[發(fā)明專利]一種評估不同因素對瀝青路面透水性能影響的裝置

有效

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• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107421872B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 張久鵬;王培;衛(wèi)平川;譚肖勇;劉臥龍;胡壯;裴建中;許競;馬偉思;李蕊
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種評估不同因素對瀝青路面透水性能影響的裝置，其特征在于，包括外罩(2)、底座(1)以及位于外罩(2)內(nèi)的圓盤(9)、油壓機(10)、濾水網(wǎng)(14)、若干升降支架及若干滲水測試儀(11)，外罩(2)內(nèi)設置有用于調(diào)整外罩(2)內(nèi)溫度的溫度控制系統(tǒng)；

外罩(2)扣合于底座(1)上，各升降支桿均豎直固定于底座(1)上,圓盤(9)與各升降支桿的上端相連接,油壓機(10)的上端及各滲水測試儀(11)的上端均固定于圓盤(9)的底部,濾水網(wǎng)(14)與各升降支桿側(cè)面相連接,待測試件(13)位于濾水網(wǎng)(14)上,且待測試件(13)位于圓盤(9)的下方,油壓機(10)輸出軸的下端面及各滲水測試儀(11)的下端面均與待測試件(13)的上表面相接觸；各滲水測試儀(11)均勻分布于油壓機(10)的周圍，每個滲水測試儀(11)中的各滲水儀(11-4)與油壓機之間的距離不同；

各升降支桿均包括立柱(3)、升降桿(6)及橫梁(8)，其中，立柱(3)的下端固定于底座(1)上，升降桿(6)的下端與立柱(3)的上端相連接，橫梁(8)的一端與升降桿(6)的上端相連接，橫梁(8)的另一端與圓盤(9)相連接；

還包括用于控制升降桿(6)進行升降的升降控制儀(7)以及用于控制油壓機(10)的荷載控制器(4)；

濾水網(wǎng)(14)的底部設置有集水倉(15)；

所述滲水測試儀(11)包括泵水箱(12)、豎桿(11-3)、扇形夾具(11-1)及若干滲水儀(11-4)，其中，豎桿(11-3)的上端與圓盤(9)的底部相連接，扇形夾具(11-1)固定于豎桿(11-3)的下端，且扇形夾具(11-1)沿軸向開設有若干圓形卡槽(11-6)，其中，一個圓形卡槽(11-6)對應一個滲水儀(11-4)，各滲水儀(11-4)的下端夾持于對應圓形卡槽(11-6)內(nèi)，泵水箱(12)的出水口與滲水儀(11-4)的入水口相連通；

扇形夾具(11-1)包括第一夾具及第二夾具，第一夾具的側(cè)面開設有若干第一凹槽，第二夾具的側(cè)面開設有若干第二凹槽，其中，一個第一凹槽正對一個第二凹槽，且第一凹槽與對應的第二凹槽相扣合形成圓形卡槽(11-6)，第一夾具的一端及第二夾具的一端均與豎桿(11-3)的下端均通過軸(11-2)連接，第一夾具的另一端及第二夾具的另一端通過卡釘(11-5)相連接；

所述泵水箱(12)包括水壓表(12-2)、旋轉(zhuǎn)開關(guān)(12-3)、吸水管(12-4)、水泵(12-5)及若干出水管(12-1)，其中，水泵(12-5)的入口與吸水管(12-4)相連通，水泵(12-5)的出口經(jīng)旋轉(zhuǎn)開關(guān)(12-3)及水壓表(12-2)與各出水管(12-1)的一端相連通，其中一根出水管(12-1)對應一個滲水儀(11-4)，各出水管(12-1)的另一端與對應滲水儀(11-4)的入水口相連通；

所述各滲水儀(11-4)均包括塞頭、滲水量筒(11-4-7)、進水管(11-4-6)、閥門(11-4-8)、滲水倉(11-4-9)及弓形支架(11-4-5)；

塞頭位于滲水量筒(11-4-7)的頂部開口內(nèi)，塞頭上設置有用于排出滲水量筒(11-4-7)內(nèi)空氣的排氣閥(11-4-1)，進水管(11-4-6)的一端與泵水箱(12)相連通，進水管(11-4-6)的另一端穿過塞頭與滲水量筒(11-4-7)相連通，進水管(11-4-6)上設置有流量計(11-4-4)，滲水量筒(11-4-7)的底部開口通過閥門(11-4-8)與滲水倉(11-4-9)相連通，滲水倉(11-4-9)底部開口的端面上依次設置有橡膠墊(11-4-10)及密封墊(11-4-11)，在檢測過程中，密封墊(11-4-11)與待測試件(13)的表面相接觸；

弓形支架(11-4-5)的上部套接于滲水量筒(11-4-7)下端的外壁上，弓形支架(11-4-5)的下部套接于滲水倉(11-4-9)的外壁上，且待測試件(13)夾持于圓形卡槽(11-6)內(nèi)；

所述塞頭包括玻璃塞(11-4-2)及橡皮塞(11-4-3)，其中，橡皮塞(11-4-3)固定于玻璃塞(11-4-2)的底部；

滲水倉(11-4-9)為圓臺形結(jié)構(gòu)；

還包括用于控制閥門(11-4-8)及水泵(12-5)的綜合控制器(5)；

具體工作過程為：

選取相同瀝青混合料拌和、攤鋪、碾壓而成形狀相同的五塊車轍板，分別記為第一試驗試件、第二試驗試件、第三試驗試件、第四試驗試件及第五試驗試件，其中，第一試驗試件與第二試驗試件的厚度均為D，第三試驗試件的厚度為2D，第四試驗試件的厚度為3D，第五試驗試件的厚度為4D；

該裝置具有三種試驗方案，其中，第一種試驗方案為：第一試驗試件及第二試驗試件在保證兩者所受的荷載大小相同的情況下，測試溫度對其透水性產(chǎn)生的影響；第二種試驗方案為：保證第一試驗試件及第二試驗試件的溫度相同情況下，測試荷載對其透水性的影響；第三種試驗方案為：在確保第一試驗試件、第三試驗試件、第四試驗試件和第五試驗試件所受荷載及溫度相同的條件下，測試瀝青路面厚度對其透水性的影響；

具體的，先分別測量各試驗方案中第一試驗試件、第二試驗試件、第三試驗試件、第四試驗試件及第五試驗試件的滲水量，其中，各試驗試件滲水量的測試過程均為：

打開外罩(2)，將試驗試件放置在濾水網(wǎng)(14)上，再將滲水儀(11-4)夾持于扇形夾具(11-1)的圓形卡槽(11-6)內(nèi)，然后由升降控制儀(7)控制升降桿(6)下降至合適位置，再將各滲水儀(11-4)與泵水箱(12)相連通，并使各閥門(11-4-8)處于關(guān)閉狀態(tài)，然后打開各滲水儀(11-4)中的排氣閥(11-4-1)，通過綜合控制器(5)控制水泵(12-5)開始向各滲水儀(11-4)的滲水量筒(11-4-7)中加水，直至達到預先設定的水壓力，關(guān)閉排氣閥(11-4-1)，控制水泵(12-5)停止工作，最后，關(guān)閉外罩(2)，再通過溫度控制系統(tǒng)控制外罩(2)內(nèi)的溫度；

由荷載控制器(4)調(diào)控油壓機(10)作用在試驗試件上的荷載，同時綜合控制器(5)控制各滲水儀(11-4)底部的閥門(11-4-8)打開，并開始計時，記錄各滲水儀(11-4)上流量計(11-4-4)的數(shù)據(jù)，直至達到預先設定的試驗時長t為止，荷載控制器4控制油壓機(10)停止工作，綜合控制器(5)控制水泵(12-5)及各滲水儀(11-4)上的閥門(11-4-8)關(guān)閉，同時綜合控制器(5)根據(jù)流量計(11-4-4)檢測得到的數(shù)據(jù)計算各滲水儀(11-4)的滲水量，升降控制儀(7)控制升降桿(6)上升至初始位置，然后打開外罩(2)，取出試驗試件，再打開排氣閥(11-4-1)，并控制各滲水儀(11-4)上的閥門(11-4-8)打開，使?jié)B水量筒(11-4-7)中剩余的水沿濾水網(wǎng)(14)進入到集水倉(15)中，然后關(guān)閉各滲水儀(11-4)上的閥門(11-4-8)；

由第一種試驗方案得：溫度變化對試驗試件滲水性能的滲水強化指數(shù)α1為：

其中，為荷載為F、試驗溫度為T時第一試驗試件在測試點k處的平均滲水體積；為荷載為F、試驗溫度為i倍的T時第二試驗試件在測試點k處的平均滲水體積；

由第二種試驗方案得：荷載變化對試驗試件滲水性能的滲水強化指數(shù)α2為：

其中，為荷載為F、試驗溫度為T時第一試驗試件在測試點k處的平均滲水體積；為荷載為j倍的F、試驗溫度為T時第二試驗試件在測試點k處的平均滲水體積；

由第三種試驗方案得：試驗試件滲水性能的厚度影響系數(shù)β為：

為荷載為F、試驗溫度為T及試驗試件厚度為c-1倍的D時試驗試件在測試點k處的平均滲水體積,c為試驗試件的編號，c大于等于2。