CN116735844B - 一种半柔性路面灌浆率快速测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半柔性路面灌浆率快速测定装置及测定方法，包括由下到上依次连接的灌浆部、试样容纳部和试样压紧部，所述试样容纳部用于放置圆柱形半柔性路面试样，所述试样容纳部具有多孔结构的底板，所述圆柱形半柔性路面试样置于所述底板上，通过读取所述圆柱形半柔性路面试样的半径和高度、灌浆水和灌浆水泥的高度，计算出半柔性路面灌浆率；所述测定装置结构简单，拆装容易，所述测定方法能够在不破坏所述圆柱形半柔性路面试样的情况下快速测定出半柔性路面灌浆率，使所述圆柱形半柔性路面试样能够继续应用于后续测试。

Description

一种半柔性路面灌浆率快速测定装置及测定方法

技术领域

本发明属于半柔性路面领域，更具体地，本发明涉及一种半柔性路面灌浆率快速测定装置及测定方法。

背景技术

半柔性路面是在碾压成型后的大空隙沥青混合料中灌注水泥基灌浆材料而形成的一种刚柔并济的复合路面。

由于沥青混合料中的空隙处于不规则状态，难以快速测定其完整空隙，当不同水泥基灌浆材料灌注后，难以知晓其实际的灌浆率情况，限制了半柔性路面的研究。现有技术可采用直接用水泥基灌浆材料灌浆后将半柔性路面试样切面，通过图像识别等方式进行实际灌浆率的测试，但该方法不仅难度相对较大，精确性不能保证，而且会破坏半柔性路面试样，使其无法进行后续的力学等测试实验。

专利号为202110931219.3的申请公开了一种大空隙沥青混合料可灌性的快速检测方法及其检测装置，一方面其需要专门将马歇尔试件进行空隙率值的测定，而后再进行灌浆饱满度测试，过程复杂；另一方面其整体结构适配性较差，其从上往下灌注的时候存在与底部挡板密封性相悖的问题，即当水泥往下灌注的时候，其装置底部挡板需要满足密封性，但同时很难将原始马歇尔试件中的空气排出，使得灌浆过程较慢且存在偏差；此外，该装置不仅要关注刻度的情况，还要关注时间，使得测试相对复杂且容易存在偏差。

发明内容

本发明针对上述现有技术提出了一种半柔性路面灌浆率快速测定装置及测定方法，其解决了现有技术中半柔性路面灌浆率测试复杂、存在偏差等技术问题，能够实现结构简单，拆装容易，在不破坏半柔性路面试样的情况下快速、准确测定出半柔性路面灌浆率，并能够继续应用于后续测试等技术效果。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种半柔性路面灌浆率快速测定装置，包括由下到上依次连接的灌浆部、试样容纳部和试样压紧部；

所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部均为中空圆柱管结构，三者内径相等且能够相互拼接成测定管；可通过螺纹方式将所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部连接，也可通过其他可拆卸的方式进行连接。

所述灌浆部包括沿所述灌浆部内部轴向移动的灌浆板以及位于所述灌浆部侧壁上的灌浆注入孔；

所述试样容纳部用于放置圆柱形半柔性路面试样，所述试样容纳部具有多孔结构的底板，所述圆柱形半柔性路面试样置于所述底板上；

所述试样压紧部内置有多孔结构的透明圆形压板，所述圆形压板上刻有相互垂直的刻度线，所述圆形压板的直径大于等于所述圆柱形半柔性路面试样的直径；所述圆形压板可选择塑料、玻璃或树脂等透明材料。

所述试样压紧部、试样容纳部和灌浆部侧壁上均设置有数值刻度。

进一步的，所述灌浆注入孔连接有灌浆管，灌浆管处设置有灌浆阀门，通过灌浆阀门的关闭和打开实现灌浆注入孔的关闭和打开。

进一步的，所述底板沿着所述试样容纳部的轴向折叠成多个连续的竖向面和水平面，所述竖向面和所述水平面形成多个直径不同的试样容纳腔以适配不同直径大小的所述圆柱形半柔性路面试样，所述圆柱形半柔性路面试样置于所述水平面上，所述竖向面限制所述圆柱形半柔性路面试样的水平移动。

进一步的，所述底板的最下端的所述水平面与所述试样容纳部的底端齐平。当处于齐平的时候，更方便所述圆柱形半柔性路面试样的高度读取。

进一步的，所述底板与所述试样容纳部一体成型或可拆卸式固定连接。

进一步的，所述圆形压板上固定连接有上把手；所述上把手上还固定连接有与所述圆形压板平行间隔设置的推板，所述推板相对所述圆形压板远离所述圆柱形半柔性路面试样；所述上把手能够推动所述推板和所述圆形压板同时沿所述试样压紧部的内部轴向移动；当存在所述推板时，所述圆形压板的直径可以小于所述试样压紧部的内径，使得当所述圆柱形半柔性路面试样的高度不够到达所述试样压紧部时，所述圆形压板仍然可以移动到所述试样容纳部而实现对所述圆柱形半柔性路面试样的抵压和其半径/直径的精确读取。

进一步的，所述推板与所述试样压紧部的内壁形成密封，所述推板上设置有负压孔。所述推板可通过密封圈等方式实现轴向移动，也可以通过螺纹转动等方式实现移动。

进一步的，所述灌浆板与所述灌浆部的内壁形成密封，所述灌浆板固定连接有下把手。可通过密封圈等方式实现密封移动，也可以通过螺纹转动等方式实现密封移动。

进一步的，所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部均采用透明材料制成。所述透明材料可选择塑料、玻璃或树脂等。

同时，本发明还采取如下的技术方案进行半柔性路面灌浆率的快速测定：

包括如下步骤：

1)准备圆柱形半柔性路面试样；

2)装配所述灌浆部和所述试样容纳部；

3)将所述圆柱形半柔性路面试样放置于所述试样容纳部的所述底板上；

4)装配所述试样容纳部和所述试样压紧部，并使所述圆形压板抵住所述圆柱形半柔性路面试样，读取所述圆柱形半柔性路面试样的高度h；从所述圆形压板的刻度线上读取所述圆柱形半柔性路面试样的半径值r；

5)将一定量的水从所述灌浆注入孔中注入，关闭所述灌浆注入孔；

6)推动所述灌浆板，将水从所述灌浆部通过所述圆柱形半柔性路面试样和所述圆形压板，且水面高于所述圆形压板一定距离，读取此时所述测定管中水的高度h1；

7)将水倒出，将所述圆柱形半柔性路面试样及所述半柔性路面灌浆率快速测定装置烘干；

8)重复上述步骤2)-4)；

9)将与步骤5)中一定量的水等体积量的待测水泥从所述灌浆注入孔中注入，关闭所述灌浆注入孔；

10)推动所述灌浆板，将待测水泥从所述灌浆部通过所述圆柱形半柔性路面试样和所述圆形压板，且待测水泥面高于所述圆形压板一定距离，读取此时所述测定管中待测水泥的高度h2；

11)通过以下公式计算获得所述半柔性路面灌浆率：

其中，R为所述测定管的内半径。

进一步的，所述步骤10)还包括对所述推板上的所述负压孔进行抽真空操作。可通过常规的泵等部件连接所述负压孔进行抽真空操作。

采用本发明的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的装置结构简单，拆装容易，可重复利用；通过试样压紧部、试样容纳部和灌浆部侧壁上设置的数值刻度，能够快速读取出相应半柔性路面试样以及灌浆水、灌浆水泥的高度；通过透明的圆形压板能够快速读取出半柔性路面试样的半径大小，简化了试验流程，缩短了试验时间；

2、本发明的装置能够通过底板的折叠设计，实现不同尺寸半柔性路面试样的测试，适配性强，无需专门设计不同尺寸的测试装置；

3、本发明的方法基于水基本能够灌注满整个半柔性路面试样且不会对半柔性路面试样造成其他影响为基础，而不同的灌浆水泥则无法完全注满半柔性路面试样，同等体积的水和水泥在灌浆之后会存在体积差，使得能够通过简单的数值读取即可获知该体积差，该体积差即为对应水泥相对于水未灌满半柔性路面试样的空隙体积，再通过快速测定的半柔性路面试样的体积，即可获得对应水泥对半柔性路面试样的灌浆率，该方法简单方便且测试结果精确；

4、通过本发明的方法测试完灌浆率后，可以等待灌浆水泥凝固后进行后续的力学性能等测试实验，为探究半柔性路面相关因素的影响提供了便利性；

5、本发明的装置和方法不仅适用于装配的沥青混合料，还能够适用于已经形成沥青路面的半柔性路面试样，适用范围更加广泛，且无需专门单独测定试样的空隙率，减少了分开测试所带来的误差，在更加便捷的情况下能够获得相对于现有技术更加精确的灌浆率。

附图说明

图1为本发明具体实施例的正视图；

图2为本发明具体实施例的剖视图；

图3为本发明具体实施例的内部截面图；

图4为本发明具体实施例的分解图；

图5为本发明具体实施例的局部示意图；

附图标记：

1灌浆部；11灌浆板；12下把手；13灌浆注入孔；2试样容纳部；21底板；211竖向面；212水平面；3试样压紧部；31圆形压板；311刻度线；32推板；321负压孔；33上把手；4圆柱形半柔性路面试样。

具体实施方式

如图1-5所示，本实施例公开了一种半柔性路面灌浆率快速测定装置，包括由下到上依次连接的灌浆部1、试样容纳部2和试样压紧部3；

所述灌浆部1、试样容纳部2和试样压紧部3均为中空圆柱管结构，三者内径相等且能够相互拼接成测定管；通过螺纹方式将所述灌浆部1、试样容纳部2和试样压紧部3固定连接；所述试样压紧部3、试样容纳部2和灌浆部1侧壁上均设置有数值刻度(图中未示出)；所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部均采用透明的塑料制成，以方便读取相应的数值刻度，同时保证整体装置的耐损伤性；

所述灌浆部1包括沿所述灌浆部1内部轴向移动的灌浆板11以及位于所述灌浆部1侧壁上的灌浆注入孔13，所述灌浆注入孔13设置在靠近所述灌浆部1的上端处，灌浆时所述灌浆板11位于所述灌浆注入孔13的下方以容纳灌浆水或灌浆水泥；所述灌浆注入孔13连接有灌浆管(图中未示出)，灌浆管与灌浆设备(图中未示出)连接，灌浆管处设置有灌浆阀门(图中未示出)，通过灌浆阀门的关闭和打开实现灌浆注入孔13的关闭和打开；所述灌浆板11与所述灌浆部1的内壁通过在所述灌浆板11圆周处设置密封圈的方式形成密封移动，所述灌浆板11固定连接有下把手12以方便推动所述灌浆板11的移动；所述灌浆板11采用透明玻璃制成，以方便观察；

所述试样容纳部2中放置圆柱形半柔性路面试样4，所述试样容纳部2具有多孔结构的底板21，所述圆柱形半柔性路面试样4置于所述底板21上；所述底板21沿着所述试样容纳部2的轴向折叠成多个连续的竖向面211和水平面212，所述竖向面211和所述水平面212形成多个直径不同的试样容纳腔以适配不同直径大小的所述圆柱形半柔性路面试样4，所述圆柱形半柔性路面试样4置于所述水平面212上，所述竖向面211限制所述圆柱形半柔性路面试样4的水平移动；所述底板21的最下端的所述水平面212与所述试样容纳部2的底端齐平，此时配合所述试样容纳部2和所述试样压紧部3侧壁上的数值刻度能够更快速读取所述圆柱形半柔性路面试样4的高度；所述底板21的最上端竖向面211与所述试样容纳部2的上端内壁通过螺纹方式可拆卸式固定连接，以方便拆分和清洗等操作；所述底板21采用透明玻璃制成以方便观察；

所述试样压紧部3内置有多孔结构的透明圆形压板31，所述圆形压板31上刻有相互垂直的刻度线311，所述圆形压板31的直径大于等于所述圆柱形半柔性路面试样4的直径；所述圆形压板31采用透明玻璃材料制成以方便对其抵压的所述圆柱形半柔性路面试样4的半径/直径数值读取；所述圆形压板31上固定连接有上把手33；所述上把手33上固定连接有与所述圆形压板31平行间隔设置的推板32，所述推板32相对所述圆形压板31远离所述圆柱形半柔性路面试样4；所述上把手33能够推动所述推板32和所述圆形压板31同时沿所述试样压紧部3的内部轴向移动；所述推板32与所述试样压紧部3的内壁通过在所述推板32圆周处设置密封圈的方式形成密封移动，所述推板32上设置有负压孔321，所述负压孔321与真空泵连接以加速灌浆水泥等填充所述圆柱形半柔性路面试样4的空隙。

此外，本实施例还可以包括将所述半柔性路面灌浆率快速测定装置置于桌面等水平面上操作的支架等结构，虽然图中未示出，但不限于可以起到支撑作用的相关结构。

本实施例公开的一种半柔性路面灌浆率的快速测定方法：

包括如下步骤：

1)准备圆柱形半柔性路面试样4，所述圆柱形半柔性路面试样4为已经形成沥青路面的半柔性路面试样；

2)装配所述灌浆部1和所述试样容纳部2；

3)将所述圆柱形半柔性路面试样4放置于所述试样容纳部的所述底板21对应的所述水平面212上；

4)装配所述试样容纳部2和所述试样压紧部3，并使所述圆形压板31抵住所述圆柱形半柔性路面试样4，从测定管上的数值刻度读取所述圆柱形半柔性路面试样4的高度h；从所述圆形压板31的刻度线上读取所述圆柱形半柔性路面试样4的半径值r；

5)将一定量的水从所述灌浆注入孔13中注入，保证注入水的量能够大于所述圆柱形半柔性路面试样4高度对应的所述试样容纳部2中的体积，随后关闭灌浆阀门以关闭所述灌浆注入孔13，停止水的注入；

6)推动下把手12使所述灌浆板11在所述灌浆部1中向上移动，使水从所述灌浆部1通过所述圆柱形半柔性路面试样4和所述圆形压板31上的多孔结构，直到水面高于所述圆形压板31一定距离，读取此时所述测定管中水的高度h1；

7)将水倒出，将所述圆柱形半柔性路面试样4及所述半柔性路面灌浆率快速测定装置烘干；

8)重复上述步骤2)-4)，此过程中可省去所述圆柱形半柔性路面试样4的半径值读取过程；

9)将与步骤5)中一定量的水替换成等体积量的待测水泥从所述灌浆注入孔13中注入，随后关闭灌浆阀门以关闭所述灌浆注入孔13，停止待测水泥的注入；

10)将所述推板32上的所述负压孔321连接真空泵，进行抽真空操作，推动下把手12使所述灌浆板11在所述灌浆部1中向上移动，使待测水泥从所述灌浆部1通过所述圆柱形半柔性路面试样4和所述圆形压板31上的多孔结构，直到待测水泥面高于所述圆形压板31一定距离，读取此时所述测定管中待测水泥的高度h2；

11)通过以下公式计算获得所述半柔性路面灌浆率：

其中，R为所述测定管的内半径。

通过上述实施例的装置和方法，本发明获得了如下技术效果：

本发明的装置结构简单，拆装容易，可重复利用；通过试样压紧部、试样容纳部和灌浆部侧壁上设置的数值刻度，能够快速读取出相应半柔性路面试样以及灌浆水、灌浆水泥的高度；通过透明的圆形压板能够快速读取出半柔性路面试样的半径大小，简化了试验流程，缩短了试验时间；

本发明的装置能够通过底板的折叠设计，实现不同尺寸半柔性路面试样的测试，适配性强，无需专门设计不同尺寸的测试装置；

本发明的方法基于水基本能够灌注满整个半柔性路面试样且不会对半柔性路面试样造成其他影响为基础，而不同的灌浆水泥则无法完全注满半柔性路面试样，同等体积的水和水泥在灌浆之后会存在体积差，使得能够通过简单的数值读取即可获知该体积差，该体积差即为对应水泥相对于水未灌满半柔性路面试样的空隙体积，再通过快速测定的半柔性路面试样的体积，即可获得对应水泥对半柔性路面试样的灌浆率，该方法简单方便且测试结果精确；

通过本发明的方法测试完灌浆率后，可以等待灌浆水泥凝固后进行后续的力学性能等测试实验，为探究半柔性路面相关因素的影响提供了便利性；

本发明的装置和方法不仅适用于装配的沥青混合料，还能够适用于已经形成沥青路面的半柔性路面试样，适用范围更加广泛，且无需专门单独测定试样的空隙率，减少了分开测试所带来的误差，在更加便捷的情况下能够获得相对于现有技术更加精确的灌浆率。

尽管本发明就优选实施方式进行了示意和描述，但本领域的技术人员应当理解，只要不超出本发明的权利要求所限定的范围，可以对本发明进行各种变化和修改。

Claims (9)

1.一种半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，包括由下到上依次连接的灌浆部、试样容纳部和试样压紧部；

所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部均为中空圆柱管结构，三者内径相等且能够相互拼接成测定管；

所述灌浆部包括沿所述灌浆部内部轴向移动的灌浆板以及位于所述灌浆部侧壁上的灌浆注入孔；

所述试样容纳部用于放置圆柱形半柔性路面试样，所述试样容纳部具有多孔结构的底板，所述圆柱形半柔性路面试样置于所述底板上；

所述试样压紧部内置有多孔结构的透明圆形压板，所述圆形压板上刻有相互垂直的刻度线，所述圆形压板的直径大于等于所述圆柱形半柔性路面试样的直径；

所述试样压紧部、试样容纳部和灌浆部侧壁上均设置有数值刻度。

2.根据权利要求1所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述底板沿着所述试样容纳部的轴向折叠成多个连续的竖向面和水平面，所述竖向面和所述水平面形成多个直径不同的试样容纳腔以适配不同直径大小的所述圆柱形半柔性路面试样，所述圆柱形半柔性路面试样置于所述水平面上，所述竖向面限制所述圆柱形半柔性路面试样的水平移动。

3.根据权利要求2所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述底板的最下端的所述水平面与所述试样容纳部的底端齐平。

4.根据权利要求2所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述底板与所述试样容纳部一体成型或可拆卸式固定连接。

5.根据权利要求1所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述圆形压板上固定连接有上把手；所述上把手上还固定连接有与所述圆形压板平行间隔设置的推板，所述推板相对所述圆形压板远离所述圆柱形半柔性路面试样。

6.根据权利要求5所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述推板与所述试样压紧部的内壁形成密封，所述推板上设置有负压孔。

7.根据权利要求1所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述灌浆板与所述灌浆部的内壁形成密封，所述灌浆板固定连接有下把手。

8.根据权利要求1所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，所述灌浆部、试样容纳部和试样压紧部均采用透明材料制成。

9.一种半柔性路面灌浆率快速测定方法，使用根据权利要求1-8任一项所述的半柔性路面灌浆率快速测定装置，其特征在于，包括如下步骤：

1）准备圆柱形半柔性路面试样；

2）装配所述灌浆部和所述试样容纳部；

3）将所述圆柱形半柔性路面试样放置于所述试样容纳部的所述底板上；

4）装配所述试样容纳部和所述试样压紧部，并使所述圆形压板抵住所述圆柱形半柔性路面试样，读取所述圆柱形半柔性路面试样的高度h；从所述圆形压板的刻度线上读取所述圆柱形半柔性路面试样的半径值r；

5）将一定量的水从所述灌浆注入孔中注入，关闭所述灌浆注入孔；

6）推动所述灌浆板，将水从所述灌浆部通过所述圆柱形半柔性路面试样和所述圆形压板，且水面高于所述圆形压板一定距离，读取此时所述测定管中水的高度h1；

7）将水倒出，将所述圆柱形半柔性路面试样及所述半柔性路面灌浆率快速测定装置烘干；

8）重复上述步骤2）-4）；

9）将与步骤5）中一定量的水等体积量的待测水泥从所述灌浆注入孔中注入，关闭所述灌浆注入孔；

10）推动所述灌浆板，将待测水泥从所述灌浆部通过所述圆柱形半柔性路面试样和所述圆形压板，且待测水泥面高于所述圆形压板一定距离，读取此时所述测定管中待测水泥的高度h2；

11）通过以下公式计算获得所述半柔性路面灌浆率：

；

其中，R为所述测定管的内半径。