CN116625195A - 一种公路路面厚度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路路面厚度检测装置及方法，涉及道路施工检测技术领域，包括钻筒，钻筒内设有测量装置和填充装置：测量装置包括钻杆、套筒以及支撑杆，套筒的侧壁上设有刻度；填充装置包括混合胶腔、注胶管和喷嘴。本发明设置测量装置，在钻穿路面并取出钻芯时，通过套筒上的刻度变化即可快速读取钻芯厚度；设置填充装置，在钻探后取出钻芯时，对钻坑喷涂发泡胶，通过防水的发泡胶快速填充钻坑，聚氨酯修复方式能够在钻芯取样时及时回填，又能够提供较好的强度支撑，避免钻坑附近路面裂缝的产生。

Description

一种公路路面厚度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及道路施工检测技术领域，具体为一种公路路面厚度检测装置及方法。

背景技术

在路面工程中，各个层次的厚度是和道路整体强度密切相关的，只有在保证厚度的情况下，路面的各个层次及整体的强度才能得到保证。为此在道路建设完工后，需要对道路进行厚度检测，以避免因施工不规范或承包商偷工减料导致道路厚度不达标。

根据专利号CN111351416B公开的一种路面厚度检测装置及其检测方法，该装置通过驱动机构使钻筒下降时，标尺同步上升，以此方式可直观检测路面厚度，便于测量。

但上述装置钻芯时，工作人员无法观察到钻筒的位置，无法判断钻筒是否钻穿路面层，因此在钻筒钻穿路面层后，会继续向下钻探一定深度的土层，导致标尺所示数值与实际路面厚度存在较大偏差。

且在将钻芯取出后，路面会留有钻坑，需要进行回填，但钻坑内存留有许多钻探时注入的冷却水，为避免回填后积水在后续使用中影响路面的质量，需要使用纱布等将水擦干，等待水分干透后再回填，且因道路厚度检测需要在多处进行取样检测，耗时较长，许多测量人员会选择等过一段时间后再回填，甚至不回填，这就导致钻坑附近的路面强度降低，在通车后，车辆长时间通行钻坑附近的路面，会造成路面向钻坑沉降，甚至出现裂缝，影响道路的正常使用以及后期的钻坑回填。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种公路路面厚度检测装置及方法，以解决上述背景技术中的路面厚度检测装置测量偏差较大且钻芯后不能及时回填导致路面易受损的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种公路路面厚度检测装置，包括钻筒，所述钻筒内设有用于测量钻芯厚度的测量装置以及用于填充钻坑的填充装置：

所述测量装置包括与钻筒同轴心线分布用于穿透钻芯的钻杆、设于钻筒与钻杆之间的套筒以及对称设于钻杆侧壁上用于勾住钻芯的支撑杆，所述套筒的一端延伸至钻筒相对于钻头一端的外侧且所述套筒的侧壁上设有刻度；

所述填充装置包括设于钻筒侧壁内的混合胶腔、连通至混合胶腔内的注胶管、连通混合胶腔与钻筒内侧用于喷胶的喷嘴。

进一步地，所述钻筒包括筒体以及活动装配于筒体端部的钻头，所述筒体内对称设有沿轴心线方向延伸的腔室，所述筒体的内壁上对称开设有连通至腔室内侧的十字滑槽，所述腔室朝向钻头一端设有连通至筒体内侧的喷嘴。

进一步地，所述套筒位于筒体内侧的另一端通过法兰连接有支撑板，所述支撑板上设有通过十字滑槽延伸至腔室内侧的滑块，所述滑块的下端面沿十字滑槽设有滑动密封件，所述腔室通过滑块分隔为注胶腔与混合胶腔。

进一步地，所述填充装置还包括增压组件，所述增压组件包括设于混合胶腔内沿混合胶腔延伸方向移动的挤胶板，所述支撑板与筒体之间形成压缩空腔，所述支撑板上开设有连通压缩空腔与混合胶腔的空气流道，所述空气流道位于压缩空腔内侧一端设有电控阀门。

进一步地，所述钻杆的侧壁上对称开设有装配槽，所述支撑杆铰接于装配槽内，所述支撑杆与装配槽内壁之间设有驱使支撑杆延伸出装配槽的第三压簧。

进一步地，所述装配槽的侧壁上开设有凹槽，所述凹槽内活动设有延伸至装配槽内的限位块，所述凹槽内设有第一簧片，所述限位块位于凹槽内侧一端设有与第一簧片适配的第二簧片，所述第二簧片受驱靠拢并抵触第一簧片以使电控阀门打开，所述限位块与凹槽内壁之间设有第二压簧。

进一步地，所述注胶管包括A料管道和B料管道，所述滑块内设有分别与A料管道和B料管道连通的单向阀。

进一步地，所述挤胶板上开设有与两个单向阀对应的出胶口，所述出胶口与对应单向阀之间通过柔性软管连通。

进一步地，所述筒体与套筒之间设有密封圈，所述钻头朝向筒体一侧开设有连接槽，所述连接槽与筒体内壁相邻的侧壁上设有密封垫，所述连接槽内设有使钻头保持远离筒体的第一压簧。

本发明还提供了基于上述公路路面厚度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1：将检测装置移动至待测区域，检查检测装置状态；

S2：通过升降设备使钻筒与钻杆贴合于地面；

S3：启动发动机驱使钻筒与钻杆钻孔取样，钻孔完成后将钻芯取出，同时填充装置填充发泡胶；

S4：通过套筒延伸出钻筒部分的刻度差读取钻芯厚度。

本发明提供一种公路路面厚度检测装置及方法，

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本发明提供的一种公路路面厚度检测装置及方法：

设置测量装置，在钻穿路面并取出钻芯时，通过套筒上的刻度变化即可快速读取钻芯厚度，使用方便且误差值较小；

设置填充装置，在钻探后取出钻芯时，对钻坑喷涂发泡胶，通过防水的发泡胶快速填充钻坑，给钻坑内的路面断面提供临时支撑，防止车辆通行后路面受压迫向钻坑塌陷，延长路面的使用寿命，方便后期对钻坑进行回填；

设置增压组件，利用钻探时压缩空腔内形成的正压力，在钻探完成并取出钻芯时，快速将混合胶腔内的发泡胶液喷入钻坑内，在钻筒离开钻坑前将发泡胶液全部喷出，提高工作效率；

设置支撑架，在钻探完成后可以将钻芯带出，省却了手动取出钻芯的步骤。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明提供的检测装置的结构示意图；

图2为本发明提供的检测装置的剖面结构示意图；

图3为图2中H处放大图；

图4为本发明提供的检测装置常态的检测装置结构示意图；

图5为图4中A处放大图；

图6为图4中B处放大图；

图7为图6中C处放大图；

图8为本发明提供的检测装置钻探时的剖面结构示意图；

图9为图8中D处放大图；

图10为图8中E处放大图；

图11为本发明提供的检测装置钻探后的剖面结构示意图；

图12为图11中F处放大图；

图13为图11中G处放大图。

图中：

100、筒体；101、密封圈；102、注胶腔；103、喷嘴；105、滑动密封件；106、混合胶腔；107、挤胶板；120、钻头；121、密封垫；122、第一压簧；200、套筒；201、刻度；210、支撑板；211、电控阀门；212、空气流道；213、单向阀；214、A料管道；215、B料管道；300、钻杆；301、装配槽；302、支撑杆；303、第三压簧；304、限位块；305、第二簧片；306、第一簧片；307、第二压簧；400、钻芯。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1至图13，本发明提供的一种公路路面厚度检测装置，包括钻筒，钻筒内设有用于测量钻芯400厚度的测量装置以及用于填充钻坑的填充装置：

测量装置包括与钻筒同轴心线分布用于穿透钻芯400的钻杆300、设于钻筒与钻杆300之间的套筒200以及对称设于钻杆300侧壁上用于勾住钻芯400的支撑杆302，套筒200的一端延伸至钻筒相对于钻头120一端的外侧且套筒200的侧壁上设有刻度201；

填充装置包括设于钻筒侧壁内的混合胶腔106、连通至混合胶腔106内的注胶管、连通混合胶腔106与钻筒内侧用于喷胶的喷嘴103。

如图3所示，钻筒包括筒体100以及活动装配于筒体100端部的钻头120，筒体100内对称设有沿轴心线方向延伸的腔室，筒体100的内壁上对称开设有连通至腔室内侧的十字滑槽，腔室朝向钻头120一端设有连通至筒体100内侧的喷嘴103。

如图4至图5所示，套筒200位于筒体100内侧的另一端通过法兰连接有支撑板210，支撑板210上设有通过十字滑槽延伸至腔室内侧的滑块，滑块的下端面沿十字滑槽设有滑动密封件105，滑动密封件105的上端通过弹性卡子卡接与滑块上，腔室通过滑块分隔为注胶腔102与混合胶腔106，注胶管即设于注胶腔102内。

如图4至图5所示，填充装置还包括增压组件，增压组件包括设于混合胶腔106内沿混合胶腔106延伸方向移动的挤胶板107，挤胶板107受驱挤压发泡胶液使其从喷嘴103喷出，支撑板210与筒体100之间形成压缩空腔，支撑板210上开设有连通压缩空腔与混合胶腔106的空气流道212，空气流道212位于压缩空腔内侧一端设有电控阀门211，电控阀门211关闭时，压缩空腔处于密封状态，随着钻探进行，支撑板210受驱上移，使压缩空腔体积减小，形成正压，待钻探完成后，电控阀门211打开，压缩空腔内的空气通过空气流道212涌入混合胶腔106内，驱使挤胶板107推挤混合胶腔106内的发泡胶液快速从喷嘴103喷出。

具体地，本发明的实施例中，所述发泡胶液为硬质聚氨酯发泡液，其由俗称白料的聚酯多元醇，俗称黑料的二异氰酸酯，催化剂、阻燃剂和发泡剂等多种助剂组合而成的高分子聚合物，由于固化后的硬质聚氨酯泡沫的泡孔闭孔率高达95％，所以它不仅拥有较小的隔热系数，还拥较高的强度以及优秀的抗震能力，并能够注入不规则的裂缝空间中，因此成为修补墙壁及道路问题的不二选择。

如图6至图7所示，钻杆300的侧壁上对称开设有装配槽301，支撑杆302铰接于装配槽301内，支撑杆302与装配槽301内壁之间设有驱使支撑杆302延伸出装配槽301的第三压簧303，常态下支撑杆302抵触于支撑板210的下端面上，此时套筒200延伸出钻筒部分与钻筒上端齐平处的刻度201为0，当钻杆300贯穿钻芯400后，支撑杆302受第三压簧303抵推翻转延伸出装配槽301，随着升降设备提升钻筒，支撑杆302抵触于钻芯400的下端面上，钻芯400的上端面抵触于支撑板210的下端面上，此时套筒200延伸出钻筒部分与钻筒上端齐平处的刻度201数值即为钻芯400的厚度。

如图7所示，装配槽301的侧壁上开设有凹槽，凹槽内活动设有延伸至装配槽301内的限位块304，凹槽内设有第一簧片306，限位块304位于凹槽内侧一端设有与第一簧片306适配的第二簧片305，第二簧片305受驱靠拢并抵触第一簧片306以使电控阀门211打开，限位块304与凹槽内壁之间设有第二压簧307，钻探时随着钻杆300深入钻芯400内，支撑杆302受钻孔收束于装配槽301内，此时第二压簧307抵推限位块304带着第二簧片305远离第一簧片306，电控阀门211关闭，将空气流道212封闭，配合密封圈101使支撑板210与钻筒之间形成的压缩空腔完全密封，且随着钻探的进程，支撑板210受钻芯400抵推不断压缩压缩空腔的体积，使得压缩空腔内呈正压，当钻探完成后回收钻芯400时，支撑杆302翻转抵触于钻芯400下端面，此时支撑杆302给限位块304施加向凹槽内的压力，驱使限位块304带着第二簧片305靠拢并抵触第一簧片306，电控阀门211打开，使压缩空腔内的压缩空气能够通过空气流道212进入混合胶腔106内。

如图5所示，注胶管包括A料管道214和B料管道215，滑块内设有分别与A料管道214和B料管道215连通的单向阀213，本实施例选用的发泡胶为聚氨酯注浆路基修复发泡胶，其包括A料混合液和B料混合液，两种混合液混合后形成聚氨酯发泡胶液，通过喷嘴103喷出到钻坑内，发泡胶液膨胀并在15分钟内固化达到其最终强度的90%，具有良好的柔韧性、防水性以及较高的抗拉强度，在注浆时和注浆后都不受潮湿条件的影响，固化之后材料可以防止水的进一步渗透，对路面裂缝和接缝有良好的密封作用。

如图5所示，挤胶板107与滑块相邻面均设有磁铁，该磁铁用于在常态下使挤胶板107吸附于滑块下方，挤胶板107上开设有与两个单向阀213对应的出胶口，出胶口与对应单向阀213之间通过柔性软管连通，当钻探完成后，电控阀门211开启时，压缩空气通过气流通道涌入挤胶板107与滑块之间，驱使挤胶板107远离滑块向喷嘴103方向移动，以此给混合胶腔106内的发泡胶液施加推力，驱使发泡胶液通过喷嘴103快速喷出到钻坑内。

如图4至图5所示，筒体100与套筒200之间设有密封圈101，用以使筒体100内侧与支撑板210之间形成压缩空腔，钻头120朝向筒体100一侧开设有连接槽，连接槽与筒体100内壁相邻的侧壁上设有密封垫121，密封垫121用以在钻探过程中封堵喷嘴103，使混合胶腔106形成相对密封环境，以便于钻探过程中随着支撑板210的移动使混合胶腔106空间增大，形成负压以使A料混合液与B料混合液进入混合胶腔106内，随着钻筒旋转过程进行混匀，连接槽内设有使钻头120保持远离筒体100的第一压簧122，在钻穿路基层抵达下方的土层后，第一压簧122抵推钻头120向远离筒体100方向移动，使得密封垫121远离喷嘴103，以使混合胶腔106内的发泡胶液能够通过喷嘴103喷射到钻坑内。

上述实施例公开的公路路面厚度检测装置，其检测方法具体包括以下步骤：

S1：在公路上选取多个取样点，将检测装置移动至待测区域，检查检测装置状态，检查完成后将装置固定；

S1：通过升降设备使钻筒与钻杆300贴合于地面，钻筒的钻头120首先接触地面，随着升降设备的驱使，第一压簧122压缩，使钻头120向筒体100靠拢，进而使钻头120上的密封垫121将筒体100上的喷嘴103封堵，使混合胶腔106形成密封空间；

S3：钻探时，启动发动机驱使钻筒与钻杆300钻孔取样，随着钻筒与钻杆300深入地面，钻芯400上端面抵触于支撑板210的下端面上，此时钻杆300侧壁上的支撑杆302受钻芯400上的钻孔收束于装配槽301内，第二压簧307抵推第一簧片306与第二簧片305分离，电控阀门211关闭，使压缩空腔密封，随着钻探进行，支撑板210受钻芯400抵推移动使压缩空腔体积逐渐减小，形成正压，同时滑块随支撑板210同步移动，使混合胶腔106体积逐渐增大，形成负压，使A料管道214和B料管道215中的A料混合液与B料混合液进入混合胶腔106内，并随着钻筒旋转钻探的过程进行混匀，形成发泡胶液；

待钻筒与钻杆300穿透路面并抵达下方的土层后，第一压簧122驱使钻头120向远离筒体100方向移动，使得密封垫121离开喷嘴103位置，同时第三压簧303驱使支撑杆302翻转延伸出装配槽301并抵接在钻芯400下端面上，随着升降设备驱使钻筒带着钻芯400离开钻坑，支撑杆302受钻芯400重力作用抵在限位块304上，驱使限位块304带着第二簧片305靠拢并抵触第一簧片306，使电控阀门211打开，此时压缩空腔内的压缩空气通过空气流道212快速涌入位于混合胶腔106内的挤胶板107与滑块之间，驱使挤胶板107推挤发泡胶液从喷嘴103喷到钻坑内，对钻坑进行填充；

现有技术中钻坑回填沥青速度慢，经常在取样一段时间后进行回填，甚至不再回填钻孔，导致路面上常见到圆筒状的小钻坑，在车辆经过时不仅影响路面的通过性，而且车轮碾压钻坑时，由于缺乏支撑，钻坑的边缘容易向钻坑中心处塌陷，进而产生道路裂缝等病害，本发明中的聚氨酯修复方式能够在钻芯取样时及时回填，又能够提供较好的强度支撑，避免钻坑附近路面裂缝的产生。

S4：通过读取套筒200延伸出钻筒部分与钻筒上端齐平处的刻度201数值即可得到钻芯400的厚度，测量完成后用清水冲洗钻筒内壁及混合胶腔残余的发泡胶液。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：包括钻筒，所述钻筒内设有用于测量钻芯（400）厚度的测量装置以及用于填充钻坑的填充装置：

所述测量装置包括与钻筒同轴心线分布用于穿透钻芯（400）的钻杆（300）、设于钻筒与钻杆（300）之间的套筒（200）以及对称设于钻杆（300）侧壁上用于勾住钻芯（400）的支撑杆（302），所述套筒（200）的一端延伸至钻筒相对于钻头（120）一端的外侧且所述套筒（200）的侧壁上设有刻度（201）；

所述填充装置包括设于钻筒侧壁内的混合胶腔（106）、连通至混合胶腔（106）内的注胶管、连通混合胶腔（106）与钻筒内侧用于喷胶的喷嘴（103）。

2.根据权利要求1所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述钻筒包括筒体（100）以及活动装配于筒体（100）端部的钻头（120），所述筒体（100）内对称设有沿轴心线方向延伸的腔室，所述筒体（100）的内壁上对称开设有连通至腔室内侧的十字滑槽，所述腔室朝向钻头（120）一端设有连通至筒体（100）内侧的喷嘴（103）。

3.根据权利要求1所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述套筒（200）位于筒体（100）内侧的另一端通过法兰连接有支撑板（210），所述支撑板（210）上设有通过十字滑槽延伸至腔室内侧的滑块，所述滑块的下端面沿十字滑槽设有滑动密封件（105），所述腔室通过滑块分隔为注胶腔（102）与混合胶腔（106）。

4.根据权利要求1所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述填充装置还包括增压组件，所述增压组件包括设于混合胶腔（106）内沿混合胶腔（106）延伸方向移动的挤胶板（107），所述支撑板（210）与筒体（100）之间形成压缩空腔，所述支撑板（210）上开设有连通压缩空腔与混合胶腔（106）的空气流道（212），所述空气流道（212）位于压缩空腔内侧一端设有电控阀门（211）。

5.根据权利要求1所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述钻杆（300）的侧壁上对称开设有装配槽（301），所述支撑杆（302）铰接于装配槽（301）内，所述支撑杆（302）与装配槽（301）内壁之间设有驱使支撑杆（302）延伸出装配槽（301）的第三压簧（303）。

6.根据权利要求5所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述装配槽（301）的侧壁上开设有凹槽，所述凹槽内活动设有延伸至装配槽（301）内的限位块（304），所述凹槽内设有第一簧片（306），所述限位块（304）位于凹槽内侧一端设有与第一簧片（306）适配的第二簧片（305），所述第二簧片（305）受驱靠拢并抵触第一簧片（306）以使电控阀门（211）打开，所述限位块（304）与凹槽内壁之间设有第二压簧（307）。

7.根据权利要求3所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述注胶管包括A料管道（214）和B料管道（215），所述滑块内设有分别与A料管道（214）和B料管道（215）连通的单向阀（213）。

8.根据权利要求4所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述挤胶板（107）上开设有与两个单向阀（213）对应的出胶口，所述出胶口与对应单向阀（213）之间通过柔性软管连通。

9.根据权利要求2所述的一种公路路面厚度检测装置，其特征在于：所述筒体（100）与套筒（200）之间设有密封圈（101），所述钻头（120）朝向筒体（100）一侧开设有连接槽，所述连接槽与筒体（100）内壁相邻的侧壁上设有密封垫（121），所述连接槽内设有使钻头（120）保持远离筒体（100）的第一压簧（122）。

10.一种公路路面厚度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将检测装置移动至待测区域，检查检测装置状态；

S2：通过升降设备使钻筒与钻杆（300）贴合于地面；

S3：启动发动机驱使钻筒与钻杆（300）钻孔取样，钻孔完成后将钻芯（400）取出，同时填充装置填充发泡胶；

S4：通过套筒（200）延伸出钻筒部分的刻度（201）差读取钻芯（400）厚度。