CN217083608U

CN217083608U - 直读式路面构造深度测定仪

Info

Publication number: CN217083608U
Application number: CN202220767246.1U
Authority: CN
Inventors: 杨义辉
Original assignee: Chongqing Vocational College of Public Transportation
Current assignee: Chongqing Vocational College of Public Transportation
Priority date: 2022-04-06
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2032-04-06

Abstract

本申请公开了一种直读式路面构造深度测定仪，包括读数器、漏砂器、测定器和承压台，读数器为空心的圆柱体，测定器呈倒置的漏斗形状，读数器通过漏砂器与测定器连接，承压台设置在测定器外沿一圈与测定器固定连接，漏斗的角度与砂的天然休止角相匹配，从而规避了电动铺砂仪的不足，使得砂在重力作用下能铺满测试区域的各个角落，减小了后续读数的误差，且测试过程中不需要繁琐的计算，可以直接读出构造深度，操作简单，能快速准确地测定路面构造深度。

Description

直读式路面构造深度测定仪

技术领域

本申请涉及道路桥梁工程技术领域，具体涉及一种直读式路面构造深度测定仪。

背景技术

路面铺筑成型后，其表面应有足够的抗滑能力，以保证行车安全。若路面抗滑能力不足，汽车起动时，会发生空转打滑现象；汽车在弯道上行驶，会产生侧向滑移；紧急制动时，所需制动距离会增加。经调查，80％以上交通事故与路面滑溜有关，即路面摩擦系数越低，越容易发生交通事故。影响轮胎与路面之间摩擦系数的因素主要包括：(1)轮胎的磨耗量、表面形状与构造；(2)路面类型、干湿状态、温度与车速；(3)面层结合料与集料；(4)路面上结冰、积雪及其他状态。

由于影响路面与轮胎之间的摩擦因素有多种，因此，评价影响路面抗滑性能有多项指标。目前，我国沥青路面的抗滑指标除了反映集料耐磨性的石料磨光值以外，还有横向力系数、摆值和构造深度共四项指标，如表1所示。

表1沥青路面抗滑标准

备注：对于水泥混凝土路面，其抗滑标准主要是构造深度：对于高速公路、一级公路的构造深度TD为0.8mm，其他公路为0.6mm。

综上所述，无论对于沥青路面，还是水泥混凝土路面，构造深度都是评价路面抗滑能力的重要指标。

路面的宏观构造深度是指一定面积的路表面凹凸不平的开口空隙的平均深度，以mm为单位，测试数值极小，测试精度要求高。构造深度测试法包括手工铺砂法、电动铺砂法、激光构造深度仪法等。路面构造深度测试方法原理、特点及适用范围如表2所示。

表2路面抗滑性能测试方法比较

一、手工铺砂法

手工铺砂法适用于测定沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度，用以评定路面的宏观粗糙度，路面表面的排水性能及抗滑性能。构造深度的检测频率按每200m一处。

1、仪具与材料

人工铺砂仪：由量砂筒、推平板组成。

量砂：足够数量的干燥洁净的匀质砂，粒径0.15～0.3mm。

量尺：构造深度尺或钢尺。

其他：小铲、扫帚、毛刷、挡风板等。

2、方法与步骤

(1)量砂准备：洁净的细砂晾干、过筛，取0.15～0.3mm的砂置于适当的容器中备用。

(2)确定测点：对测试路段按随机取样选点的方法，决定测点所在横断面位置。测点应选在行车道的轮迹带上，距路面边缘不应小于1m。

(3)测试步骤：

1)用扫帚将测点附近的路面清扫干净，面积不少于30cm×30cm。

2)用小铲装砂，沿筒向圆筒内注满砂，手提圆筒上方，在硬质路面上轻轻叩打3次，使砂密实，补足砂面，用钢尺一次刮平。不可直接用量筒装砂。

3)将砂倒在路面，用推平板由里向外重复做摊铺运动。稍稍用力将砂细心地尽可能向外摊开，使砂填入凹凸不平的路表面空隙中。尽可能将砂摊成圆形，并不得在表面留有浮动的余砂。注意摊铺时不可用力过大或向外推挤。

4)路面表面构造深度测定点结果计算式：

式中：V—砂的体积，25m2；

D—摊平砂的平均直径，mm。

用钢板尺测量圆的两个垂直方向的直径，取其平均值，准确至5mm。

TD值也可以直接用构造深度尺读出。

5)同一处平行测定不少于3次，3个测点均位于轮迹带上，测点间距3～5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。

二、电动铺砂法

1、检测器具及材料

电动铺砂仪是利用可充电直流电源，将量砂通过沙漏铺设成宽度5cm，厚度均匀一致的器具。量砂、标准量筒和玻璃板。面积大于铺砂器，厚5mm，其他。

2、准备工作

(1)量砂准备：足够数量的干燥洁净的匀质砂，粒径0.15～0.3mm。

(2)测点确定：根据随机选点的方法进行现场选点，并做标记。

(3)电动铺砂器标定。

1)将铺砂器平放在玻璃板上，将砂漏移至铺砂器端部。

2)使灌砂漏斗口和量筒大致齐平。通过漏斗向量筒中缓缓注入量砂至高出量筒成尖顶状，用直尺一次刮平。

3)使漏斗口与铺砂器砂漏斗上口大致齐平。将砂通过漏斗均匀倒入砂漏，漏斗前后移动，使砂的表面大致齐平，但不得用任何其他工具刮动砂。

4)开动电动机，使砂漏向一端缓缓移动，量砂沿砂漏底部成宽度5cm的带状，待砂全部漏完后停止。

5)由L1和L2的平均值决定量砂的摊铺长度L0，准确至1mm。

L0＝(L1+L2)/2

6)重复标定3次，取平均值决定L0。标定应在每次测定前进行，用同一种量砂，有承担测试的同一试验员进行。

铺砂仪在玻璃板上摊铺的量砂厚度t0(mm)为：

式中：V—量砂体积，50cm3；

B—铺砂仪铺砂宽度，50mm。

3、测试步骤

1)将测试地点用毛刷刷净，面积大于铺砂仪。

2)将铺砂仪沿道路纵向平稳地放在路面上，将砂漏移至端部。

3)按标定步骤的2～5，在测试地点摊铺量砂，量取摊铺长度L1和L2，计算L，准确至1mm。

L＝(L1+L2)/2

4)按以上方法，同一处平行测定不少于3次，测点间距3～5m。该处的测定位置以中间测点的位置表示。

构造深度按下式计算：

三、激光构造深度法

激光构造深度仪是智能化仪器，它适用于测定沥青路面干燥表面的构造深度，用以评价路面抗滑及排水能力，测试温度不低于0℃。

1、检测器具

(1)激光构造深度仪：光电测试设备、打印机、及操作装置。最大测量范围为20mm，精度0.01mm。

(2)扫帚，打气筒。

(3)充电器，打印纸。

(4)色带，标志板，小红旗等。

2、准备工作

(1)检查仪器。

(2)保证电量充足。

(3)检查轮胎压力值0.07加减0.01Mpa。

(4)安装打印纸及色带。

(5)选择测试路段，位于行车轮迹上。

(6)清扫，并做好起终点标记。

(7)准备就绪，打印显示“READY”

3、试验步骤

(1)准备就绪，处于行测状态“READY”。

(2)选择四个程序分别为：

1)校准或调试；

2)大孔隙路面测量程序；

3)一般路面程序；

4)传感器校核程序；

(3)启动4)，校核峰值数是否介于112-144间，以判定轮胎气压，正常则启动1)，或2)(视具体路面情况而定)。

(4)标准计算区间100m，行驶速度3-5km/h，并打印报告。

(5)查看报告上平均构造深度、标准差、变异系数。

发明人根据多年工作及试验检测从教经验，发现现有构造深度测定方法的存在以下不足：

1、手工铺砂法误差较大。原因如下：装砂的方法无标准；摊平板无标准；更主要的是砂摊开到多大程度为止，无明确规定；在进行摊平的过程中，所用力度不一样，砂进入开口空隙的量不一样，这会影响到摊铺的面积；用钢板尺测量圆的两个垂直方向的直径，取其平均值，准确至5mm，而所摊铺的圆并非标准，因此在量取直径时，误差较大，故各人掌握不一样。这些因素都会影响构造深度的计算结果。

2、电动铺砂法。相对于手工铺砂法有明显的改进，但也存在两个问题：

(1)使用的铺砂漏在运行过程中，由于砂的天然休止角(即松散的无粘性土堆积时能够保持稳定的最大坡角，从水平面起量)的原因，砂不能完全铺满宽度为5cm的带状区域，而是成为一个棱台状，导致计算长度时有误差。

(2)要反复测量多次，然后取平均值作为所铺的长度，计算过程繁琐。

3、我国公路路面构造深度以铺砂法为标准测试方法。激光构造深度仪所测的构造深度不能直接用来评定路面的抗滑性能，必须换算成铺砂法的构造深度后，才能判断路面抗滑性能是否满足要求。因此需要将激光构造深度仪所测路面构造深度结果在同样地点再用铺砂法进行测定，以完成两者的相关关系对比试验，如下：

(1)选择构造深度分别在0～0.3mm、0.3～0.55mm、0.55～0.8mm、0.8～1.2mm范围的4个各长100m的试验路段。试验前将路面清扫干净，并在起终点做标记。

(2)在每个试验路段上沿一侧车轮轮迹用铺砂法测试至少10点的构造深度值，并计算平均值。

(3)驾驶测试车以30～50km/h速度驶过试验路段，并且保证激光构造深度仪的激光传感器探头沿铺砂法所测构造深度的行车轮迹运行，计算试验路段的构造深度平均值。

(4)建立种方法的相关关系式，要求相关系数不小于0.97。

可见，激光构造深度仪存在如下问题：需要的仪器材料多，造价高，而且作为我国的非标准构造深度测定方法，换算成铺砂法进后续工作量大。

发明内容

为此，本申请提供一种直读式路面构造深度测定仪，以解决现有技术存在的手工铺砂法误差较大、电动铺砂法计算长度时存在误差且计算过程繁琐以及激光构造深度仪需要的仪器材料多，造价高，后续工作量大的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种直读式路面构造深度测定仪，包括读数器、漏砂器、测定器和承压台，所述读数器为空心的圆柱体，所述测定器呈倒置的漏斗形状，所述读数器通过所述漏砂器与所述测定器连接，所述承压台设置在所述测定器外沿一圈与所述测定器固定连接，所述漏斗的角度与砂的天然休止角相匹配。

进一步的，所述承压台设有配重钢圈。

进一步的，所述漏斗的角度为35°。

进一步的，所述测定器靠近所述承压台的底面直径为20cm。

进一步的，所述读数器的直径为2cm。

进一步的，所述直读式路面构造深度测定仪采用有机玻璃材质制成。

相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

1、本实用新型提供了一种直读式路面构造深度测定仪，包括读数器、漏砂器、测定器和承压台，读数器为空心的圆柱体，测定器呈倒置的漏斗形状，读数器通过漏砂器与测定器连接，承压台设置在测定器外沿一圈与测定器固定连接，漏斗的角度与砂的天然休止角相匹配，从而规避了电动铺砂仪的不足，使得砂在重力作用下能铺满测试区域的各个角落，减小了后续读数的误差，且测试过程中不需要繁琐的计算，可以直接读出构造深度，操作简单，能快速准确地测定路面构造深度。

2、在承压台上增设配重钢圈，保证了在路面测试过程中砂不会从底部空隙中溢出。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本申请实施提供的直读式路面构造深度测定仪的结构立面示意图；

图2为本申请实施例提供的配重钢圈的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的直读式路面构造深度测定仪操作流程图。

附图标记说明：

1、读数器；2、漏砂器；3、测定器；4、配重钢圈；5、承压台。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。

在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。

本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附图直观理解，而并非对实际产品中位置关系的绝对限定。在未脱离本申请揭示的技术构思的情况下，这些相对位置关系的改变，当亦视为本申请表述的范畴。

请参阅图1，本实用新型的实施例提供了一种直读式路面构造深度测定仪，包括读数器1、漏砂器2、测定器3和承压台5，读数器1为空心的圆柱体，读数器1由顶部开始从0计数，刻度标注于左侧壁，将刻度尺除以100，标注于右侧壁，即为构造深度；测定器3呈倒置的漏斗形状，读数器1通过漏砂器2与测定器3连接，承压台5设置在测定器3外沿一圈与测定器3固定连接为一体，漏斗的角度与砂的天然休止角相匹配，优选的角度为35°，保证了测定用砂能在重力作用下完全充满测定器3内部，减小了后续读数的误差，且当砂充满测定器3时，也不会进入承压台5；本实用新型在测试过程中不需要繁琐的计算，可以直接读出构造深度，操作简单，能快速准确地测定路面构造深度。

请参阅图2，由于砂极细，在运用重力落砂测试路面路面构造深度时，可能从路面开口空隙中溢出，因此在承压台5上增设配重钢圈4，以保证在路面测试过程中砂不会从底部空隙中溢出。配重钢圈4为实心的圆环形，外径为211.12mm，环宽20mm，内径为171.12mm，厚度为10mm，可沿测定仪上端安放和取出，配重钢圈4在砂下漏过程中提供侧向抗力，保证构造深度测定仪不发生偏移，并且防止砂从测定器3下端溢出。

本实用新型提供的直读式路面构造深度测定仪，整体上采用有机玻璃材质，具有较高的抗压能力和强度，能保证装砂及落砂过程中不被破坏，并能承受压配重钢圈4的压力，保证在测定过程中测点位置不发生偏移。

本实用新型提供的直读式路面构造深度测定仪融合了手工铺砂法和电动铺砂法的优点，在满足现行规范的前提下，采用重力落砂的方式，无需过多计算，操作简单方便。其适用范围包括新建及改建的各类道路路面的构造深度测试。相对于手动铺砂和电动铺砂仪法，增大了铺砂面积，并且考虑落砂堆积时天然休止角的影响，运用体积、面积、高度的数量关系进行精确地计算，规避了人为操作时的不确定性和干扰，能较好的降低计算的系统误差问题，而且制造材料造价不高，具用广泛的实用性，质量轻，成本小，测试过程中不需要繁琐的计算，可以直接读出构造深度，操作简单，能快速准确地测定路面构造深度。

请参阅图3，在应用本实用新型提供的直读式路面构造深度测定仪对路面构造深度进行测试前，需要先在300mm×300mm的光滑玻璃板上进行标定，测定当砂完全填充测定器3时，砂顶面线与读数器1上零刻度线齐平时的砂体积V₀；之后将与标定试验相同体积的砂铺于路面上，由于路面开口空隙的存在，有一部分砂(体积设为ΔV)将渗入到开口孔隙中，本实用新型提供的直读式路面构造深度测定仪采用下部为漏斗上部为圆形，使其与路面形成一个封闭空间，渗入开口孔隙部分的砂的体积ΔV与上部读数器1内凹陷的体积差ΔV相等，待完成后，读取砂平面与零刻度线之间的下降值，读数器1左侧读数为下降的总高度，而读数器1右侧读数即为换算后的路面构造深度TD，为提高精度，将下部测定器3漏斗的底面直径设计成20cm，上部读数器1的圆柱直径设计成2.0cm，其对应公式如下：

路面构造深度计算式为：

上部读数器1圆柱内砂凹陷高差为：

由于

因此只要能直接读出上部的圆柱体高差，再除以100，即为构造深度。

需要说明的是实际操作中，室外测试应选择与室内标定试验密度相同的砂，当测得砂体积V₀时，可记录其对应砂质量m₀，室外测试路面构造深度时准备相同质量砂即可。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本申请作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本申请的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本申请的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本申请的权利要求保护范围。

Claims

1.一种直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，包括读数器、漏砂器、测定器和承压台，所述读数器为空心的圆柱体，所述测定器呈倒置的漏斗形状，所述读数器通过所述漏砂器与所述测定器连接，所述承压台设置在所述测定器外沿一圈与所述测定器固定连接，所述漏斗的角度与砂的天然休止角相匹配。

2.根据权利要求1所述的直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，所述承压台设有配重钢圈。

3.根据权利要求1所述的直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，所述漏斗的角度为35°。

4.根据权利要求1所述的直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，所述测定器靠近所述承压台的底面直径为20cm。

5.根据权利要求1所述的直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，所述读数器的直径为2cm。

6.根据权利要求1所述的直读式路面构造深度测定仪，其特征在于，所述直读式路面构造深度测定仪采用有机玻璃材质制成。