一種防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置的製作方法

2023-06-27 04:35:31 1

本實用新型屬於瀝青路面滲水檢測技術領域，具體涉及一種防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水室內檢測裝置。

背景技術：

大量的工程實踐表明，水分對瀝青路面的使用質量有重要影響。水分的來源有多種，其中最常見的是雨季降雨，從路表面逐漸向下滲入混合料內部，由於路面空隙率大，充滿水分成為破壞路表面的主要原因。瀝青路面滲水性能是反映瀝青混合料性能的一個重要指標，如果瀝青面層透水，則必然會造成剝落、坑槽、鬆散等早期破壞，同時水進入基層或路基，使路面承載力降低。因此路面滲水係數已經成為評價路面性能的一個重要指標。

如今常規的路面滲水試驗方法為JTG E60-2008《公路路基路面現場測試規程》(T0971-2008)，該設備在實際應用過程中存在邊緣難以用密封材料完全封住的問題，同時，水可能從連通的空隙返到路面上，而並沒有滲入到結構層中，因此無法確認路面是否滲水。再者，試驗中對密封材料的選擇也尤為嚴格，流動性與防水性不佳的材料在使用過程中往往會加重側滲的影響，這嚴重影響了路面滲水試驗的推廣，因此研製新型防側滲的滲水儀器變得十分必要。其次，以前進行路面滲水試驗時採用的是常壓變水頭，變化的水頭壓力嚴重影響試驗結果間的相關性，使得不同測點的試驗數據間的比較變得困難，僅能依據規範規定值粗略地判斷試驗結果是否滿足規範要求，這在進一步深入研究路面滲水方面也是一大缺憾。

因此，本實用新型立足於以上實際問題，提出一種防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水室內檢測裝置，有效消除側滲與常壓變水頭對試驗數據的影響，使滲水係數能夠更好地反應路面真實的滲水情況。

技術實現要素：

為了解決現有常壓變水頭的滲水試驗所存在的不足，本實用新型提供了一種防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置，可有效消除側滲與常壓變水頭對試驗數據的影響，大大提高檢測數據穩定性，更加準確地評判瀝青路面的防滲水能力。

為了實現上述目的，本實用新型所採用的技術方案是：

該防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置，包括起支撐作用的調平支架，在調平支架上設置有可安放測試件的測試箱，測試箱的底部開設有滲水孔、內壁上鋪設有防水密封層，在測試箱的下方設置有可從測試件底部收集滲水的集水槽，集水槽通過引水管與量杯連接，在測試箱的頂部設置有密封頂蓋，密封頂蓋與測試箱中的測試件頂部之間形成滲水空腔，在密封頂蓋上開設有排氣孔b並在排氣孔b上設置有排氣控制閥，測試箱通過安裝在密封頂蓋上的下水管與加壓筒連通，下水管上設置有下水控制閥，加壓筒的側部通過安裝在進水管上的進水控制閥與水箱連通，在加壓筒內設置有加壓活塞，加壓活塞的活塞杆延伸至加壓筒頂部上方並在活塞杆的頂端設置有荷載平臺，在荷載平臺上設置有可調整加壓筒內恆定壓力的加壓載荷。

進一步限定，在密封頂蓋上設置有與測試箱埠正對的密封圈。

進一步限定，上述加壓活塞的活塞杆的外壁上刻有體積刻度線，在加壓筒側壁上有水位刻度線。

進一步限定，密封頂蓋與測試箱中的測試件頂部之間所形成的滲水空腔的高度為0.5～1.5cm。

進一步限定，上述防水密封層的厚度為1～2cm。

進一步限定，上述集水槽的錐角為120～150°。

本實用新型的防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置，主要是通過加壓載荷推動加壓活塞下移給水體加壓，並保持恆壓，加壓水經下水管與測試試件接觸，經測試件向下滲出，滲出水經滲水孔、集水槽、引水管流入量杯中，根據流入量杯內的積水體積能夠計算出恆壓變水頭下該測試件的滲水係數，以此來判定瀝青路面的抗滲能力，與現有技術相比，本實用新型採用恆壓加壓、增加防水密封層等措施，可有效消除側滲與常壓變水頭對試驗數據的影響，大大提高檢測數據穩定性，更加準確地評判瀝青路面的防滲水能力，有效地解決了側滲對滲水結果的影響，再者現今工程實際中採用的滲水測試設備，以按照流入測試體內的水量來計算滲水係數，沒有考慮各測試體間孔隙率大小的差異，並由此帶來的誤差，本實用新型採用通過測試體的水量來參與計算，可以有效排除各測試體因孔隙率不同而造成的誤差，使測試結果間更加可靠；並且本實用新型採用恆壓變水頭的模式，可提高檢測數據穩定性，一體化的標準檢測設備還可以有效降低不同試驗檢測人員間的人為誤差，使檢測數據穩定性更好，此外，本實用新型的裝置結構簡單，原理科學，易於為工程技術人員所接受和掌握，具有良好的經濟效益和廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置結構示意圖。

圖2為圖1的密封頂蓋5的結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本實施例的防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置是由調平支架1、測試箱2、防水密封層3、密封頂蓋5、排氣控制閥6、加壓筒7、加壓活塞8、加壓荷載9、荷載平臺10、水箱11、進水控制閥12、下水控制閥13、緊固螺栓14、密封圈18、集水槽15、引水管17以及量杯16組合構成。

其中，調平支架1可以採用三腳架，測試箱2固定在調平支架1上，該測試箱2是一個矩形鋼製箱體，在箱體底部中心放置測試件4的位置開設有多個滲水孔，滲水孔的孔徑為0.5～1cm，在測試箱2底部均勻分布，便於從測試件4上直滲下的水流經滲水孔排出，在測試箱2的底部連接有漏鬥形的集水槽15，用於收集測試箱2下滲的水，集水槽15的錐角為135°，還可以在120～150°範圍內調整，便於水流，在集水槽15的底部開設有出水口，出水口上安裝引水管17，引水管17下端放置量杯16，將集水槽15收集的水引流至量杯16中。在測試箱2的箱體內沿著內壁鋪設有防水布製成的防水密封層3，防水密封層3的厚度為1～2cm，且高於測試件4頂部0.3mm左右，防止水從測試件4的側部發生側滲，該測試箱2的上部開口處設置有外延，便於與頂部安裝的密封頂蓋5固定，密封頂蓋5的邊沿與測試箱2的邊沿通過緊固螺栓14緊固，為了保證密封頂蓋5與測試箱2之間的密封性能，在密封頂蓋5上與測試箱2埠正對的位置嵌裝有O形的橡膠密封圈18，參見圖2，該密封頂蓋5的中心開有中心過水孔a，在過水孔a的側旁開設有排氣孔b，在排氣孔b上安裝有排氣控制閥6。本實施例的頂蓋與測試箱2內的測試件4之間有0.5～1.5cm的高度差，使密封頂蓋5與測試件4頂部之間形成滲水空腔，以保證作用在測試件4上的水壓分布均勻。該密封頂蓋5通過安裝在中心過水孔a上的下水管與加壓筒7的底部連通。該加壓筒7是鋼化塑料製成，在側壁上刻有水位刻度線，在加壓筒7頂部安裝有可在加壓筒7內部上下活動的加壓活塞8，加壓活塞8的塞頭設置在加壓筒7內腔並與加壓筒7內壁密封連接，加壓活塞8的活塞頭在加壓筒7內腔上下移動，壓縮加壓筒7內空氣，使加壓筒7內的水形成高壓水，該加壓活塞8的活塞杆穿過加壓筒7的頂部延伸至加壓筒7外側並且在活塞杆外壁上刻有體積刻度線，該體積刻度線是依據加壓筒7的直徑大小換算出的，能夠顯示加壓筒7內水體的體積。在加壓活塞8的活塞杆頂部焊接有荷載平臺10，在荷載平臺10上可以放置適量的加壓荷載9，根據加壓荷載9的載荷大小控制加壓筒7內水的壓力。本實施例的加壓筒7側壁底端開設有進水口，進水口上安裝有進水管，加壓筒7通過安裝在進水管上的進水控制閥12與水箱11連通，由水箱11供水。

利用上述的防側滲的恆壓變水頭的瀝青路面滲水檢測裝置檢測瀝青路面滲水，具體由以下步驟實現：

(1)選用室內馬歇爾試件作為測試件4，將測試件4放置在測試箱2的底部中心位置，並用防水密封層3填充密實，防止側滲，加蓋密封頂蓋5，並用螺栓緊固；

(2)關閉下水控制閥13，開啟進水控制閥12，提起加壓活塞8的活塞杆，將水箱11內的水經進水管注入加壓筒7內，至設定水位，關閉進水控制閥12；

(3)根據試驗要求計算所需加壓載荷m，將對應的加壓載荷放置在荷載平臺10上，通過加壓活塞8對加壓筒7內的水施加恆壓，打開下水控制閥13和排氣控制閥6，使加壓筒7的水經下水管進入測試箱2內，充滿滲水空腔，待排氣孔b處有水流時關閉下水控制閥13和排氣控制閥6；

(4)打開下水控制閥13，保持恆壓變水頭的模式，開始測試，滲水空腔內的水體經測試件4向下下滲，流經滲水孔，在集水槽15中收集後經引水管17進入量杯16中，保持加壓筒7內水壓恆定，壓力P為0.7～1.0MPa，滲水時間為1～3min，關閉下水控制閥13，記錄量杯16內的水量V；

(5)根據下式計算出測試件4在單位水壓下的滲水係數CwP，mL/(min*MPa)：

其中，CwP——單位水壓滲水係數，mL/(min*MPa)；P——水壓，MPa；

V——量杯16內水量，mL；t——滲水時間，min；

m——加壓荷載大小，kg；g——重力加速度常數，9.8m/s2；

S——加壓筒的空腔截面面積,mm2；

δ1——壓力轉換係數，其值為0～1。

特別說明，壓力修正係數δ1是因加壓橡膠活塞8與加壓筒7內壁間相對移動時存在一定的摩擦力，會導致加壓載荷9的部分重力不能轉化為水體壓力，而經過既定的設備通過加載實驗測試得出的修正量，採用常規修正方法確定。

上述實施例中的測試箱2，可以是方形箱體，也可以是圓形筒體，其測試箱2內壁與測試件4側壁之間填充的防水密封層3可採用密封性能好、可塑性強的防水材料，也可以採用橡皮泥或者防水泥等材料，根據試驗需要選擇。

在檢測時，對於加壓荷載9的選擇可以根據加壓筒7內水壓大小來確定，控制加壓筒7內水壓在0.7～1.0MPa範圍內，保持恆壓變水頭的模式，當水在測試件4中直滲，導致加壓筒7內水位下降時，加壓活塞8的活塞頭在加壓荷載9的重力作用下下移，保證加壓筒7內水壓恆定即可。

本實用新型能夠準確確定測試件4下滲水量，可排除測試件4自身孔隙率對滲水係數所產生的影響，使檢測結果更加可靠。