技术领域：
[0001] 本
发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种动水作用下的沥青路面渗水仪及其使用方法。背景技术：
[0002]
汽车在有水膜
覆盖的路面上行驶时，轮胎与路面之间将产生一个动态的、瞬时的水压
力，即动水压力。水分进入沥青混合料
面层有几个主要途径，
地下水或雨水可能透过土路肩、
基层、中央分隔带或边坡渗透到面层；沥青路面出现不同类型、不同程度的裂缝，当裂缝宽度超过一定限值，雨水将进入沥青混合料面层；路面雨水在高速行车动水压力作用下进入路面面层，诱发路面的水损坏。
[0003] 针对目前路面渗水性能的检测工具是渗水仪，在检测过程中常出现一些问题，其中较为严重影响检测数据结果的是试件侧向漏水问题。
[0004] 该发明应用于解决渗水仪的上述问题时，存在以下技术问题：
[0005] (1)为了防止水从侧向漏水，渗水仪常用环
氧树脂作为填充材料，但在进行下一次渗水性能测试时，填充材料难于清理，导致试件不易取出，试验无法重复进行；
[0006] (2)在施工现场测量沥青混合料路面渗水性能，须将仪器搬到实地现场测试。然而当测试一条很长公路的渗水性能时，搬动渗水仪所需的工作量大，劳动强更甚；
[0007] (3)测试过程中，水从底座与密封材料间渗出，严重干扰渗水性能结果的准确性；
[0008] (4)渗水仪的
开关常选，用闸板
阀，在扭动开关过程中，水流不断从闸板两侧通过，水流量不断增大，导致水不会瞬间下流，影响渗水系数的测定，
精度不佳；
[0009] 传统路面渗水仪在动力冲刷作用下，空隙变大导致测得渗水系数变大，影响数据的准确性。
[0010] 因此，需要提出一种更加适用的动水作用下的沥青路面渗水仪及其使用方法，以满足使用需求。发明内容：
[0011] 本发明的目的是提供一种动水作用下的沥青路面渗水仪及其使用方法，便于在室内进行沥青路面在动水作用下渗水系数的测定，有效解决测定时，侧向漏水、操作性复杂以及结果不准确等问题。
[0012] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0013] 本发明提供的一种动水作用下的沥青路面渗水仪，包括：立柱
支架，所述立柱支架上部设置有量筒，所述量筒上端设置有第一管道和第二管道，所述第一管道外接水源，在第一管道上安装有第一阀
门开关，所述第二管道外接空压机，在第二管道上安装有第二阀门开关和压力表，所述量筒下端固接第三管道的一端，所述第三管道的另一端固接筒体上部，在第三管道上安装有第三阀门开关，所述立柱支架中部设置有
支撑平台，所述支撑平台上设置有筒体下部，所述筒体下部与所述筒体上部
螺纹连接为一体，形成筒体结构，所述筒体结构中放置沥青混合料试件，所述立柱支架下部设置有旋转平台，所述旋转平台相对所述立柱支架转动，所述旋转平台上设置有装水桶，所述装水桶上端固接第四管道的一端，所述第四管道的另一端穿过所述支撑平台固接于所述筒体下部。
[0014] 所述第一阀门开关、第二阀门开关和第三阀门开关结构相同，其包括筒状壳体，所述筒状壳体的一端固装于第一管道或者第二管道或者第三管道上，在所述筒状壳体内部的
侧壁沿周向设置有多个第一条形
凸块，所述筒状壳体内部还装设有第一杆体和第二杆体，所述第一杆体一端延伸至筒状壳体的外部，其另一端的端面沿周向设置有锯齿状凹槽，所述第一杆体杆壁沿周向设置有多个第二条形凸块，相邻两个第二条形凸块之间形成第一条形凹槽，所述第一条形凹槽与所述第一条形凸块相配合，所述第二杆体靠近所述第一杆体的一端沿周向设置有锯齿状凸起，相邻两个锯齿状凸起之间形成第二条形凹槽，所述锯齿状凸起与所述锯齿状凹槽的
接触面相吻合，以保证锯齿状凸起嵌装于所述锯齿状凹槽中，所述第二杆体上套装有
弹簧，所述弹簧一端顶抵于所述第一管道或者第二管道或者第三管道的管壁，其另一端顶抵于第二杆体上设置的限位块，在第一杆体的推动作用下，所述第二杆体另一端插设于所述第一管道或者第二管道或者第三管道中，以封堵所述第一管道或者第二管道或者第三管道。
[0015] 所述筒状壳体内壁还设置有第一环形凸台和第二环形凸台，所述第一环形凸台位于第一杆体远离第二杆体的一侧，所述第一环形凸台挡止所述第二条形凸块，限位所述第一杆体的运动，所述第二环形凸台位于锯齿状凸起远离所述第一杆体的一侧，所述第二环形凸台挡止所述锯齿状凸起，限位所述第二杆体的运动。
[0016] 所述压力表安装于所述第二阀门开关与所述空压机之间的第二管道上。
[0017] 所述立柱支架包括上支撑板和下支撑板，在所述上支撑板和下支撑板之间设置有立柱，所述立柱和上、下支撑板之间形成口字型立柱支架结构。
[0018] 所述旋转平台为T形结构，所述装水桶置于所述T形结构的翼缘部上方，所述T形结构的
腹板部插装于所述下支撑板中，且在所述T形结构的腹板部与所述下支撑板之间设置有
轴承。
[0019] 所述沥青混合料试样底部与所述筒体下部之间设置有密封条。
[0020] 所述密封条为环状结构。
[0021] 所述沥青混合料试样与所述筒体结构内壁之间设置有玻璃腻子。
[0022] 上述一种动水作用下的沥青路面渗水仪的使用方法，具体步骤如下：
[0023] 步骤1：安装沥青路面渗水仪
[0024] 将所述立柱支架放置在
工作台上，在所述旋转平台上放置装水桶，在所述立柱支架上部放置量筒，将筒体结构放置于支撑平台上，量筒通过第一管道外接水源，通过第二管道外接空压机，通过第三管道与筒体结构的筒体上部连通，装水桶通过第四管道与筒体结构的筒体下部连通；
[0025] 步骤2：放置沥青混合料试样
[0026] 转动旋转平台，将筒体上部与筒体下部分离，在筒体下部的底部涂抹一圈密封条，将沥青混合料试件放置于所述密封条上，向沥青混合料试件与筒体下部之间注入玻璃腻子进行密封，并在沥青混合料试件上部放置透水石；
[0027] 步骤3：通过沥青路面渗水仪进行渗水系数的测定
[0028] 步骤3.1：转动旋转平台，将筒体上部与筒体下部旋接为一体；
[0029] 步骤3.2：打开第一阀门开关，将清水通过第一管道给入量筒中并住满量筒，然后关闭第一阀门开关；
[0030] 步骤3.3：打开第二阀门开关，打开空压机，并调整空压机，使得压力表达到设定压强；
[0031] 步骤3.4：打开第三阀门开关，使量筒中的清水通过第三管道给入筒体结构，水流渗透过沥青混合料试件，待量筒中水面下降100ml时，启动秒表进行计时，每间隔60s，读记量筒刻度一次，至量筒中水面下降500ml时为止，通过读取的数值进行渗水系数的计算。
[0032] 在步骤3.4中，当量筒中水面下降速度较慢，则测定3min的渗水量即可停止；当量筒中水面下降速度较快，则记录水面下降至500ml时即可停止。
[0033] 本发明一种动水作用下的沥青路面渗水仪及其使用方法的有益效果：
[0034] 1、本发明的渗水仪各部分结构是首次组合，提出了一种新的整体结构；
[0035] 2、本发明的渗水仪中填充材料是选用的玻璃腻子，填充于沥青混合料与筒壁之间，在一个试件测试完毕时，用肥皂加少许
氨水与松节油的
混合液涂抹在填充材料上，即可进行清理，解决了填充材料难清理的问题，使得仪器可重复多次使用，提高利用效率；
[0036] 3、本发明的渗水仪在测试路面渗水性能时，只需在要测试点钻芯取样，然后将所有采集的试样拿到实验室进行统一测试，从而解决了将仪器搬到多个地方进行测试的问题，达到了降到人员的工作量目标，同时人员利用率达到了最大化；
[0037] 4、本发明的渗水仪中围绕试样填充有玻璃腻子，克服了
现有技术中路面渗水仪侧向漏水的一大难题，从而提高了渗水性能结果的准确性；
[0038] 5、本发明的渗水仪的阀门开关采用闸门式，在开关阀门结构中运用了弹簧笔笔芯瞬时弹送的原理，通过按动开关，使阀门快速开起，解决了水流不能瞬间流出的问题，提高了渗水系数的精度；
[0039] 6、本发明的渗水仪中放置试样的筒体的上部和下部通过螺纹方式相连接，以保证稳固连接，提高渗水仪的
密封性；
[0040] 7、本发明的渗水仪在筒体的筒壁和填充材料的
挤压作用下，解决了沥青混合料试件在动水冲刷作用下，空隙变大的问题，提高测得数据的准确性；
[0041] 8、本发明为路面渗水系数的测定提供了一套完整、有效、独特的技术方案，克服了渗水仪侧向漏水问题，达到准确测试路面渗水性能的目的。。
附图说明：
[0042] 图1为本发明动水作用下的沥青路面渗水仪的结构示意图；
[0043] 图2为阀门开关的结构示意图；
[0044] 图3为阀门开关第二杆体靠近第一杆体一端端部的主视图；
[0045] 图4为图3的左视图；
[0046] 图5为阀门开关第一杆体的结构示意图；
[0047] 图6阀门开关筒状壳体内部的结构示意图；
[0048] 图7为图6中A-A面的截面示意图；
[0049] 图8为筒体上部的结构示意图；
[0050] 图9为筒体下部的结构示意图；
[0051] 图10为顶部透水石横截面的结构示意图；
[0052] 图11为顶部透水石俯视图的结构示意图；
[0053] 图12为量筒的结构示意图；
[0054] 图13为立体支架的结构示意图；
[0055] 图14为图13的仰视图；
[0056] 图中：1-立柱支架，2-量筒，3-第一管道，4-第二管道，5-第一阀门开关，6-空压机，7-第二阀门开关，8-可调压力表，9-第三管道，10-第三阀门开关，11-筒体上部，12-筒体下部，13-支撑平台，14-第一弯折部，15-第二弯折部，16-沥青混合料试件，17-密封条，18-玻璃腻子，19-透水石，20-装水桶，21-第四管道，22-旋转平台，23-轴承，24-筒状壳体，25-第一条形凸块，26-第一杆体，27-第二杆体，28-锯齿状凹槽，29-第二条形凸块，30-第一条形凹槽，31-锯齿状凸起，32-第二条形凹槽，33-弹簧，34-限位块，35-第一环形凸台，36-第二环形凸台，37-上支撑板，38-下支撑板，39-立柱。
具体实施方式：
[0057] 下面将结合本发明
实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0058] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0059] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0060] 根据图1～图14所示，本发明提供的一种动水作用下的沥青路面渗水仪，包括：立柱支架1，所述立柱支架1上部设置有透明玻璃量筒2，其材质为
石英玻璃，在石英玻璃上设置有刻度值，通过所述刻度值读取到清水的渗水量，石英玻璃是一种化学
稳定性非常好的材料，具有耐
腐蚀和耐压力的特点。它和水、盐溶液以及大部分的酸不发生反应，只有
氢氟酸可以腐蚀石英玻璃，它的耐酸性是陶瓷的30倍，是不锈
钢的150倍，同时石英玻璃的耐用性也很高，其硬度高，不易被刮不花，所述量筒2为圆柱状，所述量筒2上端设置有第一管道3和第二管道4，所述第一管道3外接水源，所述第一管道3材质为
不锈钢，在第一管道3上安装有第一阀门开关5，所述第二管道4外接空压机6，所述空压机6为小型气压机，提供空气压力范围0.7～1.0Mpa。其以压缩空气作为动力源，高效率且容易操作，结构简单，极少维修，在第二管道4上安装有第二阀门开关7和可调压力表8，具体来说，是将所述可调压力表8安装于所述第二阀门开关7与所述空压机6之间的第二管道4上，通过可调压力表8的表面读数，反应压力变化情况，并通过调整可调压力表，使空压机的压力达到使用需求，所述量筒2下端固接第三管道9的一端，所述第三管道9的另一端固接筒体上部11，在第三管道9上安装有第三阀门开关10，所述第一管道3、第二管道4及第三管道9均保持竖直状态，方便结构的组装，所述立柱支架1中部设置有支撑平台13，所述支撑平台13上设置有筒体下部12，所述筒体下部12与所述筒体上部11
螺纹连接为一体，形成筒体结构，在本实施例中，是在筒体下部12的外壁上一定高度处朝向筒体内部弯折形成第一弯折部14，第一弯折部14的端部朝向筒体上部11弯折延伸形成第二弯折部15，并在第二弯折部15的外缘上设置有螺纹，所述筒体上部11内壁设置有螺纹，所述筒体上部11与第二弯折部15螺纹连接，使得整个筒体形成一个整体结构，且所述筒体结构整个材质均为不锈钢，所述筒体结构中放置沥青混合料试件
16，在所述沥青混合料试件16底部与所述筒体下部12之间设置有密封条17，在本实施例中，所述密封条17为环状结构，且所述沥青混合料试件16与所述筒体结构内壁之间设置有具有较高粘结强度和抗渗水性的玻璃腻子18，所述立柱支架1下部设置有旋转平台22，所述旋转平台22相对所述立柱支架1转动，所述旋转平台22上设置有装水桶20，所述装水桶20上端固接第四管道21的一端，所述第四管道21的另一端穿过所述支撑平台13固接于所述筒体下部
12。
[0061] 进一步地，在本实施例中，所使用的阀门开关采用闸门式，在开关结构中运用了弹簧笔笔芯瞬时弹送的原理，通过按动开关，使阀门快速开起，解决了水流不能瞬间流出的问题，提高了渗水系数的精度，具体地说，所述第一阀门开关5、第二阀门开关7和第三阀门开关10结构相同，其包括筒状壳体24，所述筒状壳体24的一端固装于第一管道3或者第二管道4或者第三管道9上，在所述筒状壳体24内部的侧壁沿周向设置有多个第一条形凸块25，所述筒状壳体24内部还装设有第一杆体26和第二杆体27，所述第一杆体26一端延伸至筒状壳体24的外部，其另一端的端面沿周向设置有锯齿状凹槽28，所述第一杆体26杆壁沿周向设置有多个第二条形凸块29，相邻两个第二条形凸块29之间形成第一条形凹槽30，所述第一条形凹槽30与所述第一条形凸块25相配合，所述第二杆体27靠近所述第一杆体26的一端沿周向设置有锯齿状凸起31，相邻两个锯齿状凸起31之间形成第二条形凹槽32，所述锯齿状凸起31与所述锯齿状凹槽28的接触面相吻合，以保证锯齿状凸起31嵌装于所述锯齿状凹槽
28中，所述第二杆体27上套装有弹簧33，所述弹簧33一端顶抵于所述第一管道3或者第二管道4或者第三管道9的管壁，其另一端顶抵于第二杆体27上设置的限位块34，在第一杆体26的推动作用下，所述第二杆体27另一端插设于所述第一管道3或者第二管道4或者第三管道
9中，以封堵所述第一管道3或者第二管道4或者第三管道9。
[0062] 进一步地，在所述筒状壳体24内壁还设置有第一环形凸台35和第二环形凸台36，所述第一环形凸台35位于第一杆体26远离第二杆体27的一侧，所述第一环形凸台35挡止所述第二条形凸块29，限位所述第一杆体26的运动，所述第二环形凸台36位于锯齿状凸起31远离所述第一杆体26的一侧，所述第二环形凸台36挡止所述锯齿状凸起31，限位所述第二杆体27的运动，以在阀门开关内部弹簧33失效的情形下，通过设置的第一环形凸台35和第二环形凸台36来限制第一杆体26和第二杆体27的运动进行限位。
[0063] 进一步地，所述立柱支架1起支撑量筒2和筒体的作用，其包括上支撑板37和下支撑板38，在所述上支撑板37和下支撑板38之间设置有立柱39，所述立柱39和上、下支撑板之间形成口字型立柱支架1结构，所述旋转平台22为T形结构，所述装水桶20置于所述T形结构的翼缘部上方，所述T形结构的腹板部插装于所述下支撑板38中，且在所述T形结构的腹板部与所述下支撑板38之间设置有轴承23。
[0064] 且在工程实践中，具体的一个实施例中，可采用仪器整体高度50cm，透明玻璃量筒2的高度为10cm，直径为15cm，筒壁厚度2mm，第一管道3长度为10cm，内径为1cm，壁厚为2mm，第一、第二、第三阀门开关的长度均为8cm，内外直径分别为2cm、2.4cm，第一杆体26的直径小于5mm，筒体高度为10cm，筒体下部12高度6cm处弯折形成第一弯折部14，且第一弯折部14长度为4mm，筒体内壁直径为13cm，第三管道9长度为10cm，内径为1cm，第四管道21长度为
4cm，装水桶20的内径100mm，高度为6cm，厚度为2mm，立柱39为直径2cm，高36cm的圆柱结构，上支撑板37与支撑平台13之间距离为20cm。
[0065] 上述一种动水作用下的沥青路面渗水仪的使用方法，具体步骤如下：
[0066] 步骤1：安装沥青路面渗水仪
[0067] 将所述立柱支架1放置在工作台上，在所述旋转平台22上放置装水桶20，在所述立柱支架1上部放置量筒2，将筒体结构放置于支撑平台13上，量筒2通过第一管道3外接水源，通过第二管道4外接空压机6，通过第三管道9与筒体结构的筒体上部11连通，装水桶20通过第四管道21与筒体结构的筒体下部12连通；
[0068] 步骤2：放置沥青混合料试件
[0069] 转动旋转平台22，将筒体上部11与筒体下部12分离，在筒体下部12的底部涂抹一圈密封条17，其宽度4mm，高度1cm，在本实施例中，密封条17材质为玻璃腻子，使得密封条17牢固地粘结在筒体下部12的底部上，将沥青混合料试件16放置于所述密封条17上，使其位于筒体中心，向沥青混合料试件16与筒体下部12之间注入玻璃腻子18进行密封填充，并使玻璃腻子18适当高出试件得高度，以保证在将筒体上部11与筒体下部12旋合时，玻璃腻子18能进一步被挤压，使
环氧树脂得到充分挤压填充于筒体与
混凝土试件侧壁之间，达到侧壁不漏水的目的，然后在沥青混合料试件16上部放置透水石19，通过所述透水石19，能够及时的将水向下排出，不会存在积水，在本实施例中，透水石192.5Kg/块；
[0070] 步骤3：通过沥青路面渗水仪进行渗水系数的测定
[0071] 步骤3.1：转动旋转平台22，将筒体上部11与筒体下部12旋接为一体；
[0072] 步骤3.2：打开第一阀门开关5，将清水通过第一管道3给入量筒2中并住满量筒2，然后关闭第一阀门开关5；
[0073] 步骤3.3：打开第二阀门开关7，打开空压机6，并调整空压机6，使得压力表达到设定压强；
[0074] 步骤3.4：打开第三阀门开关10，使量筒2中的清水通过第三管道9给入筒体结构，水流渗透过沥青混合料试件16，待量筒2中水面下降100ml时，启动秒表进行计时，每间隔60s，读记量筒2刻度一次，至量筒2中水面下降500ml时为止，通过读取的数值进行渗水系数的计算。
[0075] 在步骤3.4中，当量筒2中水面下降速度较慢，则测定3min的渗水量即可停止；当量筒2中水面下降速度较快，则记录水面下降至500ml时即可停止。
[0076] 沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)对沥青面层渗水系数的标准进行了规定：
[0077] 渗水系数的计算，参照公路路基路面现场测试规程(JTG E60-2008)规定，则渗水系数计算公式：
[0078] 计算时以水面从100mL下降至500mL所需的时间为标准，若渗水时间过长，亦可采用3min通过的水量计算:
[0079]
[0080] 式中：CW-路面渗水系数，mL/min；
[0081] V1-第一次读数时的水量，mL；通常为100mL；
[0082] V2-第二次读数时的水量，mL；通常为500mL；
[0083] t1-第一次读数时的时间，s；
[0084] t2-第二次读数时的时间，s。
[0085] 在本发明中所使用的阀门开关，是在所述筒状壳体24内部的侧壁沿周向设置有多个第一条形凸块25，这些第一条形凸块25就相当于
导轨，第一杆体26分为两个部分，一部分直接用手进行按动，称为第一杆体26上部，另一部分随着手的按压运动，称为第一杆体26下部，第一杆体26上部外壁沿周向设置有多个第二条形凸块29，相邻两个第二条形凸块29之间形成第一条形凹槽30，当所述第一条形凹槽30与所述第一条形凸块25相配合时，按动第一杆体26时，第一杆体26是不会转动的，第一杆体26下部的端面沿周向设置有锯齿状凹槽28，所述第二杆体27靠近所述第一杆体26下部的一端沿周向设置有锯齿状凸起31，相邻两个锯齿状凸起31之间形成第二条形凹槽32，所述锯齿状凸起31与所述锯齿状凹槽28的接触面相吻合，以保证锯齿状凸起31嵌装于所述锯齿状凹槽28中，且所述锯齿状凹槽28与锯齿状凸起31的末端都是锲状结构，当第一杆体26向下按压到一
定位置，第二杆体27的锯齿状凸起31嵌装于第一杆体26下部的锯齿状凹槽28，推动第二杆体27向下运动，然后继续向下按压第一杆体26，第一条形凸块25从第一条形凹槽30中滑出，在弹簧33的扭转作用下，第二杆体27和第一杆体26转动，第二条形凸块29的端部顶抵于第一条形凸块25，呈工作弹出状态，第二杆体27的端部封堵所述第一管道3或者第二管道4或者第三管道9，弹簧33被压缩，再继续按压第一杆体26，在弹簧33的扭转作用下，第二杆体27和第一杆体26转动，当第一条形凹槽30与所述第一条形凸块25相配合时，第一杆体26是不会转动，只会沿着第一条形凸块25回退，在弹簧33的弹力作用下，第二杆体27回退，呈不工作收缩状态，解除对所述第一管道3或者第二管道4或者第三管道9的封堵。
[0086] 本发明中采用的弹簧33，其中间部位也使用了很紧密的圈数，使得弹簧33的两端至中间部位均为紧密结构，则从受力的
角度来说，如果在弹簧33的中段并紧，那么中间并紧的部分就不会发生弹性
变形了，实际上效果接近于把一个弹簧33分成了两个
串联的弹簧33，假定中段不并紧的弹簧33的弹性系数为K，那么中间并紧后弹簧33的弹性系数就变成了k/2，弹性系数变为了原来的一半，同样的行程下，按压开关的力可以减小为原来的一半，提高按动开关的舒适度。
[0087] 最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行
修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本
权利要求范围当中。
