灌缝胶渗水仪及基于该灌缝胶渗水仪测试灌缝胶密封性能的方法与流程

本发明涉及一种灌封胶渗水仪及测试灌封胶密封性能的方法，属于交通道路领域。

背景技术：

裂缝是最为常见的一种路面病害，目前处理路面裂缝病害的方法通常为灌缝，灌缝胶作为一种常见的灌缝材料被养护部门广泛应用。灌缝胶由改性沥青高分子聚合物材料制成，灌缝胶应具有良好的密封性，灌缝胶的密封性是指其阻止自然界中的水分通过裂缝进入路面结构内部的能力。但是在实际工程中，由于温度应力和行车荷载的重复作用，灌缝胶表面往往会出现一些裂纹，路面表面的水分依旧能够透过这些裂纹渗入路面内部。目前，国内的灌缝胶标准只有针对灌缝胶自身性能的一套评价方法，如流动值试验、锥入度试验、弹性恢复试验等，但是对于灌缝胶的实际路用性能，如渗水系数，并无测试方法。这导致道路养护部门无法准确掌握灌缝胶的密封性随时间推移的衰减情况，从而无法有效评价灌缝胶在实际路用过程中的密封性。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决现有灌缝胶在实际使用过程中，密封性能评价方法缺失的问题，提供了一种灌缝胶渗水仪及基于该灌缝胶渗水仪测试灌缝胶密封性能的方法。

本发明所述灌缝胶渗水仪，包括量筒、计时秒表、上基座、开关、输水管、三个支架、三个水平校准气泡和底基座；三个支架长度相同，设置在上基座和底基座之间，上基座、三个支架和底基座为一体件结构，底基座的上表面沿圆周均布三个水平校准气泡，输水管设置在上基座和底基座之间，且位于上基座和底基座表面的圆心处，输水管的出水口位于底基座下表面的圆心处，开关设置在输水管的中部，计时秒表设置在上基座的上表面，量筒设置在上基座的上方，且量筒与输水管连通。

本发明所述基于灌缝胶渗水仪的测试灌缝胶密封性能的方法，该测试方法的具体过程为：

步骤1、在一条裂缝处理后的裂缝上，选取三个测试点，三个测试点分别位于超车道、行车道和紧急停车带；

步骤2、清扫测试区域，清扫灌封胶表面的杂物；

步骤3、将一根直径40mm、长度300mm的空心塑料管竖直放置在需要测试的灌封胶表面‘

步骤4、将垫圈(10)沿着空心塑料管竖直方向插入，并在垫圈(10)下表面均匀涂覆密封层(11)，密封层厚度为10mm；

步骤5、沿着空心塑料管竖直方向挤压密封层(11)，使密封层(11)与垫圈(10)紧密结合，拔出空心塑料管，完成密封基底；

步骤6、装配渗水仪和加压装置(12)；

步骤7、旋转加压装置(12)的旋转手柄(12-2)，使压重铁块(12-1)向下移动，对渗水仪的底基座(8)加压，直至压重铁块(12-1)不能移动；

步骤8、判断三个水平校准气泡(7)是否居中，如果不居中则调节旋转手柄(12-2)进行调平；

步骤9、关闭输水管(5)上的开关(4)，向量筒(1)中注水，直至住满；

步骤10、打开输水管(5)上的开关(4)，水沿着输水管(5)流向底基座(8)，量筒(1)中产生气泡，气泡消失且量筒(1)内水位稳定后关闭开关(4)；

步骤11、将量筒(1)中的水补充满，打开开关(4)，同时开启计时秒表(2)，每间隔60秒记录一次量筒(1)的刻度，测试时间为5分钟；

步骤12、计算灌封胶的渗水系数：

其中：C_w表示灌封胶的渗水系数，单位为mL/min；V₁表示第一次读数时量筒(1)的刻度值，单位为mL；V₂表示第二次读数时量筒(1)的刻度值，单位为mL；t₁表示第一次读数时的时间，单位为s；t₂表示第二次读数时的时间，单位为s；

步骤13、分别获取三个测试点处灌封胶的渗水系数，取平均值作为灌封胶密封性能的渗水系数。

本发明的优点：利用本发明提出的灌缝胶渗水仪测定沥青路面灌缝胶的渗水系数，创新性强；测试方法简单易懂，操作方便快捷；制备完成的密封基底，可以在短时间内连续多次使用，测试效率高；评价标准以现有的行业标准为基础，结合开发的灌缝胶渗水仪与实际测试情况，通过数学换算得到，科学合理。

附图说明

图1是本发明所述灌缝胶渗水仪的结构示意图；

图2是本发明所述底基座和垫圈卡槽的结构示意图；

图3是本发明所述加压装置的结构示意图；

图4是本发明所述灌缝胶渗水仪、垫圈、密封层和加压装置的装配示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述灌缝胶渗水仪，包括量筒1、计时秒表2、上基座3、开关4、输水管5、三个支架6、三个水平校准气泡7和底基座8；

三个支架6长度相同，设置在上基座3和底基座8之间，上基座3、三个支架6和底基座8为一体件结构，底基座8的上表面沿圆周均布三个水平校准气泡7，输水管5设置在上基座3和底基座8之间，且位于上基座3和底基座8表面的圆心处，输水管5的出水口位于底基座8下表面的圆心处，开关4设置在输水管5的中部，计时秒表2设置在上基座3的上表面，量筒1设置在上基座3的上方，且量筒1与输水管5连通。

本实施方式中，量筒1材质为有机塑料，内径φ＝50mm，高350mm，主要用于盛水和量化测试过程中的渗水量；计时秒表2用于测定渗水时间；输水管5是水由量筒1流向底基座8的通道；开关4用于控制水流；上基座3、三个支架6和底基座8为一个整体，用于维持渗水仪的稳定性，上基座3的上平面和底基座8的下平面的距离为250mm；三个水平校准气泡7位于底基座8的上平面，用来校检测试过程中渗水仪是否水平。

具体实施方式二：下面结合图2和图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，底基座8的下表面设置有垫圈卡槽9，垫圈卡槽9与底基座8下表面同轴心，垫圈卡槽9的直径小于底基座8下表面的直径；垫圈卡槽9内安装有垫圈10，垫圈10为圆环装，垫圈10的内圆直径与垫圈卡槽9直径相同，垫圈10的外圆直径与底基座8下表面直径相同，垫圈10底部用密封层11密封。

本实施方式中，垫圈10材质为橡胶，半径为20mm，底基座8下表面的半径为50mm。密封层11密封在垫圈10底部，避免测试过程中产生漏水的问题。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式二作进一步说明，3、根据权利要求2所述的灌缝胶渗水仪，密封层11采用的密封材料为：腻子粉与油漆按照2:1的质量比均匀混合，搅拌至橡皮泥状。

本实施方式中，本发明采用腻子粉与油漆的混合物作为密封材料。使用过程中，腻子粉与红色油漆按照2:1的质量比均匀混合搅拌，直至橡皮泥状使用。通过室内试验验证，采用此方法制备的密封材料，不仅具有极好的密封性，同时还具备很强的耐久性，完全暴露在空气中72小时内都不会产生干裂。

具体实施方式四：下面结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式对实施方式二或三作进一步说明，还包括加压装置12，加压装置12包括两个压重铁块12-1、两个旋转手柄12-2、两个调位螺丝12-3和底部钢圈12-4，底部钢圈12-4为圆环状，底基座8嵌入底部钢圈12-4内圆中，底部钢圈12-4的上表面沿圆周均布两个调位螺丝12-3，两个调位螺丝12-3的上端分别旋入两个压重铁块12-1的螺孔内，两个压重铁块12-1拼接形成圆环状，压重铁块12-1拼接成圆环状的内圆穿入输水管5和三个支架6，两个压重铁块12-1的外侧分别设置一个旋转手柄12-2。

本实施方式中，两个压重铁块12-1在测试过程中，主要起对渗水仪底基座8加压的作用，以此来保证测试过程中垫圈垫圈10、密封层11与路面之间紧密贴合，不会产生漏水现象；两个旋转手柄12-2通过旋转可以使压重铁块12-1沿着调位螺丝12-3上下移动；调位螺丝12-3插入压重铁块12-1的螺孔中，通过转动旋转手柄12-2可以使压重铁块12-1沿着调位螺丝12-3上下移动；底部钢圈12-4内径与渗水仪底基座8外径相同，可以紧密套在渗水仪外侧，以此确保加压过程中渗水仪整体的稳定性。

具体实施方式五：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于灌缝胶渗水仪的测试灌缝胶密封性能的方法，该测试方法的具体过程为：

步骤1、在一条裂缝处理后的裂缝上，选取三个测试点，三个测试点分别位于超车道、行车道和紧急停车带；

步骤2、清扫测试区域，清扫灌封胶表面的杂物；

步骤3、将一根直径40mm、长度300mm的空心塑料管竖直放置在需要测试的灌封胶表面‘

步骤4、将垫圈10沿着空心塑料管竖直方向插入，并在垫圈10下表面均匀涂覆密封层11，密封层厚度为10mm；

步骤5、沿着空心塑料管竖直方向挤压密封层11，使密封层11与垫圈10紧密结合，拔出空心塑料管，完成密封基底；

步骤6、装配渗水仪和加压装置12；

步骤7、旋转加压装置12的旋转手柄12-2，使压重铁块12-1向下移动，对渗水仪的底基座8加压，直至压重铁块12-1不能移动；

步骤8、判断三个水平校准气泡7是否居中，如果不居中则调节旋转手柄12-2进行调平；

步骤9、关闭输水管5上的开关4，向量筒1中注水，直至住满；

步骤10、打开输水管5上的开关4，水沿着输水管5流向底基座8，量筒1中产生气泡，气泡消失且量筒1内水位稳定后关闭开关4；

步骤11、将量筒1中的水补充满，打开开关4，同时开启计时秒表2，每间隔60秒记录一次量筒1的刻度，测试时间为5分钟；

步骤12、计算灌封胶的渗水系数：

其中：C_w表示灌封胶的渗水系数，单位为mL/min；V₁表示第一次读数时量筒1的刻度值，单位为mL；V₂表示第二次读数时量筒1的刻度值，单位为mL；t₁表示第一次读数时的时间，单位为s；t₂表示第二次读数时的时间，单位为s；

步骤13、分别获取三个测试点处灌封胶的渗水系数，取平均值作为灌封胶密封性能的渗水系数。

本发明中，采用灌缝胶渗水仪测定灌缝胶的渗水系数，渗水面积A₂＝0.00126m²，而《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)中利用路面渗水仪测定路面的渗水系数，渗水面积A₁＝0.01767m²；由于两个仪器的高度相同，均为600mm，故测试过程中水头高度不变，底面所受到的单位面积水压力不变，仅仅改变了渗水面积。故将原有规范中的路面渗水标准按照面积比缩小，即可得到灌缝胶的渗水标准。《公路工程质量检验评定标准》(JTGF801-2012)中规定的SMA路面和其他路面渗水标准及本发明设计的灌缝胶渗水标准如表1所示。

表1不同类型路面的渗水标准及灌缝胶渗水标准

根据表1中的标准，对于SMA路面，如测试得到的灌缝胶渗水系数大于14mL/min，则表明灌缝胶的密封性不合格，灌缝胶不能起到有效阻止路表水进入路面内部。对于除SMA外的其他路面，如测试得到的灌缝胶渗水系数大于21mL/min，则表明灌缝胶的密封性不合格。