环，切换环能转动地安装在三通管上，切换环用于切换三通管输出端与第一输入端连通或第二输入端连通，与切换环连接有调节部件，调节部件安装在三通管上，调节部件与堵头连接，调节部件用于调节切换环将三通管输出端与第一输入端连通或第二输入端连通、调节堵头到开闭设备之间的距离；以及

灌水设备，其包括：盛水容器、第一阀门以及第二升降装置，盛水容器位于支撑平台上方，盛水容器底部安装有用于开闭盛水容器底部的第一阀门，盛水容器与第二升降装置连接，第二升降装置用于使得盛水容器在竖直方向上运动。

本发明还提出了一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验方法，包括如下步骤：

S1、安装准备：

S11、将沥青测试样品放置在支撑平台上保持沥青测试样品环绕在开口外；

S12、启动第二升降装置，使得盛水容器压紧在沥青测试样品上，且盛水容器将沥青测试样品顶部封闭；

S2、测量并计算得到渗水速率V：

S21、调节调节部件，使得切换环将三通管第一输入端与输出端连通，且使得堵头靠近开闭设备；

S22、第一升降设备工作，三通管下降，堵头封闭开口，开闭设备与开口内壁作用将三通管输出端与堵头处封闭；

S23、关闭第一阀门，使得盛水容器中装满制定体积的水；

S24、打开第一阀门，盛水容器中水放入至沥青测试样品中；

S25、待沥青测试样品的内壁处于静水变压状态后，通过流量计检测盛水容器中水向下流动的流速信息，并将盛水容器中水向下流动的流速信息转发至计算机中，计算机根据盛水容器中水向下流动的流速信息计算沥青测试样品未被动水冲刷前的渗水速率V；

S3、第一升降设备工作，三通管升高，堵头打开开口，沥青测试样品中水从开口排出，开闭设备开启喷头，开启供水设备，供水设备通过喷头对沥青检测样品的内壁进行冲洗，然后再重复步骤S2，得沥青检测样品被动水冲刷后的渗水速率Vi；

S4、重复N-1次步骤S3，得N个沥青检测样品的渗水速率Vi，然后根据N个沥青检测样品渗水速率Vi，计算沥青检测样品的冲刷渗水速率下降率ω；

S5、对沥青检测样品进行烘干：

S51、第二升降装置升高盛水容器，将沥青测试样品顶部打开；

S52、调节调节部件，调节部件，堵头远离开闭设备，切换环将三通管第二输入端与输出端连通；

S53、第一升降设备降低三通管，堵头将开口封闭，开闭设备不能与开口内壁作用关闭三通管输出端；

S54、启动供暖气设备，供暖气设备向沥青测试样品中供暖气，对沥青测试样品进行烘干；

S6、测试烘干后沥青测试样品的质量m′，然后根据当前沥青测试样品的质量m′计算动水冲刷后沥青测试样品的质量损失率λ，完成对沥青测试样品进行抗动水冲刷性能的试验。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

为了实现对沥青测试样品进行烘干，需要向沥青测试样品中供暖气，供入暖气后需要将气体排出，如果是从开口处排出，由于支撑平台下方的储水槽存储有水，气体冲击储水槽内水，气体仍然会升高，气体升高带走水蒸汽到沥青测试样品中，导致暖气对沥青测试样品的烘干效率和效果降低，因此在烘干时需要将开口处堵住且气体从沥青测试样品顶部排出，为了实现当烘干时能将开口处堵住、又能实现暖气从喷嘴排出，故设计了调节部件，通过调节调节部件，既能实现使得切换环将三通管第二输入端与输出端连通，又能实现将堵头与开闭设备之间距离增大，这样堵头将开口封闭时由于开闭设备到堵头距离较大，开闭设备不能在开口内壁挤压下关闭三通管输出端，供暖气设备工作时喷头就能喷出暖气，而调节部件同时能够调节堵头和切换环，方便了操作，提高了操作效率，调节部件顶面到切换环底面最大距离时切换环将三通管第一输入端与输出端连通，调节部件顶面到切换环底面最小距离时切换环将三通管第二输入端与输出端连通。为了得到渗水速率，需要将开口封闭好，同时盛水容器也需要将沥青测试样品顶部进行封闭，实现测试时盛水容器中水减少原因仅仅是因为沥青测试样品壁渗水，从而保证了能够获得渗水速率，而在获得渗水速率过程中，基于烘干时的要求，因此需要将喷头设置在堵头上方，如果三通管输出端不封闭，水会进入到三通管内，由于水无法将三通管内灌满，不知道有多少水进入到三通管内，因此设计了开闭设备将三通管输出端封闭，避免测试渗水速率时水进入到三通管内，实现了测试渗水速率时水仅仅会进入到喷头与三通管输出端之间，由于喷头与三通管之间间隙较小，水能够快速灌满，灌满喷头与三通管之间间隙后测试盛水容器内水体积的变化速度，就能知道渗水速率，避免水进入到三通管内而导致测试结果不准确。从而实现了在渗水速率测试完后，调节调节部件就可以实现对沥青测试样品进行烘干，不必寻找烘干设备，也不必转移、安放沥青测试样品，简化了操作步骤，提高了操作效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置的剖视图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B处的放大图。

附图标记：支撑平台1、喷头2、三通管3、竖直管31、第一水平管32、第二水平管33、网管34、供水设备4、供暖气设备5、第一升降设备6、堵头7、开闭设备8、封闭头81、限位组件82、限位块821、连接杆822、挤压块823、弹性件83、切换设备9、调节部件91、切换环92、灌水设备10、盛水容器100、第一阀门101、第二升降装置102。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：

如图1至图3所示，本实施例首先提出了一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置，包括：

支撑平台1，其用于支撑中空柱状形的沥青测试样品，支撑平台1贯穿有开口，沥青测试样品环绕在开口外，支撑平台1下方设置有储水槽，承接开口处漏出的水；

喷头2，其穿过开口后伸入至沥青测试样品内，喷头2为盖状结构，喷头2侧壁上开设有若干喷孔；

三通管3，其输出端与喷头2连通；

供水设备4，其与三通管3第一输入端连通；

供暖气设备5，其与三通管3第二输入端连通；

第一升降设备6，其与三通管3连接，第一升降设备6用于驱动三通管3在竖直方向上运动；

堵头7，其安装在三通管3输出端外壁外，堵头7用于封闭开口，堵头7能相对三通管3在竖直方向上运动，堵头7也为圆锥台结构，堵头7仅仅封闭开口底部，以给位置让开口内壁能够与开闭设备8作用；

开闭设备8，其安装在三通管3与喷头2连接处，开闭设备在堵头7上方，开闭设备8用于开闭三通管3与喷头2连通处，开闭设备8内设置有弹性件83，在弹性件83弹力下能保持开闭设备8打开三通管3与喷头2连通处，开闭设备8与开口内壁作用能关闭三通管3与喷头2连通处；

切换设备9，其包括：调节部件91以及切换环92，切换环92能转动地安装在三通管3上，切换环92用于切换三通管3输出端与第一输入端连通或第二输入端连通，与切换环92连接有调节部件91，调节部件91安装在三通管3上，调节部件91与堵头7连接，调节部件91用于调节切换环92将三通管3输出端与第一输入端连通或第二输入端连通、调节堵头7到开闭设备8之间的距离，切换环92仅仅开设有一个通孔，当通孔与三通管3第一输入端对准时将三通管3输出端与第一输入端连通，当通孔与三通管3第二输入端对准时将三通管3输出端与第二输入端连通；以及

灌水设备10，其包括：盛水容器100、第一阀门101以及第二升降装置102，盛水容器100位于支撑平台1上方，盛水容器100底部安装有用于开闭盛水容器100底部的第一阀门101，盛水容器100与第二升降装置102连接，第二升降装置102用于使得盛水容器100在竖直方向上运动，盛水容器100上安装有流量计，流量计用于检测盛水容器100水进入到沥青测试样品内的流水信息。

为了设计结构简单且使用方便的调节部件91，调节部件91为螺纹套，螺纹套与三通管3外壁螺纹连接，螺纹套与堵头7固定，螺纹套伸入至切换环92内，螺纹套不能相对切换环92旋转，螺纹套能相对切换环92在竖直方向上运动。切换环92开设有供螺纹套升高降低的导向槽，螺纹套底部突出凸部，凸部限制螺纹套相对切换环92旋转，导向槽长度一定，因此调节部件91顶面到切换环92底面最大距离时（即是螺纹套底部位于导向槽顶端时）切换环92将三通管3第一输入端与输出端连通，调节部件91顶面到切换环92底面最小距离时（即是螺纹套底部位于导向槽底端时）切换环92将三通管3第二输入端与输出端连通，螺纹套从导向槽顶端到导向槽底端过程中螺纹套需要相对三通管3旋转n360°+180°（n为0,1,2……等整数），而三通管3第一输入端和第二出入端相差180°，因此能够使得切换环92切换三通管3输出端与第一输入端或第二输入端连通。

为了设计结构简单的开闭设备8，开闭设备8包括：封闭头81以及至少两限位组件82，喷头2盖在三通管3输出端上，喷头2能相对三通管3在竖直方向上运动，三通管3输出端顶面凹陷形成凹槽，凹槽和开口均为圆锥台型，凹槽大端位于凹槽小端上方，开口大端位于开口小端上方，喷头2内顶面上固定有封闭头81，封闭头81用于通过伸入至凹槽内封闭三通管3输出端，在三通管3输出端上安装有至少两限位组件82，限位组件82用于通过与开口内壁作用限制封闭头81与凹槽脱离，每一限位组件82均连接有弹性件83，在弹性件83弹力下能保持限位组件82远离封闭头81。在有水或暖气喷入至三通管3输出端时，由于限位组件82对封闭头81没有限位作用，水压或气压冲开封闭头81，使得封闭头81到凹槽内壁有距离，水或暖气能够从喷头2处喷出。当没有水压和气压时，在喷头2和封闭头81自身重量下，封闭头81能够与凹槽内壁紧贴，封闭头81上的限位孔与限位组件82对准，当限位组件82与开口内壁挤压作用时，限位组件82上的限位块821能够插入至限位孔内。

为了设计结构简单的限位组件82，每一限位组件82均包括：限位块821、连接杆822以及挤压块823，挤压块823用于与开口内壁作用，挤压块823固定至连接杆822一端，连接杆822另一端固定至限位块821，限位块821用于插入至封闭头81上开设的限位孔内，限位块821、连接杆822以及挤压块823能相对封闭头81在凹槽径向上运动，限位块821、连接杆822或挤压块823通过弹性件83与三通管3连接。

为了使得限位块821能够顺利插入至限位孔内，限位块821为三角形，限位块821底部与限位孔内壁接触的面为倾斜面，倾斜面靠近凹槽中心线的边缘所在位置高于倾斜面背离凹槽中心线的边缘所在位置，限位块821慢慢插入至限位孔内时倾斜面对限位孔内壁有一定的下压力，使得封闭头81能够从竖直方向上压紧在凹槽内壁上。

为了设计结构简单的弹性件83，且实现弹性件83的安装，弹性件83为弹簧，挤压块823上固定有安装块，安装块固定至弹簧一端，弹簧另一端固定至三通管3外壁。

三通管3包括：竖直管31、第一水平管32、第二水平管33以及网管34，竖直管31一端为三通管3出书端，竖直管31另一端连接至网管34一端，第一水平管32和第二水平管33连接，网管34另一端与第一水平管32和第二水平管33连接处连接，网管34能水和气体通过，切换环92环绕在竖直管31底端与网管34外，第一水平管32和第二水平管33均与切换环92紧贴。切换环92与竖直管31之间间隙、切换环92与第一水平管32和第二水平管33之间间隙足够小，因此不会出现漏液和漏气现象。

本实施例还提出了一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验方法，包括如下步骤：

S1、安装准备：

S11、将沥青测试样品放置在支撑平台1上保持沥青测试样品环绕在开口外；

S12、启动第二升降装置102，使得盛水容器100压紧在沥青测试样品上，且盛水容器100将沥青测试样品顶部封闭；

S2、测量并计算得到渗水速率V：

S21、调节调节部件91，使得切换环92将三通管3第一输入端与输出端连通，且使得堵头7靠近开闭设备8；

S22、第一升降设备6工作，三通管3下降，堵头7封闭开口，开闭设备8与开口内壁作用将三通管3输出端与堵头7处封闭；

S23、关闭第一阀门101，使得盛水容器100中装满制定体积的水；

S24、打开第一阀门101，盛水容器100中水放入至沥青测试样品中；

S25、待沥青测试样品的内壁处于静水变压状态后，通过流量计检测盛水容器100中水向下流动的流速信息，并将盛水容器100中水向下流动的流速信息转发至计算机中，计算机根据盛水容器100中水向下流动的流速信息计算沥青测试样品未被动水冲刷前的渗水速率V；

S3、第一升降设备6工作，三通管3升高，堵头7打开开口，沥青测试样品中水从开口排出，开闭设备开启喷头2，开启供水设备4，供水设备4通过喷头2对沥青检测样品的内壁进行冲洗，然后再重复步骤S2，得沥青检测样品被动水冲刷后的渗水速率Vi；

S4、重复N-1次步骤S3，得N个沥青检测样品的渗水速率Vi，然后根据N个沥青检测样品渗水速率Vi，计算沥青检测样品的冲刷渗水速率下降率ω；

S5、对沥青检测样品进行烘干：

S51、第二升降装置102升高盛水容器100，将沥青测试样品顶部打开；

S52、调节调节部件91，调节部件91，堵头7远离开闭设备8，切换环92将三通管3第二输入端与输出端连通；

S53、第一升降设备6降低三通管3，堵头7将开口封闭，开闭设备8不能与开口内壁作用关闭三通管3输出端；

S54、启动供暖气设备5，供暖气设备5向沥青测试样品中供暖气，对沥青测试样品进行烘干；

S6、测试烘干后沥青测试样品的质量m′，然后根据当前沥青测试样品的质量m′计算动水冲刷后沥青测试样品的质量损失率λ，完成对沥青测试样品进行抗动水冲刷性能的试验。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种测试沥青路面抗动水冲刷性能的试验装置，其特征在于，包括：

支撑平台，其用于支撑中空柱状形的沥青测试样品，支撑平台贯穿有开口，沥青测试样品环绕在开口外；

喷头，其穿过开口后伸入至沥青测试样品内；

三通管，其输出端与喷头连通；

供水设备，其与三通管第一输入端连通；

供暖气设备，其与三通管第二输入端连通；

第一升降设备，其与三通管连接，第一升降设备用于驱动三通管在竖直方向上运动；

堵头，其安装在三通管输出端外壁外，堵头用于封闭开口，堵头能相对三通管在竖直方向上运动；

开闭设备，其安装在三通管与喷头连接处，开闭设备在堵头上方，开闭设备用于开闭三通管与喷头连通处，开闭设备内设置有弹性件，在弹性件弹力下能保持开闭设备打开三通管与喷头连通处，开闭设备与开口内壁作用能关闭三通管与喷头连通处；开闭设备包括：封闭头以及至少两限位组件，喷头盖在三通管输出端上，喷头能相对三通管在竖直方向上运动，三通管输出端顶面凹陷形成凹槽，凹槽和开口均为圆锥台型，凹槽大端位于凹槽小端上方，开口大端位于开口小端上方，喷头内顶面上固定有封闭头，封闭头通过伸入至凹槽内封闭三通管输出端，在三通管输出端上安装有至少两限位组件，限位组件用于通过与开口内壁作用限制封闭头与凹槽脱离，每一限位组件均连接有弹性件，在弹性件弹力下能保持限位组件远离封闭头；每一限位组件均包括：限位块、连接杆以及挤压块，挤压块用于与开口内壁作用，挤压块固定至连接杆一端，连接杆另一端固定至限位块，限位块用于插入至封闭头上开设的限位孔内，弹性件为弹簧，挤压块上固定有安装块，安装块固定至弹簧一端，弹簧另一端固定至三通管外壁；

切换设备，其包括：调节部件以及切换环，切换环能转动地安装在三通管上，切换环用于切换三通管输出端与第一输入端连通或第二输入端连通，与切换环连接有调节部件，调节部件安装在三通管上，调节部件与堵头连接，调节部件用于调节切换环将三通管输出端与第一输入端连通或第二输入端连通、调节堵头到开闭设备之间的距离，调节部件为螺纹套，螺纹套与三通管外壁螺纹连接，螺纹套与堵头固定，螺纹套伸入至切换环内，切换环开设有供螺纹套升高降低的导向槽，螺纹套底部突出凸部，凸部限制螺纹套相对切换环旋转；以及

灌水设备，其包括：盛水容器、第一阀门以及第二升降装置，盛水容器位于支撑平台上方，盛水容器底部安装有用于开闭盛水容器底部的第一阀门，盛水容器与第二升降装置连接，第二升降装置用于使得盛水容器在竖直方向上运动。

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