CN114942213A - 一种沥青混凝土渗透系数测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种沥青混凝土渗透系数测试装置，包括支撑架，支撑架具有顶板、中间板和底板，顶板上安装有供水水箱，供水水箱的底部具有多个出水孔，上部连接管与出水孔连接和下部连接管连接；下部连接管与上渗水钢座连接，上渗水钢座与下渗水钢座之间夹有沥青混凝土试件，下渗水钢座座于中间板，并与出水管连接，出水管正对座于底板上的量筒；上渗水钢座与沥青混凝土试件的连接处、沥青混凝土试件和下渗水钢座与沥青混凝土试件的连接处包裹有弹性膜状物，且采用弹性件缠绕的方式裹紧。采用更加简便的侧面密封方式，不用通过外界装置施加侧面围压，有效防止水分从试件侧壁通过，简单便捷、成本低廉、速度快捷，效果显著，且不需要特殊或专门装置。
Description
技术领域
本发明涉及渗透系数测试技术领域，具体而言是一种沥青混凝土渗透系数测试装置。
背景技术
沥青混凝土渗透性对于沥青路面使用性能有着重要影响，准确测定沥青混凝的渗透系数是沥青路面领域的重要基础工作。
当前沥青混凝土渗透系数测定主要采用渗水测试仪方法，如图1所示，渗水测试仪包括底座，设置在底座上的水位测量管，底座的底部具有一腔体，腔体与地面接触，水位测量管通过导管与腔体连通，且导管上设置有不锈钢阀门，水位测量管内的水流入腔体中，观察水位测量管内的水位，进而测量渗透系数，底座的下方设置有安装胶圈和标记环的槽。图1方法的主要缺点是沥青混合料过水断面不确定，所得渗水量测试结果具有较大离散性，且只适用于现场检测，难以用于实验室测试。
为此，部分专家借鉴土工试验中土样渗透系数的测试方法，来测试沥青混凝土的渗透系数，却存在难以阻止水份从试样与管路之间的间隙通过的难题，如采用施加围压裹紧橡胶模消除间隙的方式，则又存在试验装置复杂昂贵、操作难度大的缺点。
发明内容
根据上述技术问题，而提供一种沥青混凝土渗透系数测试装置。本发明采用的技术手段如下：
一种沥青混凝土渗透系数测试装置，包括支撑架，支撑架具有顶板、中间板和底板，顶板上安装有供水水箱，且供水水箱的底部具有多个出水孔，上部连接管的顶端穿过顶板与出水孔连接，上部连接管的底端与下部连接管的顶端连接；下部连接管的底端与上渗水钢座连接，且上渗水钢座具有贯通上渗水钢座的第一渗水孔，且下部连接管的底端与第一渗水孔连接；
上渗水钢座的下方设置有座于中间板上的下渗水钢座，下渗水钢座具有贯通下渗水钢座的第二渗水孔，出水管的顶部穿过中间板与第二渗水孔连接，且出水管的底部正对座于底板上的量筒；
上渗水钢座与下渗水钢座之间夹有沥青混凝土试件，且沥青混凝土试件的上下表面分别与上渗水钢座和下渗水钢座连接，被上渗水钢座和下渗水钢座夹持，上渗水钢座与沥青混凝土试件的连接处、沥青混凝土试件侧壁和下渗水钢座与沥青混凝土试件的连接处包裹有弹性膜状物，且采用弹性件缠绕的方式裹紧。弹性膜状物可采用橡胶膜，弹性件可以采用弹性防水胶带。
优选地，出水孔通过第一球阀与上部连接管连接。
优选地，上部连接管通过转换接头与下部连接管连接。
优选地，下部连接管内设置有第二球阀。
优选地，第一渗水孔通过与第一渗水孔螺纹连接的第一外丝牙宝塔接头与下部连接管连接，且第一渗水孔与第一外丝牙宝塔接头的连接处缠绕防水密封袋，第一外丝牙宝塔接头与下部连接管嵌套式连接，并在第一外丝牙宝塔接头底部采用喉箍与下部连接管紧固。
优选地，第二渗水孔通过与第二渗水孔螺纹连接的第二外丝牙宝塔接头与出水管连接，且第二渗水孔与第二外丝牙宝塔接头的连接处缠绕防水密封袋，第二外丝牙宝塔接头与出水管嵌套式连接，并在第二外丝牙宝塔接头底部采用喉箍与出水管紧固。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、用橡胶膜或其他弹性膜状物包裹试件侧壁，并采用弹性防水胶带或其他弹性条带状物裹紧缠绕的方式消除间隙，采用更加简便的侧面密封方式，不用通过外界装置施加侧面围压，有效防止水分从试件侧壁通过。这种方法简单便捷、成本低廉、速度快捷，效果显著，且不需要特殊或专门装置。
2、此发明渗水测试装置，采用多个出水口，可以同时测试多个试件，并且可以同时测试不同尺寸的试件，提高测试效率。
3、供水水箱比渗水孔尺寸较大，渗透过程中，可以保持供水水箱内水位高度不变，保持常水头渗透，可以保持常水压。
基于上述理由本发明可在沥青混凝土渗透系数测试等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背景技术中现有沥青混凝土渗透系数测定装置结构示意图。
图2为本发明实施例1中一种沥青混凝土渗透系数测试装置结构示意（未夹持沥青混凝土试件）。
图3为本发明实施例1中上渗水钢座和下渗水钢座夹持沥青混凝土试件示意图。
图4为本发明实施例1中其中一个上渗水钢座和下渗水钢座夹持沥青混凝土试件示意图。
图5为本发明实施例2中一种沥青混凝土渗透系数测试装置结构示意（未夹持沥青混凝土试件）。
图6为本发明实施例2中上渗水钢座和下渗水钢座夹持沥青混凝土试件示意图。
图中：1、顶板；2、中间板；3、底板；4、供水水箱；5、上部连接管；6、第一球阀；7、转换接头；8、下部连接管；9、上渗水钢座；9a、第一上渗水钢座；9b、第二上渗水钢座；10、第二球阀；11、下渗水钢座；11a、第一下渗水钢座；11b、第二下渗水钢座；12、出水管；13、量筒；14、第一外丝牙宝塔接头；15、第二外丝牙宝塔接头；16、喉箍；17、沥青混凝土试件；17a、第一沥青混凝土试件；17b、第二沥青混凝土试件；18、弹性膜状物；18a、第一弹性膜状物；18b、第二弹性膜状物。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图2~4所示，一种沥青混凝土渗透系数测试装置，包括支撑架，支撑架具有顶板1、中间板2和底板3，顶板1上安装有供水水箱4，且供水水箱4的底部具有多个出水孔，本实施方式中具有两个，上部连接管5的顶端穿过顶板1通过第一球阀6与出水孔连接，上部连接管5的底端通过转换接头7与下部连接管8的顶端连接；下部连接管8的底端与上渗水钢座9连接，下部连接管8内设置有第二球阀10。且上渗水钢座9具有贯通上渗水钢座9的第一渗水孔，且下部连接管8的底端与第一渗水孔连接；
上渗水钢座9的下方设置有座于中间板2上的下渗水钢座11，下渗水钢座11具有贯通下渗水钢座11的第二渗水孔，出水管12的顶部穿过中间板2与第二渗水孔连接，且出水管12的底部正对座于底板3上的量筒13；
第一渗水孔和第二渗水孔分别通过与第一渗水孔和第二渗水孔螺纹连接的第一外丝牙宝塔接头14和第二外丝牙宝塔接头15与下部连接管8和出水管12连接，且连接处缠绕防水密封袋，第一外丝牙宝塔接头14和第二外丝牙宝塔接头15分别与下部连接管8和出水管12嵌套式连接，并在接头底部采用喉箍16与下部连接管8和出水管12紧固。
上渗水钢座9与下渗水钢座11之间夹有沥青混凝土试件17，且沥青混凝土试件17的上下表面分别与上渗水钢座9和下渗水钢座11连接，被上渗水钢座9和下渗水钢座11夹持，上渗水钢座9与沥青混凝土试件17的连接处、沥青混凝土试件17侧壁和下渗水钢座11与沥青混凝土试件17的连接处包裹有弹性膜状物18，且采用弹性件缠绕的方式裹紧。弹性膜状物18可采用橡胶膜，弹性件可以采用弹性防水胶带。
本实施方式中：供水水箱4尺寸为长×宽×高：300mm×250mm×250mm；第一球阀6外径为26.5mm；上部连接管5内壁尺寸25mm，下部连接管8的内壁尺寸为12mm；顶板1与中间板2之间的距离为600mm，中间板2与底板3之间的距离为350mm，两个上渗水钢座9和其对应的下渗水钢座11均为圆柱形试件，其直径为37.5mm。
工作原理：将沥青混凝土试件17放置在上渗水钢座9和下渗水钢座11之间，然后将沥青混凝土试件17、上渗水钢座9与沥青混凝土试件17的连接处、下渗水钢座11与沥青混凝土试件17的连接处包裹弹性膜状物18，用弹性防水胶带或其他弹性条带状物裹紧缠绕消除间隙，关闭第一球阀6和第二球阀10，然后在供水水箱4中注入水（水量尽量大，保证其水头基本不变），之后打开第一球阀6和第二球阀10，同时开始计时，此时时间为t1，量筒13内水的体积为V1，开始试验，经过一段时间后观测量筒13内的水的体积为V2，此时时间为t2，根据根据公式：
得到初步渗透系数Cw，其中t2- t1通常为三分钟左右。多次测试几组，重复上述试验，得到多个初步渗透系数，然后取其平均值得到最终渗透系数。
因为一种沥青混凝土渗透系数测试装置结构具有多个出水孔、上部连接管5、下部连接管8、上渗水钢座9和下渗水钢座11，因此可以同时开启多个试验，提高了测试效率。
实施例2
如图5~6所示，一种沥青混凝土渗透系数测试装置，本实施例与实施例1的不同之处在于，两个上渗水钢座和下渗水钢座分别为第一上渗水钢座9a、第二上渗水钢座9b、第一下渗水钢座11a和第二下渗水钢座11b，且第一上渗水钢座9a和其所对应的第一下渗水钢座11a为圆柱形试件，其直径为37.5mm。第二上渗水钢座9b和其所对应的第二下渗水钢座11b为标准马歇尔试件，尺寸为101.6mm。第一上渗水钢座9a和第一下渗水钢座11a所夹持的混凝土试件为第一沥青混凝土试件17a，包裹的弹性膜状物为第一弹性膜状物18a。第二上渗水钢座9b和第二下渗水钢座11b所夹持的混凝土试件为第二沥青混凝土试件17b，包裹的弹性膜状物为第二弹性膜状物18b。
通过第一上渗水钢座9a、第二上渗水钢座9b、第一下渗水钢座11a和第二下渗水钢座11b的设置可以同时测试尺寸不同的第一沥青混凝土试件17a和第二沥青混凝土试件17b，增加测试效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，包括支撑架，所述支撑架具有顶板、中间板和底板，所述顶板上安装有供水水箱，且所述供水水箱的底部具有多个出水孔，上部连接管的顶端穿过所述顶板与所述出水孔连接，所述上部连接管的底端与下部连接管的顶端连接；所述下部连接管的底端与上渗水钢座连接，且所述上渗水钢座具有贯通所述上渗水钢座的第一渗水孔，且所述下部连接管的底端与所述第一渗水孔连接；
所述上渗水钢座的下方设置有座于所述中间板上的下渗水钢座，所述下渗水钢座具有贯通所述下渗水钢座的第二渗水孔，出水管的顶部穿过所述中间板与第二渗水孔连接，且所述出水管的底部正对座于所述底板上的量筒；
所述上渗水钢座与所述下渗水钢座之间夹有沥青混凝土试件，且所述沥青混凝土试件的上下表面分别与所述上渗水钢座和所述下渗水钢座连接，被所述上渗水钢座和所述下渗水钢座夹持，所述上渗水钢座与所述沥青混凝土试件的连接处、所述沥青混凝土试件侧壁和所述下渗水钢座与所述沥青混凝土试件的连接处包裹有弹性膜状物，且采用弹性件缠绕的方式裹紧。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述出水孔通过第一球阀与所述上部连接管连接。
3.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述上部连接管通过转换接头与下部连接管连接。
4.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述下部连接管内设置有第二球阀。
5.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述第一渗水孔通过与所述第一渗水孔螺纹连接的第一外丝牙宝塔接头与所述下部连接管连接。
6.根据权利要求5所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述第一渗水孔与所述第一外丝牙宝塔接头的连接处缠绕防水密封袋，所述第一外丝牙宝塔接头与所述下部连接管嵌套式连接，并在第一外丝牙宝塔接头底部采用喉箍与所述下部连接管紧固。
7.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述第二渗水孔通过与所述第二渗水孔螺纹连接的第二外丝牙宝塔接头与所述出水管连接。
8.根据权利要求7所述的一种沥青混凝土渗透系数测试装置，其特征在于，所述第二渗水孔与所述第二外丝牙宝塔接头的连接处缠绕防水密封袋，所述第二外丝牙宝塔接头与所述出水管嵌套式连接，并在第二外丝牙宝塔接头底部采用喉箍与所述出水管紧固。
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