專利名稱：貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路面強(qiáng)度探測儀。
背景技術(shù)：
目前，路面淺層強(qiáng)度的現(xiàn)場探測方法有貝克曼梁彎沉儀、落錘式彎沉儀FWD、探地雷達(dá)法、超聲波法、WINDSOR法、針貫入法(混凝土強(qiáng)度的貫入阻力法和測釘壓入法)和回彈儀法等；實(shí)驗(yàn)室方法有CBR法、芯樣抗壓和劈裂試驗(yàn)法等。彎沉法(貝克曼梁和FWD)是道路工程領(lǐng)域用于評定路面結(jié)構(gòu)承載能力廣泛使用的方法?？傮w而言，測得的彎沉值是路面表面以下所有結(jié)構(gòu)層對荷載的綜合反應(yīng)。所以，它無法探測路面淺層強(qiáng)度。探地雷達(dá)法是通過發(fā)射天線發(fā)射脈沖電磁波訊號；根據(jù)反射訊號到達(dá)滯后時(shí)間及目標(biāo)物體平均反射波速，可以大致計(jì)算出探測目標(biāo)的距離，多用于公路面層厚度測得和缺陷檢測等，由于凝冰對路面淺層產(chǎn)生的損傷沒有明顯的界面，因此，它也不能探測路面淺層強(qiáng)度。超聲波法與探地雷達(dá)法類似，也不能探測路面淺層強(qiáng)度?；貜梼x法測定的是自混凝土表面一定深度的混凝土強(qiáng)度綜合值，它只能給一個(gè)總體的評價(jià)，它不能獲得不同深度的混凝土強(qiáng)度值?；炷恋尼権炄敕?混凝土強(qiáng)度的貫入阻力法和測釘壓入法)依據(jù)ASTM給出的混凝土貫入深度與強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系，用貫入器貫入深度或測定壓入深度來評價(jià)混凝土強(qiáng)度。但是，該方法存在以下不足(1)、需要現(xiàn)場預(yù)先固定測試提供反力的輔助裝置，工藝很繁瑣，操作不方便；(2)、無法測定具體深度的混凝土強(qiáng)度；(3)、無法控制貫入功，多是貫入功固定，貫入器貫入或壓入的深度不能人為控制。CBR法是將貫入器壓入距地面2. 5mm深混凝土內(nèi)，它無法探測路面表層強(qiáng)度；芯樣抗壓和劈裂試驗(yàn)法對混凝土強(qiáng)度探測時(shí)，由于取芯樣過程中，以及在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)芯樣切割工程中，尤其是浙青混凝土淺層強(qiáng)度探測時(shí)，產(chǎn)生的擾動(dòng)是不可忽視和難以避免，因此也不能進(jìn)行路面淺層強(qiáng)度探測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)無法探測混凝土路面淺層強(qiáng)度的問題，進(jìn)而提供一種貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀。本發(fā)明為解決上述問題而采取的技術(shù)方案是本發(fā)明的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀包括基座、第一圓盤、第二圓盤、導(dǎo)向桿、沖擊錘、貫入器、卡扣和三個(gè)固定桿，所述的基座包括圓筒、法蘭、三個(gè)支撐板和三個(gè)肋板，導(dǎo)向桿為階梯式圓柱形導(dǎo)向桿，圓筒的下端外壁面上均布固接有三個(gè)支撐板，圓筒的外壁面和每個(gè)支撐板之間固接有一個(gè)肋板，圓筒的筒壁上位于三個(gè)支撐板中的相鄰兩個(gè)支撐板之間設(shè)有一個(gè)操作孔，圓筒的上端面上固接有法蘭，圓筒和法蘭同軸設(shè)置，第一圓盤位于法蘭的正上方，第一圓盤和法蘭通過三個(gè)固定桿固定連接，第二圓盤的外圓周側(cè)面與圓筒的內(nèi)壁面固接，圓筒和第二圓盤同軸設(shè)置，第二圓盤的上端面的中心處沿該第二圓盤的軸向設(shè)有第四通孔，第一圓盤的上端面的中心處沿該第一圓盤的軸向設(shè)有第一通孔，導(dǎo)向桿的大直徑端設(shè)置在第二圓盤上的第四通孔內(nèi)，導(dǎo)向桿與第二圓盤滑動(dòng)配合，沖擊錘的上端面上沿該沖擊錘的軸向設(shè)有第五通孔，導(dǎo)向桿的小直徑端依次穿出沖擊錘上的第五通孔和第一圓盤上的第一通孔，導(dǎo)向桿分別與第一圓盤和沖擊錘滑動(dòng)配合，導(dǎo)向桿的大直徑端的外徑大于沖擊錘上的第五通孔的孔徑，卡扣位于沖擊錘與第一圓盤之間，卡扣與導(dǎo)向桿的小直徑端可拆卸連接，導(dǎo)向桿的大直徑端的下端面中心處沿該導(dǎo)向桿的軸向設(shè)有一個(gè)凹槽，貫入器的上端置于凹槽內(nèi)，導(dǎo)向桿與貫入器滑動(dòng)配
I=I O本發(fā)明的有益效果是(1)、本發(fā)明適用于浙青混凝土路面和水泥混凝土路面，能對路面淺層強(qiáng)度快速有效的探測，O)、探測浙青混凝土路面時(shí)，探測深度小于等于IOcm;探測水泥混凝土路面時(shí)， 探測深度小于等于2cm，(3)、本發(fā)明還具有錘擊功可調(diào)(通過卡扣的高度調(diào)整，調(diào)整擊錘的高度，能調(diào)整錘擊功大小)以及貫入器高度、截面尺寸、端部形狀可選的特點(diǎn)，(4)、采用本發(fā)明的探測儀，對貫入深度和強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度)擬合，進(jìn)行回歸分析，能對不同貫入深度的路面淺層強(qiáng)度進(jìn)行評定，也能對實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行淺層強(qiáng)度評定。(5)、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是本發(fā)明的基座和第二圓盤連接結(jié)構(gòu)俯視圖，圖3是本發(fā)明的第一圓盤的結(jié)構(gòu)俯視圖，圖4是本發(fā)明的沖擊錘的結(jié)構(gòu)俯視圖，圖5是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
四中給出的貫入器的結(jié)構(gòu)主視圖，圖6是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
六中給出的貫入器的結(jié)構(gòu)主視圖，圖7是圖5的俯視圖，圖8是圖6的俯視圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1 圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀包括基座1、第一圓盤5、第二圓盤6、導(dǎo)向桿7、沖擊錘8、貫入器10、卡扣9和三個(gè)固定桿4，所述的基座1包括圓筒1-1、法蘭1-2、三個(gè)支撐板1-4和三個(gè)肋板1-5，導(dǎo)向桿7 為階梯式圓柱形導(dǎo)向桿，圓筒1-1的下端外壁面上均布固接有三個(gè)支撐板1-4，圓筒1-1的外壁面和每個(gè)支撐板1-4之間固接有一個(gè)肋板1-5，圓筒1-1的筒壁上位于三個(gè)支撐板1-4 中的相鄰兩個(gè)支撐板1-4之間設(shè)有一個(gè)操作孔1-3，圓筒1-1的上端面上固接有法蘭1-2， 圓筒1-1和法蘭1-2同軸設(shè)置，第一圓盤5位于法蘭1-2的正上方，第一圓盤5和法蘭1-2 通過三個(gè)固定桿4固定連接，第二圓盤6的外圓周側(cè)面與圓筒1-1的內(nèi)壁面固接，圓筒1-1 和第二圓盤6同軸設(shè)置，第二圓盤6的上端面的中心處沿該第二圓盤6的軸向設(shè)有第四通孔6-1，第一圓盤5的上端面的中心處沿該第一圓盤5的軸向設(shè)有第一通孔5-1，導(dǎo)向桿7的大直徑端設(shè)置在第二圓盤6上的第四通孔6-1內(nèi)，導(dǎo)向桿7與第二圓盤6滑動(dòng)配合，沖擊錘8的上端面上沿該沖擊錘8的軸向設(shè)有第五通孔8-1，導(dǎo)向桿7的小直徑端依次穿出沖擊錘 8上的第五通孔8-1和第一圓盤5上的第一通孔5-1，導(dǎo)向桿7分別與第一圓盤5與沖擊錘 8滑動(dòng)配合，導(dǎo)向桿7的大直徑端的外徑大于沖擊錘8上的第五通孔8-1的孔徑，卡扣9位于沖擊錘8與第一圓盤5之間，卡扣9與導(dǎo)向桿7的可拆卸連接，導(dǎo)向桿7的大直徑端的下端面中心處沿該導(dǎo)向桿7的軸向設(shè)有一個(gè)凹槽7-1，貫入器10的上端置于凹槽7-1內(nèi)，導(dǎo)向桿7與貫入器10滑動(dòng)配合。本實(shí)施方式的三個(gè)固定桿4沿法蘭1-2的圓周方向均布設(shè)置，如此設(shè)置，保證探測儀探測路面穩(wěn)定可靠。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的導(dǎo)向桿7的小直徑端的外徑D為30mm，大直徑端的外徑Dl為80mm。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求，為了防止出現(xiàn)應(yīng)力集中造成上下部脫落，本導(dǎo)向桿經(jīng)車床加工一體成型。沖擊錘在下落的過程中將直接沖擊在導(dǎo)向桿的臺階上，將沖擊錘的沖擊功向下傳遞。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的導(dǎo)向桿7小直徑端的頂部外壁上沿導(dǎo)向桿7的軸向至上而下標(biāo)有刻度H，該刻度H的量程范圍為0 150mm。如此設(shè)置，能直接在導(dǎo)向桿上讀出貫入器的貫入深度，便于測量。其它與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1、圖5和圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的貫入器10由上至下依次由同軸設(shè)置并制成一體的第一圓柱體10-1、圓臺10-2、第二圓柱體10-3 和圓錐體10-4構(gòu)成。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的貫入器10的第二圓柱體10-3的直徑D3為12mm、10mm、8mm或6mm，所述的圓錐體10-4的圓心角α為58 62°。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求，適合不同路面的需要。其它與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1、圖6和圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的貫入器10由上至下依次由同軸設(shè)置并制成一體的第一圓柱體10-1、圓臺10-2、第二圓柱體10-3 構(gòu)成。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的貫入器10的第二圓柱體10-3的直徑D3為12mm、10mm、8mm或6mm。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求，適合不同路面的需要。其它與具體實(shí)施方式
六相同。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的沖擊錘8為圓柱體，圓柱體沖擊錘的外徑D5為90mm 160mm。如此設(shè)置，滿足設(shè)計(jì)要求。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的圓柱體沖擊錘8的外側(cè)壁面上設(shè)有兩個(gè)把手8-2，所述的兩個(gè)把手8-2沿沖擊錘8的軸向?qū)ΨQ設(shè)置。如此設(shè)置，操作方便，滿足設(shè)計(jì)要求。其它與具體實(shí)施方式
八相同。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的探測儀還包括三個(gè)螺栓2，每個(gè)支撐板1-4上設(shè)有一個(gè)螺紋孔1-6，每個(gè)螺栓2與相應(yīng)的螺紋孔1-6螺紋連接。如此設(shè)置，當(dāng)路面未處于水平狀態(tài)時(shí)，通過螺栓對探測儀進(jìn)行調(diào)平，操作簡單方便，使探測儀整體處于豎直狀態(tài)，保證沖擊過程中沖擊錘每次都豎直下落，避免沖擊功的損失，避免測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。其它與具體實(shí)施方式
一相同。工作過程
選擇待測的混凝土路面，將導(dǎo)向桿7的大直徑端穿過第二圓盤6的第四通孔6-1 內(nèi)，選擇一定重量的沖擊錘8，沖擊錘8上的第五通孔8-1穿入導(dǎo)向桿7的小直徑端，將導(dǎo)向桿5穿過第一圓盤5的第一通孔5-1內(nèi)，將第一圓盤5和第二圓盤6通過固定桿4連接固定，并固定卡扣9，隨后利用水準(zhǔn)器對探測儀進(jìn)行調(diào)平，使探測儀處于豎直狀態(tài)，確保沖擊錘 8豎直下落，避免沖擊功的損失。最后選擇一定規(guī)格的貫入器10裝進(jìn)導(dǎo)向桿7大直徑端的下端面的凹槽7-1內(nèi)，并保證貫入器10處于豎直狀態(tài)，確保沖擊錘8向下沖擊貫入器10，貫入器10只承受豎直方向力的作用，探測儀安裝和調(diào)節(jié)完成后，開始沖擊作業(yè)，本發(fā)明將一定規(guī)格的貫入器8打入混凝土路面中，根據(jù)貫入的難易程度來確定混凝土路面的強(qiáng)度，在貫入器8貫入路面混凝土的過程中，由于受到混凝土的阻力，混凝土的強(qiáng)度越大，貫入的阻力就越大，相應(yīng)的貫入的深度就越淺，因此，在一定的貫入深度、錘重、沖擊高度和貫入器尺寸的條件下，通過建立沖擊次數(shù)與混凝土路面淺層強(qiáng)度之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)路面強(qiáng)度的評定。
權(quán)利要求
1.貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于該探測儀包括基座(1)、第一圓盤(5)、第二圓盤(6)、導(dǎo)向桿(7)、沖擊錘(8)、貫入器(10)、卡扣(9)和三個(gè)固定桿G)，所述的基座 (1)包括圓筒(1-1)、法蘭(1-2)、三個(gè)支撐板(1-4)和三個(gè)肋板(1-5)，導(dǎo)向桿(7)為階梯式圓柱形導(dǎo)向桿，圓筒(1-1)的下端外壁面上均布固接有三個(gè)支撐板(1-4)，圓筒(1-1)的外壁面和每個(gè)支撐板(1-4)之間固接有一個(gè)肋板(1-5)，圓筒(1-1)的筒壁上位于三個(gè)支撐板(1-4)中的相鄰兩個(gè)支撐板(1-4)之間設(shè)有一個(gè)操作孔(1-3)，圓筒(1-1)的上端面上固接有法蘭(1-2)，圓筒(1-1)和法蘭(1-2)同軸設(shè)置，第一圓盤(5)位于法蘭(1-2)的正上方，第一圓盤( 和法蘭(1- 通過三個(gè)固定桿(4)固定連接，第二圓盤(6)的外圓周側(cè)面與圓筒(1-1)的內(nèi)壁面固接，圓筒(1-1)和第二圓盤(6)同軸設(shè)置，第二圓盤(6)的上端面的中心處沿該第二圓盤(6)的軸向設(shè)有第四通孔(6-1)，第一圓盤( 的上端面的中心處沿該第一圓盤( 的軸向設(shè)有第一通孔(5-1)，導(dǎo)向桿(7)的大直徑端設(shè)置在第二圓盤(6)上的第四通孔(6-1)內(nèi)，導(dǎo)向桿(7)與第二圓盤(6)滑動(dòng)配合，沖擊錘(8)的上端面上沿該沖擊錘(8)的軸向設(shè)有第五通孔(8-1)，導(dǎo)向桿(7)的小直徑端依次穿出沖擊錘(8)上的第五通孔(8-1)和第一圓盤(5)上的第一通孔(5-1)，導(dǎo)向桿(7)分別與第一圓盤(5)和沖擊錘 ⑶滑動(dòng)配合，導(dǎo)向桿(7)的大直徑端的外徑大于沖擊錘⑶上的第五通孔(8-1)的孔徑， 卡扣(9)位于沖擊錘⑶與第一圓盤(5)之間，卡扣(9)與導(dǎo)向桿(7)的小直徑端可拆卸連接，導(dǎo)向桿(7)的大直徑端的下端面中心處沿該導(dǎo)向桿(7)的軸向設(shè)有一個(gè)凹槽(7-1)， 貫入器(10)的上端置于凹槽(7-1)內(nèi)，導(dǎo)向桿(7)與貫入器(10)滑動(dòng)配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的導(dǎo)向桿(7) 的小直徑端的外徑(D)為30mm，大直徑端的外徑(Dl)為80mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于導(dǎo)向桿(7)小直徑端的頂部外壁上沿導(dǎo)向桿(7)的軸向至上而下標(biāo)有刻度(H)，該刻度(H)的量程范圍為 0 150mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的貫入器 (10)由上至下依次由同軸設(shè)置并制成一體的第一圓柱體(10-1)、圓臺(10-2)、第二圓柱體 (10-3)和圓錐體(10-4)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的貫入器 (10)的第二圓柱體(10- 的直徑(D!3)為12mm、10mm、8mm或6mm，所述的圓錐體(10-4)的圓心角(α )為58 62°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的貫入器 (10)由上至下依次由同軸設(shè)置并制成一體的第一圓柱體(10-1)、圓臺(10- 和第二圓柱體(10-3)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的貫入器 (10)的第二圓柱體(10_3)的直徑(D3)為 l2mm、10mm、8mm 或 6mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的沖擊錘(8) 為圓柱體，圓柱體沖擊錘的外徑(D5)為90 160mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于所述的圓柱體沖擊錘(8)的外側(cè)壁面上設(shè)有兩個(gè)把手(8-2)，所述的兩個(gè)把手(8- 沿沖擊錘(8)的軸向?qū)ΨQ設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，其特征在于該探測儀還包括三個(gè)螺栓O)，每個(gè)支撐板(1-4)上設(shè)有一個(gè)螺紋孔(1-6)，每個(gè)螺栓( 與相應(yīng)的螺紋孔 (1-6)螺紋連接。
全文摘要
貫入式路面淺層強(qiáng)度探測儀，它涉及一種路面強(qiáng)度探測儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法探測混凝土路面淺層強(qiáng)度的問題。該探測儀包括基座、第一圓盤、第二圓盤、導(dǎo)向桿、沖擊錘、貫入器、卡扣和三個(gè)固定桿，所述的基座包括圓筒、法蘭、三個(gè)支撐板和三個(gè)肋板，圓筒的下端外壁面上均布固接有三個(gè)支撐板，圓筒的外壁面和每個(gè)支撐板之間固接有一個(gè)肋板，圓筒的上端面上固接有法蘭，第一圓盤和法蘭通過三個(gè)固定桿固定連接，第二圓盤的外圓周側(cè)面與圓筒的內(nèi)壁面固接，導(dǎo)向桿與第二圓盤滑動(dòng)配合，導(dǎo)向桿與第一圓盤和沖擊錘滑動(dòng)配合，卡扣與導(dǎo)向桿可拆卸連接，導(dǎo)向桿的大直徑端的下端設(shè)有一個(gè)凹槽，導(dǎo)向桿與貫入器滑動(dòng)配合，本發(fā)明用于混凝土路面淺層強(qiáng)度探測。
文檔編號G01N3/303GK102393335SQ20111023470
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者譚憶秋, 趙茂才, 高士賢 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)