CN206019941U - 一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水泥混凝土工程领域，特别是涉及一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置。本实用新型提供一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，包括底板和顶板，所述底板和顶板之间还设有上敞口的箱体，所述底板和顶板之间设有能够缩小底板和顶板之间间距的连接件，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置上还设有液压测量装置引入口和试验浆液引入口。本实用新型过提供的水泥混凝土路面板底密封性能测试装置可以在给定基层、浆液、密封材料的压缩量、输入流量时，测量稳定时的液压作为指标，来衡量装配式水泥混凝土路面板底的密封性能。

Description

一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及水泥混凝土工程领域，特别是涉及一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置。

背景技术

水泥混凝土铺面因自身的优点，是一种应用广泛的铺装形式。一般的，水泥混凝土铺面都采用现浇的方式完成铺筑。这种铺筑方法因价格低廉、施工方便，一直占据主导地位。水泥混凝土浇筑之后需要28天养护期才能完全形成强度。养护期间的温度、湿度对混凝土的强度、耐久性具有较大影响。现场养护由于较为分散，难以使用先进的养护措施。随着交通需求的提升，现浇水泥混凝土无法克服的这些缺点日益显现出来。

装配式水泥混凝土铺面技术是一种绿色环保、施工快速的新型施工技术。在预制厂中完成水泥混凝土板的浇筑和养护，再到现场安装之后即可开放交通。集中预制可以使用先进的养护方法，保证水泥混凝土质量，提高了混凝土的强度和耐久性。分散安装具有全天候的特征，克服了不利环境的影响，可在寒冷、小雨、大风等天气施工。工厂中预制保证了混凝土中各预埋件、传感器、管道等智能化和功能化设备的存活率和位置精度。

装配式水泥混凝土板在安装过程中需要调整板体高程来消除板体之间的错台。板体高程调整之后和下层之间存在空隙。通常是通过板体中预留的注浆孔中注入浆液来填补板底空隙的。板底注浆的浆液材料的主要包括：水泥浆液、CA砂等流动性较好的材料。浆液在注入过程中呈流动状态，注入完成后在较短时间内会凝固，从而给预制水泥板提供均匀而稳定的支撑。板底浆液能否注满，对装配式水泥混凝土铺面的长期性能具有较大的影响。

流体材料会向势能低的地方流动，但是装配式施工中，水泥混凝土板底与基层之间的空隙厚度不均匀，具有较大的随机性。因此为保证板底空隙注满浆液，需要在浆液注入乃至凝固前将混凝土板和基层之间四边密封，保证浆液不泄露，并维持一定的注浆压力；否则浆液会从板底地势较低的边界泄露，不能维持一定的注浆压力，导致空隙较小和距离注浆孔较远处无法注满。

通常在预制水泥板底四边使用密封条或泡沫胶等密封材料，填补预制水泥板底四边和基层之间的空隙。密封材料发挥效果正常工作，需要满足一定的条件：产生的竖向支持力不超过混凝土板重的状况下，需要产生足够摩擦力使得侧面承受液压下不产生滑移；密封材料接触不同类型基层材料(可能为粒料类、水稳类或土基，表面构造和粒径不同)，不会漏浆；浆液可能为水泥浆、沥青、环氧等类型，浆液的粘度、温度、酸碱性不同，密封材料不会失效。为了在这些不同的使用条件下确定密封材料是否可行，并确定密封材料的类型、厚度、宽度和使用方式等因素，需要对使用密封材料时装配式水泥混凝土路面板底密封性能进行严格的测试。

一般的密封性测试主要针对门、窗、汽车等状况，与装配式水泥混凝土路面板底的使用条件差异性很大。国内目前的密封性测试装置和测试方法不适合装配式水泥混凝土路面板底的应用场景。而美国、日本等国家在装配式水泥混泥土路面领域广泛使用密封材料，对于不同的工况采用了不同的密封材料，都经过了严格的测试和筛选。但是其测试装置和方法处于保密状态，研发针对装配式水泥混凝土路面板底的密封性能测试装置具有非常重要的意义。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型第一方面提供一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，包括底板和顶板，所述底板和顶板之间还设有上敞口的箱体，所述底板和顶板之间设有能够缩小底板和顶板之间间距的连接件，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置上还设有液压测量装置引入口和试验浆液引入口。

在本实用新型一些实施方式中，所述底板和/或顶板上还设有压力缓冲装置，所述压力缓冲装置的位置与连接件相对应。

在本实用新型一些实施方式中，所述底板和顶板之间设有多个能够缩小底板和顶板之间间距的连接件。

在本实用新型一些实施方式中，所述连接件包括螺杆，所述螺杆贯穿底板和顶板，所述螺杆的两端分别设有螺母。

在本实用新型一些实施方式中，所述液压测量装置引入口和/或试验浆液引入口位于顶板上。

在本实用新型一些实施方式中，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置还包括用于测量箱体内液体压强的液压测量装置。

在本实用新型一些实施方式中，所述试验浆液引入口上还设有流量测量装置。

在本实用新型一些实施方式中，所述底板和顶板互相平行。

本实用新型第二方面提供一种水泥混凝土路面板底密封性能测试方法，可以作为水泥混凝土板底密封材料性能的测试方法，使用所述测试装置，包括如下步骤：

1)在上敞口的箱体内放置基层材料；

2)在基层材料上设置密封材料，所述密封材料、基层材料形成上敞口的空间；

3)调节顶板与底板的距离，以压缩密封材料，并测量密封材料压缩量，且密封材料、基层材料以及顶板形成密闭的空间；

4)向密封材料、基层材料以及顶板形成的密闭空间内注入浆液；

5)通过液压测量装置获得密封材料、基层材料以及顶板形成的密闭空间内的液体压力。

在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，基层材料的高度与箱体的高度相同。

本领域技术人员可根据所需要测试的具体体系，选择对应的基层材料。所述基层材料通常可以是各种适用于作为道路基层的材料。例如，所述基层材料可以选自水泥稳定类基层材料、沥青稳定类基层材料、粒料类基层材料等中的一种或多种的组合。再例如，所述水泥稳定类基层材料通常可以是水泥稳定土、水泥稳定砂、水泥稳定碎石等中的一种或多种的组合。再例如，所述沥青稳定类基层材料通常可以是沥青稳定砂、沥青稳定碎石、沥青稳定砾石等中的一种或多种的组合。再例如，所述粒料类基层材料通常可以是级配碎石、级配砾石、天然砂砾等中的一种或多种的组合。

本领域技术人员可根据所需要测试的具体体系，选择对应的密封材料和密封方式。例如，橡胶海绵、橡胶、泡沫塑料、聚氨酯泡沫，再例如，密封的方式可以是粘贴、灌入等。

在本实用新型一些实施方式中，所述步骤2)中，密封材料的安装位置位于箱壁对应位置内侧(即密封材料的侧面不外漏于箱体侧壁的上表面所形成的竖直柱形空间)，所述密封材料下表面与箱体内的基层材料相接触。

本领域技术人员可根据所需要测试的具体体系，通过顶板对密封材料施加适当的压力。例如，可以通过顶板与底板的距离调节，获知密封材料的压缩量，从而对应密封材料所承受的压力。

本领域技术人员可根据所需要测试的具体体系，选择对应的浆液及浆液的注入速度。例如，所述浆液可以水泥浆、水泥砂浆、CA砂浆、沥青，浆液的注入速度可以是2～10L/min。

在本实用新型一些实施方式中，所述步骤5)中，当密封材料与上敞口的箱体形成的密闭空间发生溢浆时的液体压力为密封材料所能承受的最大液体压力。所述密封材料相对于箱体和顶板的荷载具体指箱体的侧壁上表面和顶板对密封材料所形成的压力。

如上所述，本实用新型提供一种不同基层下、不同注入浆液时装配式水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，提供一种装配式水泥混凝土路面板底密封性能测试方法，来确定水泥混凝土板底密封材料及其使用方式。该装置在给定基层、浆液、密封材料的压缩量、或输入流量时，可以测量稳定时的液压作为指标，来衡量装配式水泥混凝土路面板底的密封性能。

附图说明

图1显示为本实用新型所提供的装置的结构示意图。

图2显示为本实用新型所提供的装置的俯视图。

图3显示为本实用新型所提供的装置的仰视图。

图4显示为本实用新型实施例1液压强度与流量变化示意图。

图5显示为本实用新型实施例1荷载和变形变化示意图。

元件标号说明

1 底板

2 顶板

3 箱体

4 连接件

401 螺杆

402 螺母

5 液压测量装置引入口

6 试验浆液引入口

7 压力缓冲装置

8 液压测量装置

9 流量测量装置

10 螺栓孔

11 密封材料

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-3所示，本实用新型提供一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，包括底板1和顶板2，所述底板1和顶板2之间还设有上敞口的箱体3，所述底板1和顶板2之间设有能够缩小底板1和顶板2之间间距的连接件4，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置上还设有液压测量装置引入口5和试验浆液引入口6。

本实用新型所提供的水泥混凝土路面板底密封性能测试装置中，所述底板1和顶板2可以为互相平行的板材，所述底板1上可以设有上敞口的箱体3，所述箱体3与底板1之间可以是封闭连接，两者之间连接不存在空隙，用以模拟基层不排水的情况，所述箱体3与底板1之间也可以留有空隙，用以模拟基层排水状况。本领域技术人员可根据需要调整底板1和/或顶板2的尺寸和材料，例如，所述底板1和/或顶板2通常可以采用硬质材料，例如可以是木材、钢材等，再例如，底板1和/或顶板2可以是厚度6mm以上，再例如，顶板2通常可以完全覆盖箱体3的上敞口空间。

本实用新型所提供的水泥混凝土路面板底密封性能测试装置中，本领域技术人员可根据需要调整箱体3的尺寸和材料，例如，所述箱体3通常可以采用硬质材料，例如可以是木材、钢材等，再例如，所述箱体3可以为上敞口的长方体，再例如，所述箱体的壁厚可以是10mm以上。

本实用新型所提供的水泥混凝土路面板底密封性能测试装置中，所述底板1和顶板2之间可以设有至少一个或多个能够缩小底板1和顶板2之间间距的连接件4。所述连接件可以使得底板1和顶板2之间间距缩小，以给予箱体3中的测试体系一定的测试压力。所述连接件4可以是本领域各种能够实现上述功能的连接件，例如，所述连接件4可以包括螺杆401，所述螺杆401可以贯穿底板1和顶板2，更具体可以是通过底板1和顶板2上的螺栓孔10贯穿底板1和顶板2，所述螺杆401的两端分别设有螺母402，且螺母402均位于外侧(相对于底板1和顶板2互相之间的空间)，位于螺杆401两端的螺母402可以相向运动，从而可以使得底板1和顶板2之间间距缩小，以给予箱体3中的测试体系一定的测试压力。所述底板1和/或顶板2上还设有压力缓冲装置7，所述压力缓冲装置7的位置通常可以与连接件4相对应，例如，所述压力缓冲装置7可以是加筋肋条，更具体可以是例如槽钢、钢片等材料，其可以位于螺母402与底板1和/或顶板2之间，以缓冲两者之间的作用力。

本实用新型所提供的水泥混凝土路面板底密封性能测试装置中，所述液压测量装置引入口5和/或试验浆液引入口6位于顶板上，液压测量装置引入口5可以用于引入用于测量箱体3内液体压强的液压测量装置8，试验浆液引入口6可以与浆液源连接，用于引入试验浆液。在本实用新型一些实施方式中，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置还包括用于测量箱体3内液体压强的液压测量装置8，例如，液压测量装置8可以是液压传感器，液压测量装置8可以部分位于箱体3内，也可以全部位于箱体3内，测量所得的数据可以被传输至主控电脑并进行进一步数据分析。在本实用新型一些实施方式中，所述试验浆液引入口6优选位于箱体3与密封材料11所形成的空间的正中，当浆液注入时，可以使得浆液呈对称状扩散，所述试验浆液引入口6上还可以设有流量测量装置9，例如，流量测量装置9可以是流量传感器，所述流量测量装置9可以测量自试验浆液引入口6所引入的浆液的流量，测量所得的数据可以被传输至主控电脑并进行进一步数据分析。

实施例1

所采用的装置的具体参数如下：

底板采用截面边长为80cm的正方形、厚度为8mm的钢板。在钢板顶点和板边中部，距边5cm处，开直径为20mm的孔8个，作为螺栓固定孔。使用直径为16mm，长度为250mm螺栓用于限制箱体侧壁和顶板的横向位移，并调整底板和顶板间距。

箱体采用4块木质薄板相互搭接而成。所述木质薄板长度为720mm、宽200mm、厚20mm。所述木质薄板相互搭接长度20mm，构成的内径为700mm*700mm，高200mm的木质箱壁。木质薄板之间采用铁钉固定，并用环氧树脂密封。

顶板下表面安装密封材料，密封材料位于所述箱壁内侧。顶板为80cm长正方形、厚度为8mm厚的钢板，在板顶点和板边中部、距边5cm长处，开直径为20mm的孔8个，作为螺栓固定孔。

在顶板中心开浆液注入孔1个，直径为15mm。注入孔采用焊接连接管，连接管长度为3cm。连接管一侧焊接在顶板上表面，另一侧内径设螺纹用于同流量传感器连接，流量传感器的一侧通过螺纹与浆液注入管道相连。流量传感器的数据线接入中控电脑。顶板密封条粘贴位置内侧，开孔为液压探测孔，直径为15mm。液压探测孔外通过氧焊焊接连接管，连接管长3cm；连接管一侧与顶板相连，一侧设有螺纹与压力传感器相连，压力传感器的数据线接入中控电脑。

顶板粘贴密封条的上表面，四边焊接5#槽钢作为肋条。肋条长75cm，四边相互搭接而成，焊接在顶板上。肋条在螺栓对应位置开孔，螺栓贯穿肋条。肋条将施加的荷载均匀释放给顶板上。通过顶板压缩密封条变形。

试验中调节螺栓高度来改变密封条压缩量。对于一个确定的密封条压缩量，进行注浆试验。浆液从注浆孔中注入，记录试验中该时刻流量、总流量值、以及该时刻的压力值，当压力值稳定后停止注浆试验。试验中的浆液源流量的大小是可控且稳定的。可以针对不同的流量值和密封条压缩量进行试验。该时刻稳定的压力值即为板底密封能承受的最大压力。

试验中箱体内壁设置不同的基层材料，如常见的半刚性基层、粒料类基层、土基都可进行试验。密封性能测试时基层材料的装填高度与箱壁相同，箱壁给基层材料提供竖向围压，保证基层的完整性，同时箱壁下部条件可模拟原位基层下的渗透条件。

采用厚度8.6mm、宽度为8.6mm的橡胶密封条，基层材料为水泥稳定碎石，密封条呈矩形粘贴在底板，浆液源采用粘度值为的15cp水泥浆。在不同流量和密封条不同压缩量下记录了密封所能承受的最大压力值，作为密封性能的指标，结果如图4所示。

试验完成后，采用MTS试验仪，对一段10cm长的密封条进行了力学性能测试。通过测试结果，可以得到密封条荷载和变形量曲线，通过拟合可以获得密封条所承受的荷载与变形量的函数曲线，如图5所示。

通过荷载与变形的函数曲线可以确定在特定荷载下的密封条压缩量。考虑实际使用现场下密封材料受到的荷载、以及注浆流量的影响，根据上述方法，可以确定密封材料在密封状况下所承受的最大压强。最终得到的压强值，是评价板底密封性的依据，也对实际工程中板底注浆具有较大的指导意义。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，包括底板(1)和顶板(2)，所述底板(1)和顶板(2)之间还设有上敞口的箱体(3)，所述底板(1)和顶板(2)之间设有能够缩小底板(1)和顶板(2)之间间距的连接件(4)，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置上还设有液压测量装置引入口(5)和试验浆液引入口(6)。

2.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述底板(1)和/或顶板(2)上还设有压力缓冲装置(7)，所述压力缓冲装置(7)的位置与连接件(4)相对应。

3.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述底板(1)和顶板(2)之间设有多个能够缩小底板(1)和顶板(2)之间间距的连接件(4)。

4.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述连接件(4)包括螺杆(401)，所述螺杆(401)贯穿底板(1)和顶板(2)，所述螺杆(401)的两端分别设有螺母(402)。

5.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述液压测量装置引入口(5)和/或试验浆液引入口(6)位于顶板上。

6.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述水泥混凝土路面板底密封性能测试装置还包括用于测量箱体(3)内液体压强的液压测量装置(8)。

7.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述试验浆液引入口(6)上还设有流量测量装置(9)。

8.如权利要求1所述的一种水泥混凝土路面板底密封性能测试装置，其特征在于，所述底板(1)和顶板(2)互相平行。