可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，包括密闭试验箱和高压水泵，所述密闭试验箱和高压水泵之间设有管道，所述管道包括动水加载管和动水卸载管，所述动水加载管一端与高压水泵连接，另一端与密闭试验箱连接，所述动水加载管上设有供水电磁阀；所述动水卸载管一端连接于动水加载管的供水电磁阀与密闭试验箱之间，另一端设有用于计量冲刷水量的计量阀和第一计量水箱。本发明的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，能够计量一个周期的正反动水冲刷水量和单向动水冲刷水量，并且计量结果精确，符合实际冲刷水量。
【专利说明】可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种路面材料性能检测试验装置，尤其涉及一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机。
【背景技术】
[0002]雨水通过路面材料的空隙进入路面材料内部，在车轮高速驶过时，路面受车辆荷载产生的动水压力在短时间内由正压变为负压，路面材料在反复的正负压交替作用即动水压力冲刷作用下，造成了集料的剥落，进而使路面裂隙不断延伸直至贯通。路面材料的冲刷水量不仅能够反映路面材料(浙青、水泥)与集料的粘结性能，也能够反映出路面材料的抗水冲刷性能。国内学者已经对动水压力对浙青路面的损害开展了相关的研究，现有的路面材料冲刷试验仪，主要包括国外的旋转刷、振动台，以及各大院校设计的路面材料动水压力试验装置，但上述的试验装置均不能计量冲刷水量，不便于判断试件的防渗性和排水性随冲刷的变化过程。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，该动水压力冲刷试验机能够计量一个周期的正反动水冲刷水量和单向动水冲刷水量，并且计量结果精确，符合实际冲刷水量。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，包括密闭试验箱和高压水泵，所述密闭试验箱和高压水泵之间设有管道，所述管道包括动水加载管和动水卸载管，所述动水加载管一端与高压水泵连接，另一端与密闭试验箱连接，所述动水加载管上设有供水电磁阀；所述动水卸载管一端连接于动水加载管的供水电磁阀与密闭试验箱之间，另一端设有用于计量冲刷水量的计量阀和第一计量水箱。
[0005]所述动水卸载管上于计量阀前端设有回水电磁阀，于计量阀后端设有回水管道，所述回水管道与高压水泵的储水装置相连，所述回水管道上设有计量停止阀。
[0006]所述密闭试验箱内固设有路面材料试件和至少一个反向冲刷筒,所述路面材料试件和反向冲刷筒将密闭试验箱的内腔分隔为上部的正向冲刷腔和下部的反向冲刷腔，所述反向冲刷筒的上端封闭且下端与反向冲刷腔连通，所述正向冲刷腔设有与动水加载管连接的动水进出口。
[0007]所述密闭试验箱包括箱体、分设于箱体上下两端的上盖板和下盖板，所述箱体的下部设有排水管，所述排水管上设有排水阀，所述排水阀后端设有第二计量水箱。
[0008]所述排水管上设有用于计量反向动水压力的排水压力表。
[0009]所述上盖板设有吊环和用于计量正向动水压力的顶部压力表。
[0010]所述密闭试验箱设有控温装置，所述控温装置包括制冷装置和热交换装置，所述制冷装置和热交换装置分别与密闭试验箱连接。[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于:
本发明的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，设有动水卸载管，当对密闭试验箱内的路面材料试件完成一个周期的正反动水冲刷时,打开动水卸载管上的计量阀，经计量阀流出的水落入第一计量水箱，通过第一计量水箱测量经计量阀流出的总水量，该部分水量即为该次动水冲刷的冲刷水量，其结构简单、操作方便，实现了对路面材料动水压力冲刷试验冲刷水量的计量，丰富了路面材料动水压力冲刷试验机的功能，能够准确的计算路面材料试件的透水率，以准确判断路面材料试件的防渗性和排水性随冲刷的变化过程。本发明进一步在计量阀后端设有回水管道，回水管道与高压水泵的供水箱相连，回水管道上设有计量停止阀，完成正反动水冲刷试验后如果不需要计量冲刷水量，则可关闭计量阀，打开计量停止阀，通过回水管道将密闭试验箱中的水排回至高压水泵的供水箱。本发明进一步在箱体的下部设有排水管，排水管上设有排水阀，排水阀后端设有第二计量水箱，在对密闭试验箱中的路面材料试件进行自上而下的单向冲刷试验时，可以打开排水阀，通过第二计量水箱计量经该排水阀排出的水量，从而实现在单向冲刷试验中对冲刷水量的计量。本发明进一步在排水管上设有排水压力表，能够计量实验过程中反向动水压力，在上盖板设有顶部压力表，能够计量实验过程中正向动水压力。本发明通过进一步设置控温装置对密闭试验箱内的水温进行实时调控，以模拟不同水温条件下动水对路面材料试件的冲刷作用。本发明能够适用于各种混合料类型的路面材料试件，对于击实试件、旋转压实试件或路面现场芯样均可进行试验，能较好地模拟荷载、温度、水压三个因素对路面材料的影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明第一种冲刷计量方式的结构示意图。
[0013]图2是本发明第二种冲刷计量方式的结构示意图。
[0014]图3是本发明密闭试验箱的结构示意图。
[0015]图4是本发明密闭试验箱的剖面结构示意图。
[0016]图中各标号表不:
1、密闭试验箱；11、定位筒；12、正向冲刷腔；121、动水进出口 ；13、反向冲刷腔；14、排气阀；15、箱体；151、排水管；152、排水阀；153、排水压力表；154、第二计量水箱；16、上盖板；161、吊环；162、顶部压力表；17、下盖板；2、高压水泵；21、供水箱；3、制冷装置；4、管道；41、动水加载管；411、供水电磁阀；42、动水卸载管；421、回水电磁阀；422、计量阀；423、计量停止阀；424、第一计量水箱；425、回水管道；5、路面材料试件；6、控制系统；7、热交换装置；8、反向冲刷筒；81、筒体；82、密封盖板。
【具体实施方式】
[0017]图1至图4示出了本发明的一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机实施例，该试验机包括密闭试验箱1、高压水泵2、控温装置和控制系统6，密闭试验箱I内固设有路面材料试件5和至少一个反向冲刷筒8，密闭试验箱I和高压水泵2之间设有管道4，管道4包括动水加载管41和动水卸载管42，动水加载管41的一端与高压水泵2连接，另一端与密闭试验箱I连接，动水加载管41上设有供水电磁阀411 ;动水卸载管42的一端连接于动水加载管41的供水电磁阀411与密闭试验箱I之间，另一端设有用于计量冲刷水量的计量阀422和第一计量水箱424。当对密闭试验箱I内的路面材料试件5完成一个周期的正反动水冲刷时，打开动水卸载管42上的计量阀422，经计量阀422流出的水落入第一计量水箱424，通过第一计量水箱424测量经计量阀422流出的总水量，该部分水量即为该次动水冲刷的冲刷水量，通过冲刷水量能够准确的计算路面材料试件5的透水率，以准确判断路面材料试件5的防渗性和排水性随冲刷的变化过程。
[0018]本实施例中，动水卸载管42设有回水电磁阀421和回水管道425，回水电磁阀421位于计量阀422的前端，回水管道425位于计量阀422的后端，回水管道425与高压水泵2的供水箱21相连，回水管道425上设有计量停止阀423，完成正反动水冲刷试验后如果不需要计量冲刷水量，则可关闭计量阀422，打开计量停止阀423，通过回水管道425将密闭试验箱I中的水排回至高压水泵2的供水箱21。
[0019]本实施例中，密闭试验箱I中设有一个反向冲刷筒8，路面材料试件5和反向冲刷筒8将密闭试验箱I的内腔分隔为上部的正向冲刷腔12和下部的反向冲刷腔13，反向冲刷筒8包括筒体81和密封盖板82，筒体81固定于密闭试验箱I的定位筒11中，密封盖板82用于封闭筒体81的上端，使筒体81只与反向冲刷腔13连通，正向冲刷腔12设有与动水加载管41连接的动水进出口 121。本发明模拟路面实际情况实验时，从动水进出口 121注水，路面材料试件5的上表面施加动水压力，由于水只能从路面材料试件5中流入反向冲刷腔13，卸压时再通过反向冲刷筒8使水在路面材料试件5的下表面压入，对路面材料试件5形成动水循环冲刷，从而有效检验路面材料的抗水损害能力。
[0020]本实施例中，密闭试验箱I包括箱体15、上盖板16和下盖板17，上盖板16和下盖板17分别固定于箱体15的上下两端，箱体15的下部设有排水管151，排水管151上设有排水阀152，排水阀152后端设有第二计量水箱154，在对密闭试验箱I中的路面材料试件5进行自上而下的单向冲刷试验时，可以打开排水阀152，通过第二计量水箱154计量经该排水阀152排出的水量，从而实现在单向冲刷试验中对冲刷水量的计量。上盖板16设有吊环161、顶部压力表162和排气阀14,顶部压力表162用于测量正向冲刷腔12的正向冲刷动水压力，吊环161的设置方便了用吊装设备吊起上盖板16打开或闭合箱体15。
[0021]本发明的密闭试验箱I设有控温装置，控温装置包括制冷装置3和热交换装置7，制冷装置3和热交换装置7分别与密闭试验箱I连接。密闭试验箱I设有温度传感器，将密闭试验箱I中水的温度实时传递给控制系统6，控制系统6对密闭试验箱I中的水温进行实时调控，以模拟不同水温、恒温条件下动水对路面材料试件5的冲刷作用。
[0022]本发明有以下两种冲刷方式，两种冲刷方式均有相应的动水计量方法:
第一种冲刷计量方式:如图1所示，通过计量阀422计量一个周期的正反动水冲刷水量。
[0023](I)关闭排水阀152，打开高压水泵2和供水电磁阀411，向箱体15内充水，待水位到达定位筒11高度一半左右的时候，关闭高压水泵2和供水电磁阀411停止注水。
[0024](2)安放路面材料试件5和上端已封闭的反向冲刷筒8，然后向正向冲刷腔12注满水，用上盖板16封闭箱体15，此时反向冲刷筒8内具有一定量的空气。
[0025](3)静置一段时间待路面材料试件5的空气慢慢排出后，开启排气阀14将正向冲刷腔12的空气排出，关闭排气阀14。
[0026](4)关闭计量停止阀423，打开计量阀422，并在计量阀422的出水口处放置第一计量水箱424。
[0027](5)控制系统6设置冲刷频率，打开高压水泵2和供水电磁阀411，同时关闭回水电磁阀421，从动水进出口 121注入压力水，对路面材料试件5加压，水通过路面材料试件5内的空隙渗流到反向冲刷腔13，使反向冲刷筒8内腔的空气被压缩蓄能。
[0028](6)顶部压力表162检测到压力加载到了设定值后，关闭供水电磁阀411，打开回水电磁阀421，对密闭试验箱I内进行卸压，反向冲刷筒8内腔的空气膨胀，在压力作用下，反向冲刷腔13的水对路面材料试件5进行反向冲刷，水透过路面材料试件5进入正向冲刷腔12，并经动水卸载管42，由计量阀422流出，进入第一计量水箱424。
[0029](7)对第一计量水箱424中的水进行计量，即可得到一个周期的正反动水冲刷水量。
[0030]第二种冲刷计量方式:如图2所示，通过排水阀152计量单向冲刷实验的冲刷水量。
[0031](I)先安装路面材料试件5和反向冲刷筒8，用上盖板16封闭箱体15，然后打开高压水泵2和供水电磁阀411，同时关闭回水电磁阀421，向正向冲刷腔12注满水。
[0032](2)打开排水阀152，排水管151的排水口处放置第二计量水箱154 ;静置一段时间待路面材料试件5的空气慢慢排出后，开启排气阀14将正向冲刷腔12的空气排出，关闭排气阀14。
[0033](3)控制系统6设置冲刷频率及冲刷次数后，打开供水电磁阀411，对路面材料试件5进行正向冲刷，动水在正向冲刷腔12内循环加压卸压的过程，在高压动水的作用下，水透过路面材料试件5内部的空隙渗透进入反向冲刷腔13，循环加压，水不断渗透至反向冲刷腔13，直至达到设置的冲刷参数。
[0034](4)试验结束后关闭供水电磁阀411，等待一段时间，直至正向冲刷腔12渗透入反向冲刷腔13的水全部从排水管151流入第二计量水箱154。
[0035](5)对第二计量水箱154中的水进行计量，即得到单向冲刷实验的冲刷水量。
[0036]虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，包括密闭试验箱(I)和高压水泵(2)，所述密闭试验箱(I)和高压水泵(2)之间设有管道(4)，其特征在于:所述管道(4)包括动水加载管(41)和动水卸载管(42 )，所述动水加载管(41) 一端与高压水泵(2 )连接，另一端与密闭试验箱(I)连接，所述动水加载管(41)上设有供水电磁阀(411);所述动水卸载管(42) —端连接于动水加载管(41)的供水电磁阀(411)与密闭试验箱(I)之间，另一端设有用于计量冲刷水量的计量阀(422)和第一计量水箱(424)。
2.根据权利要求1所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述动水卸载管(42)上于计量阀(422)的前端设有回水电磁阀(421)，于计量阀(422)的后端设有回水管道(425)，所述回水管道(425)与高压水泵(2)的供水箱(21)相连，所述回水管道(425)上设有计量停止阀(423)。
3.根据权利要求1或2所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述密闭试验箱(I)内固设有路面材料试件(5)和至少一个反向冲刷筒(8)，所述路面材料试件(5)和反向冲刷筒(8)将密闭试验箱(I)的内腔分隔为上部的正向冲刷腔(12)和下部的反向冲刷腔(13)，所述反向冲刷筒(8)的上端封闭且下端与反向冲刷腔(13)连通，所述正向冲刷腔(12)设有与动水加载管(41)连接的动水进出口(121)。
4.根据权利要求3所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述密闭试验箱(I)包括箱体(15 )、分设于箱体(15 )上下两端的上盖板(16 )和下盖板(17)，所述箱体(15)的下部设有排水管(151)，所述排水管(151)上设有排水阀(152)，所述排水阀(152)后端设有第二计量水箱(154)。
5.根据权利要求4所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述排水管(151)上设有用于计量反向动水压力的排水压力表(153)。
6.根据权利要求4所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述上盖板(16)设有吊环(161)和用于计量正向动水压力的顶部压力表(162)。
7.根据权利要求1或2所述的可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机，其特征在于:所述密闭试验箱(I)设有控温装置，所述控温装置包括制冷装置(3)和热交换装置(7),所述制冷装置(3)和热交换装置(7)分别与密闭试验箱(I)连接。
【文档编号】G01N33/42GK103439478SQ201310388316
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】周志刚, 曾昭茂, 袁秀湘, 李岩 申请人:长沙理工大学