CN112730199A - 一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置及方法，包括供水池、调压仓、喷淋头、测试仓、沥青测试板、活动水槽以及PLC控制器；将沥青测试板可变倾斜度地设置在测试仓内，由供水池向调压仓输水，在调压仓有足够水量后调整调压仓内压力至目标大小；控制喷淋头的出水量，通过喷淋头对沥青测试板进行喷淋；喷淋结束后开启泄水阀，泄水完毕后关闭泄水阀，通过称重活动水槽读取沥青测试板渗水量，计算获得沥青测试板渗水性；实现了调整沥青测试板倾斜度来模拟不同坡度沥青混凝土环境进行喷淋，并控制水压大小以及水流粗细进行多次测试，更具体的掌握了沥青混凝土路面受降水影响的情况，提高测试结果的实用性。
Description
技术领域
本发明属于透水沥青性能测试技术领域，尤其涉及一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置及方法。
背景技术
沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水且经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面，成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。大量的路面损坏状况调查和路面使用经验表明，进入路面内部的自由水是造成或加速路面损坏的重要原因，因此研究沥青的透水性是非常有必要的。现有沥青混凝土透水性检测在模拟降水时，缺少对不同倾斜程度下沥青混凝土受冲刷影响的测试，无法检测斜坡情况下沥青混凝土路面受不同降水影响的渗水情况，斜坡沥青混凝土渗水更易脱落造成危害，降低了检测结果的有效性与实用性。因此，研发一种能检测不同斜坡沥青混凝土渗水情况的透水沥青混凝土的渗水性检测装置及方法成为了急需解决的技术问题。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置及方法。
本发明的技术方案，一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，包括供水池、调压仓、喷淋头、测试仓、沥青测试板、活动水槽以及PLC控制器，所述供水池连接设有水泵，该水泵连接设有输水管；所述调压仓连接设有加压机构、进水阀以及出水阀，该出水阀设置在调压仓的底部；所述输水管连接进水阀；所述出水阀连接喷淋头，所述喷淋头固定设置在测试仓的上方，该喷淋头的喷口朝向测试仓且出水量可调节；所述测试仓的顶面与底面分别对应设有进水口以及出水口，该测试仓还连接设有调节台以及泄水阀，该调节台与水平面的倾斜度可调整，所述沥青测试板设置在调节台上，所述泄水阀的位置与调节台的顶面相适应；所述活动水槽设置在测试仓的下方，该活动水槽的槽口覆盖出水口；所述进水阀、出水阀以及泄水阀均为电磁阀；所述PLC控制器信号连接水泵、加压机构、进水阀、出水阀、喷淋头、泄水阀以及调节台。
采用上述方法后，通过PLC控制器进行操作检测，开启水泵以及进水阀向调压仓输送检测用水；随后关闭进水阀，启动加压机构改变调压仓内压力，进行不同水压下对沥青混凝土渗水性的影响；调整喷淋头出水量后开启出水阀喷淋，对水流粗细进行控制，喷淋出的水从进水口进入测试仓，并淋在调节台以及沥青测试板上，通过改变调节台的倾斜度，模拟不同坡度沥青混凝土的情况；检测用水渗透穿过沥青测试板后，由出水口滴至活动水槽内；喷淋结束后关闭出水阀并打开泄水阀，在泄水完毕后关闭泄水阀；实现了调整调节台模拟不同坡度沥青混凝土环境进行喷淋，通过控制水压大小以及水流粗细进行多次测试，更具体的掌握了沥青混凝土路面受降水影响的情况，提高测试结果的实用性。
作为本发明的进一步改进，所述加压机构包括支撑板、加压电机、转盘、活动连杆、柱塞以及缸体，所述加压电机固定设置在支撑板上，该加压电机连接转盘轴心配合联动，所述活动连杆包括第一连接部以及第二连接板，所述第一连接部与第二连接部的一端铰接，该第一连接部的另一端铰接设置在转盘边缘且两端的铰接轴相互平行，该第二连接部的另一端固定连接柱塞；所述柱塞插设于缸体内；所述缸体连通调压仓，该缸体内设有单向阀。
采用上述方法后，通过启动加压电机联动转盘转动，拉动活动连杆与柱塞相对缸体做往复运动，通过柱塞与缸体内的单向阀配合，向调压仓内注入空气；实现增大调压仓内压力，从而在打开出水阀后能产生更大的水压，进而检测沥青混凝土在不同水压喷淋下的渗水性。
作为本发明的进一步改进，所述喷淋头的喷口设有若干第一出水孔，该喷淋头的内部设有可转动的调节板，所述调节板紧贴喷淋头的喷口，该调节板设有若干第二出水孔以及第三出水孔，该第二出水孔与第一出水孔相对应，该第三出水孔大小与第一出水孔均不相同；所述调节板的轴心还连接设有转动电机，该转动电机信号连接PLC控制器。
采用上述方法后，通过启动转动电机联动调节板，由第二出水孔与第一出水孔位置相对应变为第三出水孔对应，使得出水孔有效截面变小，改变水流粗细，检测沥青混凝土在不同粗细水流喷淋下的渗水性。
作为本发明的进一步改进，所述调节台包括定位圆环以及抬升机构，该定位圆环的一端顶部铰接设置在泄水阀的下方；所述抬升机构的一端连接定位圆环底面上与铰接点对称的端点，该抬升机构的另一端固定连接测试仓；所述定位圆环内周面的底部设有限位块，该定位圆环内周面还设有气囊，该气囊连接设置有气阀；所述定位圆环的外周面设有橡胶气垫，该橡胶气垫紧密贴合测试仓的内壁；所述沥青测试板与定位圆环的内圆面相适应。
采用上述方法后，将沥青测试板放入定位圆环的中心通孔处，由限位块进行支撑，并启动气阀向气囊充气压紧沥青测试板，实现固定沥青测试板的同时防止水从沥青测试板的侧面流走；通过抬升机构与位置相对称的铰接点配合，改变调节台的倾斜程度，并通过橡胶气垫的柔软性，在调节台倾斜过程中形变，始终贴合调节台与测试仓，避免水流沿测试仓内壁进入活动水槽，影响测试结果。
作为本发明的进一步改进，所述抬升机构包括液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的两端分别连接测试仓以及定位圆环，该液压伸缩杆连接设有电磁阀，所述电磁阀信号连接PLC控制器。
采用上述方法后，通过控制电磁阀启动液压伸缩杆改变长度，对调节台一侧高度进行调整，实现改变调节台倾斜程度。
作为本发明的进一步改进，所述抬升机构包括导轨、齿条、齿轮以及抬升电机；所述导轨沿竖直方向固定设置在测试仓的内壁上；所述齿条背向齿槽的一侧卡设与导轨内做滑动连接；所述齿轮紧密啮合齿条；所述抬升电机连接齿轮的轴心进行配合联动，该抬升电机信号连接PLC控制器。
采用上述方法后，通过启动抬升电机联动齿轮，由齿轮与驱动齿条沿导轨运动调整调节台一侧高度，实现改变调节台倾斜程度。
作为本发明的进一步改进，所述出水口连接设有滤网。
采用上述方法后，通过滤网将沥青测试板因渗水脱落的碎屑过滤，避免碎屑进入活动水槽影响最终的检测结果。
作为本发明的进一步改进，所述活动水槽的底部设有电子秤，该电子秤信号连接PLC控制器。
采用上述方法后，通过活动水槽底部的电子秤计量出活动水槽在检测前后的重量，并发送到PLC控制器计算出检测前后的变化量。
一种利用上述装置的渗水性检测方法，步骤包括，将沥青测试板放在调节台上且进行固定，调整调节台的倾斜程度；打开进水阀并启动水泵向调压仓输水，在调压仓有足够水量后关闭进水阀以及水泵；加压机构启动，调整调压仓内压力至目标大小；控制喷淋头的出水量，并打开出水阀对沥青测试板进行喷淋；喷淋结束后关闭出水阀，开启泄水阀；泄水完毕后关闭泄水阀，通过称重活动水槽，计算获得沥青测试板渗水性；改变多组调压仓的压力目标、喷淋头的出水量以及调节台倾斜度，再次进行检测；将多组检测结果整合形成渗水性报表。
采用上述方法后，通过调节台固定沥青测试板并调整倾斜程度，在喷淋头进行喷淋时，实现收集多坡度沥青测试板受淋数据；通过活动水槽承接从出水口滴落的渗透水，得到沥青测试板渗水性数据；通过调压仓与喷淋头配合改变水压大小与水流粗细，获取多组同一坡度的对照数据，丰富数据模型的同时提高了检测结果的可靠性。
作为本发明的进一步改进，步骤还包括，喷淋结束后由PLC控制器进行一段时间的计时，计时结束后打开泄水阀。
采用上述方法后，通过进行一段时间的计时后再打开泄水阀，使检测用水在沥青测试板上表面形成积水，检测沥青测试板在积水情况下的渗水性。
附图说明
图1所示为本发明结构示意图。
图2所示为喷淋头结构示意图。
图3所示为调压仓结构示意图。
图4所示为测试仓结构示意图。
1-供水池，2-调压仓，3-喷淋头，4-测试仓，5-沥青测试板，6-活动水槽，7-水泵，8-输水管，9-进水阀，10-出水阀，11-进水口，12-出水口，13-调节台，14-泄水阀，15-支撑板，16-加压电机，17-转盘，18-活动连杆，19-柱塞，20-缸体，21-单向阀，22-第一出水孔，23-调节板，24-第二出水孔，25-第三出水孔，26-定位圆环，27-限位块，28-气囊，29-橡胶气垫，30-液压伸缩杆，31-导轨，32-齿条，33-齿轮，34-抬升电机，35-滤网，36-电子秤。
如图1-图4所示一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，包括供水池1、调压仓2、喷淋头3、测试仓4、沥青测试板5、活动水槽6以及PLC控制器，所述供水池1连接设有水泵7，该水泵7连接设有输水管8；所述调压仓2连接设有加压机构、进水阀9以及出水阀10，该出水阀10设置在调压仓2的底部；所述输水管8连接进水阀9；所述出水阀10连接喷淋头3，所述喷淋头3固定设置在测试仓4的上方，该喷淋头3的喷口朝向测试仓4且出水量可调节；所述测试仓4的顶面与底面分别对应设有进水口11以及出水口12，该测试仓4还连接设有调节台13以及泄水阀14，该调节台13与水平面的倾斜度可调整，所述沥青测试板5设置在调节台上，所述泄水阀14的位置与调节台13的顶面相适应；所述活动水槽6设置在测试仓4的下方，该活动水槽6的槽口覆盖出水口12；所述进水阀9、出水阀10以及泄水阀14均为电磁阀；所述PLC控制器信号连接水泵7、加压机构、进水阀9、出水阀10、喷淋头3、泄水阀14以及调节台13。
通过PLC控制器进行操作检测，开启水泵7以及进水阀9向调压仓2输送检测用水；随后关闭进水阀9，启动加压机构改变调压仓2内压力，进行不同水压下对沥青混凝土渗水性的影响；调整喷淋头3出水量后开启出水阀10喷淋，对水流粗细进行控制，喷淋出的水从进水口11进入测试仓4，并淋在调节台13以及沥青测试板5上，通过改变调节台13的倾斜度，模拟不同坡度沥青混凝土的情况；检测用水渗透穿过沥青测试板5后，由出水口12滴至活动水槽6内；喷淋结束后关闭出水阀10并打开泄水阀14，在泄水完毕后关闭泄水阀14；实现了调整调节台13模拟不同坡度沥青混凝土环境进行喷淋，通过控制水压大小以及水流粗细进行多次测试，更具体的掌握了沥青混凝土路面受降水影响的情况，提高测试结果的实用性。
所述加压机构包括支撑板15、加压电机16、转盘17、活动连杆18、柱塞19以及缸体20，所述加压电机16固定设置在支撑板15上，该加压电机16连接转盘17轴心配合联动，所述活动连杆18包括第一连接部以及第二连接板，所述第一连接部与第二连接部的一端铰接，该第一连接部的另一端铰接设置在转盘17边缘且两端的铰接轴相互平行，该第二连接部的另一端固定连接柱塞19；所述柱塞19插设于缸体20内；所述缸体20连通调压仓2，该缸体20内设有单向阀21。
通过启动加压电机16联动转盘17转动，拉动活动连杆18与柱塞19相对缸体20做往复运动，通过柱塞19与缸体20内的单向阀21配合，向调压仓2内注入空气；实现增大调压仓2内压力，从而在打开出水阀10后能产生更大的水压，进而检测沥青混凝土在不同水压喷淋下的渗水性。
所述喷淋头3的喷口设有若干第一出水孔22，该喷淋头3的内部设有可转动的调节板23，所述调节板23紧贴喷淋头3的喷口，该调节板23设有若干第二出水孔24以及第三出水孔25，该第二出水孔24与第一出水孔22相对应，该第三出水孔25大小与第一出水孔22均不相同；所述调节板23的轴心还连接设有转动电机，该转动电机信号连接PLC控制器。
通过启动转动电机联动调节板23，由第二出水孔24与第一出水孔22位置相对应变为第三出水孔25对应，使得出水孔有效截面变小，改变水流粗细，检测沥青混凝土在不同粗细水流喷淋下的渗水性。
所述调节台13包括定位圆环26以及抬升机构，该定位圆环26的一端顶部铰接设置在泄水阀14的下方；所述抬升机构的一端连接定位圆环26底面上与铰接点对称的端点，该抬升机构的另一端固定连接测试仓4；所述定位圆环26内周面的底部设有限位块27，该定位圆环26内周面还设有气囊28，该气囊28连接设置有气阀；所述定位圆环26的外周面设有橡胶气垫29，该橡胶气垫29紧密贴合测试仓4的内壁；所述沥青测试板5与定位圆环26的内圆面相适应。
将沥青测试板5放入定位圆环26的中心通孔处，由限位块27进行支撑，并启动气阀向气囊28充气压紧沥青测试板5，实现固定沥青测试板5的同时防止水从沥青测试板5的侧面流走；通过抬升机构与位置相对称的铰接点配合，改变调节台13的倾斜程度，并通过橡胶气垫29的柔软性，在调节台13倾斜过程中形变，始终贴合调节台13与测试仓4，避免水流沿测试仓4内壁进入活动水槽6，影响测试结果。
所述抬升机构包括液压伸缩杆30，所述液压伸缩杆30的两端分别连接测试仓4以及定位圆环26，该液压伸缩杆30连接设有电磁阀，所述电磁阀信号连接PLC控制器。
通过控制电磁阀启动液压伸缩杆30改变长度，对调节台13一侧高度进行调整，实现改变调节台13倾斜程度。
所述抬升机构包括导轨31、齿条32、齿轮33以及抬升电机34；所述导轨31沿竖直方向固定设置在测试仓4的内壁上；所述齿条32背向齿槽的一侧卡设与导轨31内做滑动连接；所述齿轮33紧密啮合齿条32；所述抬升电机34连接齿轮33的轴心进行配合联动，该抬升电机34信号连接PLC控制器。
通过启动抬升电机34联动齿轮33，由齿轮33与驱动齿条32沿导轨31运动调整调节台13一侧高度，实现改变调节台13倾斜程度。
所述出水口12连接设有滤网35。
通过滤网35将沥青测试板5因渗水脱落的碎屑过滤，避免碎屑进入活动水槽6影响最终的检测结果。
所述活动水槽6的底部设有电子秤36，该电子秤36信号连接PLC控制器。
通过活动水槽6底部的电子秤36计量出活动水槽6在检测前后的重量，并发送到PLC控制器计算出检测前后的变化量。
一种利用上述装置的渗水性检测方法，步骤包括，将沥青测试板5放在调节台13上且进行固定，调整调节台13的倾斜程度；打开进水阀9并启动水泵7向调压仓2输水，在调压仓2有足够水量后关闭进水阀9以及水泵7；加压机构启动，调整调压仓2内压力至目标大小；控制喷淋头3的出水量，并打开出水阀10对沥青测试板5进行喷淋；喷淋结束后关闭出水阀10，开启泄水阀14；泄水完毕后关闭泄水阀14，通过称重活动水槽6，计算获得沥青测试板5渗水性；改变多组调压仓2的压力目标、喷淋头3的出水量以及调节台倾斜度，再次进行检测；将多组检测结果整合形成渗水性报表。
通过调节台13固定沥青测试板5并调整倾斜程度，在喷淋头3进行喷淋时，实现收集多坡度沥青测试板5受淋数据；通过活动水槽6承接从出水口13滴落的渗透水，得到沥青测试板5渗水性数据；通过调压仓2与喷淋头3配合改变水压大小与水流粗细，获取多组同一坡度的对照数据，丰富数据模型的同时提高了检测结果的可靠性。
步骤还包括，喷淋结束后由PLC控制器进行一段时间的计时，计时结束后打开泄水阀14。
通过进行一段时间的计时后再打开泄水阀14，使检测用水在沥青测试板5上表面形成积水，检测沥青测试板5在积水情况下的渗水性。
Claims (10)
1.一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，包括供水池(1)、调压仓(2)、喷淋头(3)、测试仓(4)、沥青测试板(5)、活动水槽(6)以及PLC控制器，其特征在于：所述供水池(1)连接设有水泵(7)，该水泵(7)连接设有输水管(8)；所述调压仓(2)连接设有加压机构、进水阀(9)以及出水阀(10)，该出水阀(10)设置在调压仓(2)的底部；所述输水管(8)连接进水阀(9)；所述出水阀(10)连接喷淋头(3)，所述喷淋头(3)固定设置在测试仓(4)的上方，该喷淋头(3)的喷口朝向测试仓(4)且出水量可调节；所述测试仓(4)的顶面与底面分别对应设有进水口(11)以及出水口(12)，该测试仓(4)还连接设有调节台(13)以及泄水阀(14)，该调节台(13)与水平面的倾斜度可调整，所述沥青测试板(5)设置在调节台(13)上，所述泄水阀(14)的位置与调节台(13)的顶面相适应；所述活动水槽(6)设置在测试仓(4)的下方，该活动水槽(6)的槽口覆盖出水口(12)；所述进水阀(9)、出水阀(10)以及泄水阀(14)均为电磁阀；所述PLC控制器信号连接水泵(7)、加压机构、进水阀(9)、出水阀(10)、喷淋头(3)、泄水阀(14)以及调节台(13)。
2.根据权利要求1所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述加压机构包括支撑板(15)、加压电机(16)、转盘(17)、活动连杆(18)、柱塞(19)以及缸体(20)，所述加压电机(16)固定设置在支撑板(15)上，该加压电机(16)连接转盘(17)轴心配合联动，所述活动连杆(18)包括第一连接部以及第二连接板，所述第一连接部与第二连接部的一端铰接，该第一连接部的另一端铰接设置在转盘(17)边缘且两端的铰接轴相互平行，该第二连接部的另一端固定连接柱塞(19)；所述柱塞(19)插设于缸体(20)内；所述缸体(20)连通调压仓(2)，该缸体(20)内设有单向阀(21)。
3.根据权利要求1所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述喷淋头(3)的喷口设有若干第一出水孔(22)，该喷淋头(3)的内部设有可转动的调节板(23)，所述调节板(23)紧贴喷淋头(3)的喷口，该调节板(23)设有若干第二出水孔(24)以及第三出水孔(25)，该第二出水孔(24)与第一出水孔(22)相对应，该第三出水孔(25)大小与第一出水孔(22)均不相同；所述调节板(23)的轴心还连接设有转动电机，该转动电机信号连接PLC控制器。
4.根据权利要求1所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述调节台包括定位圆环(26)以及抬升机构，该定位圆环(26)的一端顶部铰接设置在泄水阀(14)的下方；所述抬升机构的一端连接定位圆环(26)底面上与铰接点对称的端点，该抬升机构的另一端固定连接测试仓(4)；所述定位圆环(26)内周面的底部设有限位块(27)，该定位圆环(26)内周面还设有气囊(28)，该气囊(28)连接设置有气阀；所述定位圆环(26)的外周面设有橡胶气垫(29)，该橡胶气垫(29)紧密贴合测试仓(4)的内壁；所述沥青测试板(5)与定位圆环(26)的内圆面相适应。
5.根据权利要求4所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述抬升机构包括液压伸缩杆(30)，所述液压伸缩杆(30)的两端分别连接测试仓(4)以及定位圆环(26)，该液压伸缩杆(30)连接设有电磁阀，所述电磁阀信号连接PLC控制器。
6.根据权利要求4所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述抬升机构包括导轨(31)、齿条(32)、齿轮(33)以及抬升电机(34)；所述导轨(31)沿竖直方向固定设置在测试仓(4)的内壁上；所述齿条(32)背向齿槽的一侧卡设与导轨(31)内做滑动连接；所述齿轮(33)紧密啮合齿条(32)；所述抬升电机(34)连接齿轮(33)的轴心进行配合联动，该抬升电机(34)信号连接PLC控制器。
7.根据权利要求1所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述出水口(12)连接设有滤网(35)。
8.根据权利要求1所述一种透水沥青混凝土的渗水性检测装置，其特征在于：所述活动水槽(6)的底部设有电子秤(36)，该电子秤(36)信号连接PLC控制器。
9.一种利用根据权利要求1-8任意一条所述装置的渗水性检测方法，其特征在于：步骤包括，将沥青测试板(5)放在调节台(13)上且进行固定，调整调节台(13)的倾斜程度；打开进水阀(9)并启动水泵()向调压仓(2)输水，在调压仓(2)有足够水量后关闭进水阀(9)以及水泵(7)；加压机构启动，调整调压仓(2)内压力至目标大小；控制喷淋头(3)的出水量，并打开出水阀(10)对沥青测试板(5)进行喷淋；喷淋结束后关闭出水阀(10)，开启泄水阀(14)；泄水完毕后关闭泄水阀(14)，通过称重活动水槽(6)，计算获得沥青测试板(5)渗水性；改变多组调压仓的压力目标、喷淋头的出水量以及调节台倾斜度，再次进行检测；将多组检测结果整合形成渗水性报表。
10.根据权利要求9所述一种渗水性检测方法，其特征在于：步骤还包括，喷淋结束后由PLC控制器进行一段时间的计时，计时结束后打开泄水阀(14)。
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