多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及路面材料滲透性測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]路面的水損害大多是由于車輛荷載與水的共同作用造成的。路面在車輛荷載作用下，路面材料內(nèi)部的空隙會逐漸被壓密，滲透性變小。隨著荷載的不斷作用，路面發(fā)生疲勞開裂，在高速車輛行駛下，路面中水產(chǎn)生強(qiáng)大的動水壓力，在這種強(qiáng)大瞬態(tài)壓力下，水會較快地滲透進(jìn)入路面，同時打通部分空隙，使路面的滲透性能進(jìn)一步加強(qiáng)。車輛荷載的進(jìn)一步作用使得路面損傷裂紋不斷擴(kuò)展，滲透性能愈來愈大，最終在水-荷-損傷多場耦合作用下發(fā)生破壞。故路面材料的滲透性能是一個動態(tài)變化的過程。
[0003]目前我國沒有路面材料滲透系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，混合料滲透系數(shù)的測試借鑒美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，ASTM PS129-01規(guī)定了瀝青混合料滲透系數(shù)的測試方法。ASTM標(biāo)準(zhǔn)為無側(cè)向滲水儀，無側(cè)向滲水儀的基本原理是讓量筒里的水滲透飽水瀝青混合料并記錄達(dá)到預(yù)先設(shè)定水頭落差位置的時間間隔，然后用達(dá)西定律計(jì)算瀝青混合料的滲透系數(shù)。
[0004]高俊啟為研宄路面在交通荷載作用下的動態(tài)滲透性能，設(shè)計(jì)了動態(tài)滲透試驗(yàn)測量系統(tǒng)。此系統(tǒng)通過對試件施加動態(tài)有壓水來測試材料的滲透性能。南京航空航天大學(xué)蔣澤民采用自制路面滲水儀利用達(dá)西定律來測定瀝青混合料試件在不同水壓力下單位時間內(nèi)的滲水量。此系統(tǒng)通過對試件施加有壓水來測試材料的滲透性能。重慶交通大學(xué)李榮利用研制的變水頭滲透儀和加壓滲透儀測試了 SMA和AC試件的滲透系數(shù)。長安大學(xué)鄭木蓮根據(jù)常水頭滲透試驗(yàn)原理，考慮側(cè)壁滲漏、套筒尺寸及測壓管位置等因素，研制出簡單實(shí)用的常水頭多孔混凝土滲透儀。這兩種滲透試驗(yàn)裝置均是在土的滲透實(shí)驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改裝。以上路面材料滲透試驗(yàn)裝置，僅是檢測了試件在制作完成后的滲透性能，不能夠檢測路面材料在水、荷載應(yīng)力、損傷多場耦合作用下動態(tài)實(shí)時變化的滲透性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可真實(shí)模擬水、荷載應(yīng)力、損傷多場耦合作用的多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統(tǒng)，包括供水裝置、有壓氣體控制裝置、CT掃描加載組件和用于模擬水、荷載壓力、損傷多場耦合作用的多場耦合模擬裝置，所述供水裝置和有壓氣體控制裝置分別與多場耦合模擬裝置連接，所述CT掃描加載組件設(shè)有與所述多場耦合模擬裝置配合的接頭。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
所述多場耦合模擬裝置包括滲水板、疲勞加載裝置連接壓頭、加載壓頭、有機(jī)玻璃筒、上部密封組件、下部密封組件、支撐托盤、橡膠囊、匯水漏斗和滲水管，所述上部密封組件與下部密封組件分設(shè)于有機(jī)玻璃筒上下兩端，所述支撐托盤支撐于下部密封組件下方，所述加載壓頭上端與疲勞加載裝置連接壓頭連接，下端穿過上部密封組件延伸至有機(jī)玻璃筒內(nèi)，所述匯水漏斗設(shè)于有機(jī)玻璃筒內(nèi)并支撐于下部密封組件上，所述滲水管上端與匯水漏斗連接，下端穿過下部密封組件和支撐托盤延伸至外，所述橡膠囊設(shè)于有機(jī)玻璃筒內(nèi)，且兩端包囊于加載壓頭與匯水漏斗外，所述加載壓頭下端與匯水漏斗上端分別設(shè)置一件滲水板，所述橡膠囊和滲水板圍合成試件安裝部，所述供水裝置經(jīng)加載壓頭上的進(jìn)水孔連通至加載壓頭下端的滲水板，所述有壓氣體控制裝置經(jīng)上部密封組件的進(jìn)氣孔連通至橡膠囊與有機(jī)玻璃筒之間的圍壓腔，所述CT掃描加載組件設(shè)有與所述加載壓頭配合的接頭。
[0008]所述上部密封組件包括上外蓋和上內(nèi)蓋，所述上內(nèi)蓋壓緊密封于有機(jī)玻璃筒上端，所述上外蓋壓緊于上內(nèi)蓋上端，所述上外蓋與上內(nèi)蓋中部設(shè)有錐形配合部，所述下部密封組件包括下外蓋和下內(nèi)蓋，所述下內(nèi)蓋壓緊密封于有機(jī)玻璃筒下端，所述下外蓋壓緊于下內(nèi)蓋上端，所述下外蓋與下內(nèi)蓋中部設(shè)有錐形配合部，所述橡膠囊上端壓緊密封于上外蓋與上內(nèi)蓋之間的錐形配合部，下端壓緊密封于下外蓋與下內(nèi)蓋之間的錐形配合部。
[0009]所述有機(jī)玻璃筒外均勻布置有多個螺桿緊固組件，所述螺桿緊固組件下端對下外蓋和下內(nèi)蓋緊固連接，上端對上外蓋和上內(nèi)蓋緊固連接。
[0010]所述加載壓頭下端設(shè)有與滲水板配合的錐形集水腔。
[0011]所述匯水漏斗與下部密封組件之間設(shè)有可更換的高度調(diào)節(jié)環(huán)。
[0012]所述CT掃描加載組件包括上壓件、下壓件和連接有數(shù)顯設(shè)備的壓力傳感器，所述下壓件下端設(shè)有與加載壓頭配合的凸起，所述壓力傳感器壓緊于上壓件及下壓件之間，所述壓力傳感器上端設(shè)有傳感壓頭，所述上壓件下端設(shè)有與傳感壓頭配合的凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有橡膠保護(hù)墊，所述下壓件上端設(shè)有用于對壓力傳感器周向定位的定位安裝槽，所述壓力傳感器安裝于所述定位安裝槽內(nèi)。
[0013]所述上壓件還包括螺桿加壓組件，所述螺桿加壓組件包括加壓螺桿，所述加壓螺桿上端穿過上壓件并裝設(shè)有可對上壓件向下施壓的加壓螺母，所述加壓螺桿下端裝設(shè)有用于連接螺桿緊固組件的連接螺母。
[0014]所述供水裝置包括壓力供水箱、排氣組件、進(jìn)水組件、出水組件、用于提供壓力供水箱內(nèi)部壓力氣體的進(jìn)氣組件及用于顯示壓力供水箱內(nèi)部壓力的壓力表，所述壓力供水箱包括一密封腔體，所述進(jìn)氣組件與密封腔體連通；所述壓力表設(shè)于所述壓力供水箱上，所述進(jìn)氣組件包括進(jìn)氣管道及設(shè)于所述進(jìn)氣管道上的進(jìn)氣球閥，所述進(jìn)氣管道設(shè)于壓力供水箱的頂部，并與壓力供水箱連通，所述排氣組件包括排氣管道及設(shè)于所述排氣管道上的排氣球閥，所述排氣管道設(shè)于壓力供水箱的頂部，并與壓力供水箱連通，所述進(jìn)水組件包括進(jìn)水管道及進(jìn)水球閥，所述進(jìn)水管道與壓力供水箱連通，所述進(jìn)水球閥設(shè)于所述進(jìn)水管道上；所述出水組件包括出水管道、出水球閥及用于檢測出水流量的液體流量計(jì)，所述出水管道通過快裝接頭與壓力供水箱底部連通，所述出水球閥及液體流量計(jì)均設(shè)于所述出水管道上，所述出水管道與加載壓頭上的進(jìn)水孔連通。
[0015]所述有壓氣體控制裝置包括壓力氣管，所述壓力氣管一端與壓力氣源連接，另一端與上部密封組件的進(jìn)氣孔連通，所述壓力氣管自壓力氣源端向進(jìn)氣孔端依次設(shè)有氣壓表、排氣閥和單向閥。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的多場耦合條件下路面材料滲透性測試系統(tǒng)，通過供水裝置、有壓氣體控制裝置和多場耦合模擬裝置能夠真實(shí)的模擬水、荷載壓力、損傷多場耦合作用，真實(shí)反映路面材料滲透性的動態(tài)實(shí)時變化，通過CT掃描加載組件與多場耦合模擬裝置的對接配合，可以實(shí)時檢測路面材料滲透性，為路面材料滲透性研宄提供了更精準(zhǔn)的支持。多場耦合模擬裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積小，便于放進(jìn)環(huán)境溫度箱，通過對環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同溫度條件下模擬路面材料的水、荷載壓力、損傷多場耦合，使模擬環(huán)境更加接近真實(shí)環(huán)境，進(jìn)一步提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明在多場耦合模擬狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明在CT掃描狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中各標(biāo)號表不:
1、多場耦合模擬裝置；10、滲水板；11、疲勞加載裝置連接壓頭；12、加載壓頭；121、錐形集水腔；13、有機(jī)玻璃筒；131、螺桿緊固組件；14、上部密封組件；141、上外蓋；142、上內(nèi)蓋；15、下部密封組件；151、下外蓋；152、下內(nèi)蓋；16、支撐托盤；17、橡膠囊；18、匯水漏斗；181、高度調(diào)節(jié)環(huán)；19、滲水管；2、供水裝置；21