专利名称：路面层间粘结强度检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测仪，特别是涉及一种路面层间粘结强度检测仪。
背景技术：
目前，随着我国高速公路里程的与日俱增，浙青路面的破坏也出现了上升趋势，造成了巨大的经济损失。层间粘结强度不足是浙青路面出现拥包及推移和水损害的原因之一，路面层间处理的好坏关系到整体结构的耐久性，调查结果显示，路面早期病害很大一部分是由于基面层间结合不良引起的。因此，实际工程中采取措施加强面层与基层层间粘结， 对路面的使用性能和使用寿命至关重要。在道路层间处治技术中，施工工艺对层间粘结强度的影响很大，由于下层的处治不当或层面污染引起的粘结强度下降使得设计层间处治方法所能达到的层间粘结强度与实际工程使用过程中出现的各种层间病害大相径庭，因而有必要进行层间粘结强度现场检测技术的开发以达到层间粘结强度的实时检测，为施工工艺的改进及质量控制提供依据。现有的层间检测仪器大部分采用电机进行驱动，因而现场检测过程中需增加电源，大大降低了仪器的实际检测能力，同时由于电机在运转过程中产生的大量电磁波，从而对数据采集器产生干扰使得检测结果出现较大误差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种路面层间粘结强度检测仪。该路面层间粘结强度检测仪的运行平稳，受外界干扰小，检测数据准确，且其结构简单、 使用方便、测量精度高、测量稳定性和有效性强、生产成本低，便于推广使用。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是路面层间粘结强度检测仪，其特征在于包括底座、安装在底座上的框架一和安装在框架一上的框架二，所述框架一的上部活动安装有螺母，所述螺母的上部水平设置有锥齿轮一，所述框架一和框架二之间设置有用于支撑螺母转动以及用于限制螺母和锥齿轮一轴向位移的轴向限位装置，所述框架二上位于螺母的一侧转动连接有转轴，所述转轴的一端伸出框架二，所述转轴位于框架二内的一端竖直设置有与锥齿轮一相适配的锥齿轮二，所述转轴位于框架二外的一端设置有用于带动转轴转动的把手，所述螺母内安装有与其相适配的螺杆，所述螺杆的上端穿出框架二，所述螺杆的上部设置有用于限制螺杆转动的转动限位装置，所述螺杆的下端连接有拉力传感器，所述拉力传感器的下端连接有夹具，所述夹具包括压板和连接在压板底面的圆筒体，所述圆筒体的内径从下向上逐渐增大，所述圆筒体内设置有与圆筒体的内壁相适配的圆筒形衬砌，所述圆筒形衬砌的外径从下向上逐渐增大，所述圆筒形衬砌的内径从下向上均相等。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述框架一的上部开设有通孔一， 所述螺母的下部安装在所述通孔一内且螺母的外表面与通孔一的内壁之间有间隙，所述螺母中部设置有凸台，所述轴向限位装置包括与框架二上部的底面相连接的连接筒一、安装在螺杆上且位于连接筒一与锥齿轮一之间的推力轴承一和安装在螺母上且位于凸台下方的推力轴承二，所述推力轴承一与螺杆之间有间隙，所述连接筒一的上端开口，所述连接筒一的下端设置有盖板一，所述盖板一上开设有供螺杆穿入的通孔二。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述转动限位装置包括设置在连接筒一上的限位板，所述限位板下端连接在盖板一上，所述螺杆上开设有沿螺杆纵向延伸的凹槽，所述限位板的一侧边伸入到凹槽内。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述压板的上表面安装有连接柱， 所述连接柱的外表面上设置有螺纹，所述拉力传感器的底部安装有连接体，所述连接体包括连接杆和安装在连接杆下方的连接筒二，所述连接杆的上端与拉力传感器连接，所述连接杆的下端设置有球体，所述连接筒二的上端设置有盖板二，所述盖板二上开设有通孔三， 所述球体安装在连接筒二内，所述通孔三的孔径小于球体的直径，所述连接筒二的内壁上设置有与连接柱相适配的螺纹。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述螺杆的下部设置有用于防止螺杆下部穿出螺母的挡环。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述框架二的一侧面上开设有通孔四，所述转轴的一端通过通孔四伸入到框架二内，所述通孔四的孔径大于转轴的直径，所述锥齿轮二远离锥齿轮一的一侧设置有筒体，所述筒体与通孔四同轴布设且其一端安装在框架二的内壁上，所述筒体与转轴之间设置有向心轴承。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆筒体上开设有沿竖直方向延伸的多个槽，所述槽内设置有与圆筒形衬砌相连接的螺钉，所述螺钉的螺钉头的直径大于槽的宽度。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆筒体包括与压板底面固定连接的圆弧单元一和与圆弧单元一转动连接的圆弧单元二，所述圆弧单元二的一端通过铰链与圆弧单元一的一端铰接，所述圆弧单元二另一端的外壁上安装有连接板，所述连接板上设置有用于连接圆弧单元一和连接板的螺栓，所述圆筒形衬砌包括与圆弧单元一的内壁相适配的衬砌单元一和与圆弧单元二的内壁相适配的衬砌单元二。上述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆弧单元一的弧度大于圆弧单元二的弧度。本发明与现有技术相比具有以下优点I、本发明的结构简单，设计新颖合理，易于安装。2、本发明通过设置锥齿轮一、锥齿轮二、螺母、螺杆、夹具、轴向限位装置和转动限位装置，通过锥齿轮二转动带动锥齿轮一转动，锥齿轮一带动螺母转动，通过设置轴向限位装置从而保证螺母发生转动而不产生轴向位移，同时通过设置转动限位装置保证了螺杆不会随螺母一起转动，从而在螺母的带动下螺杆产生竖直位移而不发生转动，在螺杆向上运动的同时提升夹具上移，所述夹具上的圆筒体向上运动时其内径逐渐减小，所述圆筒形衬砌在圆筒体的带动下逐渐上移且其外径逐渐增大，于是，圆筒体对圆筒形衬砌的压力越来越大，圆筒形衬砌与安装在其内部的圆柱体路面结构的摩擦力也越来越强，从而随着夹具的上移，通过拉力传感器测出路面层间粘结强度，使用起来比较方便。3、本发明所述圆筒体包括圆弧单元一和圆弧单元二，圆筒形衬砌包括衬砌单元一和衬砌单元二，这样方便将更容易实现夹具与圆柱体路面结构的连接。
4、本发明通过在圆筒体上开设有沿竖直方向延伸的多个槽，多个所述槽内设置有与圆筒形衬砌相连接的螺钉，螺钉的螺钉头的直径大于槽的宽度，通过设置多个槽和螺钉， 方便在搬运或运输时圆筒形衬砌和圆筒体的连接。5、本发明的实现成本低，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本发明结构简单，设计新颖合理，工作可靠性高，使用寿命长，改变传统的电机驱动而采用锥齿轮驱动，从而带动拉力传感器及圆柱体路面结构进行层间粘结现场强度检测，在保证传动平稳的情况下提高了检测结果的精确度。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本发明的结构示意图。
图2为本发明转动限位装置的结构示意图。
图3为本发明夹具的结构示意图。
图4为本发明圆弧单元一和圆弧单元二的连接关系示意图。
附图标记说明
I-底座；2-框架一；3-框架二 ；
4-螺杆；4-1-凹槽；5-连接筒一；
5-1-盖板一；5-2-限位板；6-推力轴承一；
7-锥齿轮一；8-螺母；8-1-凸台；
9-筒体；10-向心轴承；11-转轴；
12-把手；13-锥齿轮二 ；14-挡环；
15-拉力传感器；16-连接杆；17-连接筒二 ；
17-1-盖板二 ；18-球体；19-推力轴承二 ；
20-连接柱；21-压板；22-圆筒体；
22-1-槽；22-2-圆弧单元一；22-3-圆弧单元二 ；
23-圆筒形衬砌；23-1-衬砲单兀一；23-2-衬砌单元二 ；
24-螺钉；25-连接板；26-螺栓；
27-铰链；28-圆柱体路面结构。
具体实施方式
如图I、图2和图3所示的一种路面层间粘结强度检测仪，包括底座I、安装在底座I上的框架一 2和安装在框架-一 2上的框架二 3，所述框架一 2的上部活动安装有螺母8，
所述螺母8的上部水平设置有锥齿轮一 7，所述框架一 2和框架二 3之间设置有用于支撑螺母8转动以及用于限制螺母8和锥齿轮一 7轴向位移的轴向限位装置，所述框架二 3上位于螺母8的一侧转动连接有转轴11，所述转轴11的一端伸出框架二 3，所述转轴11位于框架二 3内的一端竖直设置有与锥齿轮一 7相适配的锥齿轮二 13，所述转轴11位于框架二 3外的一端设置有用于带动转轴11转动的把手12，所述螺母8内安装有与其相适配的螺杆4，所述螺杆4的上端穿出框架二 3，所述螺杆4的上部设置有用于限制螺杆4转动的转动限位装置，所述螺杆4的下端连接有拉力传感器15，所述拉力传感器15的下端连接有夹具，所述夹具包括压板21和连接在压板21底面的圆筒体22，所述圆筒体22的内径从下向上逐渐增大，所述圆筒体22内设置有与圆筒体22的内壁相适配的圆筒形衬砌23，所述圆筒形衬砌23的外径从下向上逐渐增大，所述圆筒形衬砌23的内径从下向上均相等。使用时，采用路面钻芯机钻至指定深度，所述指定深度大于路面面层和层间厚度之和，在保证不取出试件的情况下平稳取出钻头，形成直径约IOOmm的圆柱体路面结构28， 将圆筒形衬砌23套在圆柱体路面结构28上，同时调整夹具位置使其顶面与路面平行，拉力传感器15通过数据线连接有数据显示器，转动把手12，把手12带动转轴11转动，转轴11 带动锥齿轮二 13转动，通过锥齿轮二 13转动带动锥齿轮一 7转动，锥齿轮一 7带动螺母8 转动，通过设置轴向限位装置从而保证螺母8发生转动而不产生轴向位移，同时通过设置转动限位装置从而保证螺杆4不会随螺母8 一起转动，从而在螺母8的带动下螺杆4产生竖直位移而不发生转动，在螺杆4向上运动的同时，从而提升夹具上移，所述夹具上的圆筒体22向上运动时其内径逐渐减小，所述圆筒形衬砌23在圆筒体22的带动下逐渐上移且其外径逐渐增大，于是，圆筒体22对圆筒形衬砌23的压力越来越大，圆筒形衬砌23与安装在其内部的圆柱体路面结构28的摩擦力也越来越强，从而随着夹具的上移，使螺杆4以IOmm/ min的速度上升直至圆柱体路面结构28拉出路面，读取数据显示器峰值力并记录，该峰值力即为路面层间粘结力F，卸下连接头，利用游标卡尺测得28-圆柱体路面结构28的直径 D，路面层间粘结强度σ根据以下的公式(I)进行计算
Zj.^7, 、σ =——7( I )
π 1上述公式(I)中，F为路面层间粘结力；D为经检测后拔出的圆柱体路面结构直径； ο为路面层间粘结强度。如图I所示，所述框架一 2的上部开设有通孔一，所述螺母8的下部安装在所述通孔一内且螺母8的外表面与通孔一的内壁之间有间隙，所述螺母8中部设置有凸台8-1，所述轴向限位装置包括与框架二 3上部的底面相连接的连接筒一 5、安装在螺杆4上且位于连接筒一 5与锥齿轮一 7之间的推力轴承一 6和安装在螺母8上且位于凸台8-1下方的推力轴承二 19，所述推力轴承一 6与螺杆4之间有间隙，所述连接筒一 5的上端开口，所述连接筒一 5的下端设置有盖板一 5-1，所述盖板一 5-1上开设有供螺杆4穿入的通孔二。如图2所示，所述转动限位装置包括设置在连接筒一 5上的限位板5-2，所述限位板5-2下端连接在盖板一 5-1上，所述螺杆4上开设有沿螺杆4纵向延伸的凹槽4-1，所述限位板5-2的一侧边伸入到凹槽4-1内。结合图I和图3，所述压板21的上表面安装有连接柱20，所述连接柱20的外表面上设置有螺纹，所述拉力传感器15的底部安装有连接体，所述连接体包括连接杆16和安装在连接杆16下方的连接筒二 17，所述连接杆16的上端与拉力传感器15连接，所述连接杆 16的下端设置有球体18，所述连接筒二 17的上端设置有盖板二 17-1，所述盖板二 17-1上开设有通孔三，所述球体18安装在连接筒二 17内，所述通孔三的孔径小于球体18的直径， 所述连接筒二 17的内壁上设置有与连接柱20相适配的螺纹。如图I所示，所述螺杆4的下部设置有用于防止螺杆4下部穿出螺母8的挡环14。 所述框架二 3的一侧面上开设有通孔四，所述转轴11的一端通过通孔四伸入到框架二 3 内，所述通孔四的孔径大于转轴11的直径，所述锥齿轮二 13远离锥齿轮一 7的一侧设置有筒体9，所述筒体9与通孔四同轴布设且其一端安装在框架二 3的内壁上，所述筒体9与转轴11之间设置有向心轴承10。如图3所示，所述圆筒体22上开设有沿竖直方向延伸的多个槽22-1，所述槽22_1 内设置有与圆筒形衬砌23相连接的螺钉24，所述螺钉24的螺钉头的直径大于槽22-1的宽度。通过设置多个槽22-1和螺钉24，方便在搬运或运输时圆筒形衬砌23和圆筒体22的连接。如图4所示，所述圆筒体22包括与压板21底面固定连接的圆弧单元一 22_2和与圆弧单元一 22-2转动连接的圆弧单元二 22-3，所述圆弧单元二 22-3的一端通过铰链27与圆弧单元一 22-2的一端铰接，所述圆弧单元二 22-3另一端的外壁上安装有连接板25，所述连接板25上设置有用于连接圆弧单元一 22-2和连接板25的螺栓26，所述圆筒形衬砌23 包括与圆弧单元一 22-2的内壁相适配的衬砌单元一 23-1和与圆弧单元二 22-3的内壁相适配的衬砌单元二 23-2，这样方便将更容易实现夹具与圆柱体路面结构的连接。优选的做法是，所述圆弧单元一 22-2的弧度大于圆弧单元二 22-3的弧度。该路面层间粘结强度检测仪运输方便，使用过程中不需要其他粘结剂且不需要外接电源，从根本上提高了层间检测效率，在路面施工过程方便对层间处治效果进行实时监控；且该检测仪运行平稳，减少了外接供电对力学传感器的干扰，提高了检测精度。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.路面层间粘结强度检测仪，其特征在于包括底座(I)、安装在底座(I)上的框架一(2)和安装在框架一(2)上的框架二(3)，所述框架一(2)的上部活动安装有螺母(8)，所述螺母(8)的上部水平设置有锥齿轮一(7)，所述框架一(2)和框架二(3)之间设置有用于支撑螺母(8)转动以及用于限制螺母(8)和锥齿轮一(7)轴向位移的轴向限位装置，所述框架二(3)上位于螺母(8)的一侧转动连接有转轴(11)，所述转轴(11)的一端伸出框架二(3)，所述转轴(11)位于框架二(3)内的一端竖直设置有与锥齿轮一(7)相适配的锥齿轮二(13)，所述转轴(11)位于框架二(3)外的一端设置有用于带动转轴(11)转动的把手(12)，所述螺母(8)内安装有与其相适配的螺杆(4)，所述螺杆(4)的上端穿出框架二(3)， 所述螺杆(4)的上部设置有用于限制螺杆(4)转动的转动限位装置，所述螺杆(4)的下端连接有拉力传感器(15)，所述拉力传感器(15)的下端连接有夹具，所述夹具包括压板(21) 和连接在压板(21)底面的圆筒体(22)，所述圆筒体(22)的内径从下向上逐渐增大，所述圆筒体(22)内设置有与圆筒体(22)的内壁相适配的圆筒形衬砌(23)，所述圆筒形衬砌(23) 的外径从下向上逐渐增大，所述圆筒形衬砌(23)的内径从下向上均相等。
2.根据权利要求I所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述框架一(2)的上部开设有通孔一，所述螺母(8)的下部安装在所述通孔一内且螺母(8)的外表面与通孔一的内壁之间有间隙，所述螺母(8)中部设置有凸台(8-1)，所述轴向限位装置包括与框架二(3)上部的底面相连接的连接筒一(5)、安装在螺杆(4)上且位于连接筒一(5)与锥齿轮一(7)之间的推力轴承一(6)和安装在螺母(8)上且位于凸台(8-1)下方的推力轴承二(19)，所述推力轴承一(6)与螺杆(4)之间有间隙，所述连接筒一(5)的上端开口，所述连接筒一(5)的下端设置有盖板一(5-1)，所述盖板一(5-1)上开设有供螺杆(4)穿入的通孔--O
3.根据权利要求2所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述转动限位装置包括设置在连接筒一(5)上的限位板(5-2)，所述限位板(5-2)下端连接在盖板一(5-1) 上，所述螺杆(4)上开设有沿螺杆(4)纵向延伸的凹槽(4-1)，所述限位板(5-2)的一侧边伸入到凹槽(4-1)内。
4.根据权利要求1、2或3所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述压板(21)的上表面安装有连接柱(20)，所述连接柱(20)的外表面上设置有螺纹，所述拉力传感器(15)的底部安装有连接体，所述连接体包括连接杆(16)和安装在连接杆(16)下方的连接筒二(17)，所述连接杆(16)的上端与拉力传感器(15)连接，所述连接杆(16)的下端设置有球体(18)，所述连接筒二(17)的上端设置有盖板二(17-1)，所述盖板二(17-1)上开设有通孔三，所述球体(18)安装在连接筒二(17)内，所述通孔三的孔径小于球体(18)的直径，所述连接筒二(17)的内壁上设置有与连接柱(20)相适配的螺纹。
5.根据权利要求1、2或3所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述螺杆(4) 的下部设置有用于防止螺杆(4)下部穿出螺母(8)的挡环(14)。
6.根据权利要求1、2或3所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述框架二(3)的一侧面上开设有通孔四，所述转轴(11)的一端通过通孔四伸入到框架二(3)内，所述通孔四的孔径大于转轴(11)的直径，所述锥齿轮二(13)远离锥齿轮一(7)的一侧设置有筒体(9)，所述筒体(9)与通孔四同轴布设且其一端安装在框架二(3)的内壁上，所述筒体(9)与转轴(11)之间设置有向心轴承(10)。
7.根据权利要求1、2或3所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆筒体(22)上开设有沿竖直方向延伸的多个槽(22-1)，所述槽(22-1)内设置有与圆筒形衬砌(23)相连接的螺钉(24)，所述螺钉(24)的螺钉头的直径大于槽(22-1)的宽度。
8.根据权利要求1、2或3所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆筒体(22)包括与压板(21)底面固定连接的圆弧单元一(22-2)和与圆弧单元一(22-2)转动连接的圆弧单元二(22-3)，所述圆弧单元二(22-3)的一端通过铰链(27)与圆弧单元一 (22-2)的一端铰接，所述圆弧单元二(22-3)另一端的外壁上安装有连接板(25)，所述连接板(25)上设置有用于连接圆弧单元一(22-2)和连接板(25)的螺栓(26)，所述圆筒形衬砌(23)包括与圆弧单元一(22-2)的内壁相适配的衬砌单元一(23-1)和与圆弧单元二 (22-3)的内壁相适配的衬砌单元二(23-2)。
9.根据权利要求8所述的路面层间粘结强度检测仪，其特征在于所述圆弧单元一 (22-2)的弧度大于圆弧单元二(22-3)的弧度。
全文摘要
本发明公开了一种路面层间粘结强度检测仪，包括底座、框架一和框架二，框架一的上部活动安装螺母，螺母的上部设置锥齿轮一，框架一和框架二之间设置轴向限位装置，框架二上位于螺母的一侧转动连接转轴，转轴的一端伸出框架二，转轴位于框架二内的一端设置锥齿轮二，转轴位于框架二外的一端设置把手，螺母内安装螺杆，螺杆的上部设置转动限位装置，螺杆的下端连接拉力传感器，拉力传感器下端连接夹具，夹具包括压板和连接在压板底面的圆筒体，圆筒体的内径从下向上逐渐增大，圆筒体内设置圆筒形衬砌，圆筒形衬砌的外径从下向上逐渐增大，圆筒形衬砌的内径从下向上均相等。该路面层间粘结强度检测仪运行平稳，受外界干扰小，检测数据准确。
文档编号G01N19/04GK102608025SQ20121005680
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者于丹, 于明明, 崔文社, 徐真真, 曹高尚, 李彦伟, 王吉昌, 王朝辉, 王选仓, 石鑫, 裴旭东 申请人:长安大学