Прибор для измерения пористости до-рожных покрытий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалнстическин

Республик

<щ842498 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 08. 79 (21) 2811803/18-25 с присоединением заявки М (5! )М. Кл.

501 м 15/08

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет

IIo делам изевретений

Опубликовано 30.06. 81 ° Бюллетень М 24 (53).УДК 539. 217. изобретения

Ю. А. Григорьев, В. И,. Окунев, Б. С. и А. А. Васильев

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРИСТОСТИ

ДОРОЖНЫИ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к дорожному строительству и предназначено для контроля качества уплотнения дорожных покрытий,. например асфальтобетонных, в конце и после завершения процесса уплотнения путем измерения пористости и плотности без нарушения поверхности дорожного покрытия.

Йзвестен прибор, включающий выносную рабочую камеру в .виде стакана с днищем, связанную с источником разряжения, представляющим собой. совокупность жидкостных резервуаров, находящихся в переносном ящике. Образованный в рабочей камере вакуум за-. ставляет воздух проходить через слой асфальтобетона в эту камеру и по скорости протекания судят о пористости покрытия, а значит, и степени его уйлотнения: чем выше плотность и Мень. ше размер пор, тем меньше скорость натекания воздуха в рабочую камеру (13.

Однако прибор сложен и громоздок, так как имеет переносной ящик с жидкостными резервуарами, с системой клапанов, сложную настройку и систему подключения рабочей камеры к жидкостным резервуарам. Кроме трго, точность его не высокая из-sa растянутой коммуникации между рабочей камерой и системой создания вакуума. При этом последняя выполнена так, что не может обеспечить постоянную величину создаваемого вакуума в рабочей камере иэ-эа переменности столба и стекающей жидкости из резервуара, что вносит определенные неучтенные коррективы в величину основного параметра прибора . — скорость. А в силу конструктивной специфики прибор не позволяет измерять степень уплотнения сильнопористых материалов, например слабо укаэанного покрытия и грунтов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для измерения,пористости дорожек з покрытий, состоящий из контактной шайбы с рабочей вакуумной камерой, полость которой связана с источником разряжения, выполненным в ниде ручного насоса. Указанная связь осуществляется через ресивер, подключаемый к рабочей камере непосредственно с по;.мощью управляемого золотника. Насос связан с.полостью ресивера через обратный клапан. При работе прибор уста ц> навливается на измеряемую поверхность асфальтобетонного или другого покры-. тия контактной шайбой. Затем ручным насосом в ресивере создается необходимое разряжение, после чего включе- 5

1 нием управляемого золотника соеди1 няют полость рабочей камеры с полостью ресивера, создавая необходимое разряженне в рабочей камере, благодаря которому происходит подсос воздуха через поры асфальтобетона B эту каме. ру. В результате в ней происходит изменение разряжения, что и регистрируется вакуумметром. Определение по, ристостн и плотности производится по скорости-изменения разряжения в рабочей камере, для чего осуществляют градуировку прибора (для каждого pagмера ресивера строится своя градуировочная кривая ), в результате которой получают кривую зависимости времени разряжения в рабочей камере от nopucTîñòè или плотности материала L 21.

84249

Устройство, общий вид; на фиг.2— то же,вид сверху; на фиг 3 — средство индикации, стрелочный вариант; на

Однако при проведении измерений

35 этим прибором необходим отсчет време1 ни ручным секундомером с последующим использованием тарировочных таблиц, т.е. процесс измерения косвенный и отсутствует визуализация полученного результата. Кроме того, прибор невозможно быстро перенастроить при изменении ха" рактера материала, его толщины и т.п., так как тарировочная кривая строится на онределенном материале с определен 5 ной толщиной слоя. При этом материал, используемый при тарировке, подверга-, ют стандартному уплотнению в соответствии с существующим ГОСТом. Следовательно, исследования материалов, отличающихся от применяющихся при тарировке, проводятся с погрешностями точ ности измерения.

Цель изобретения — упрощение процесса измерения и повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в приборе для измерения пористости дорожных покрытий, содержащем камеру в виде контактной шайбы, полость которой связана с источником разряжения, камера выполнена в основании,, несущем на себе два источника разряжения,выполненных в виде подпружинен" ных сильфонов и снабженных измерите лем высоты сильфонов друг относительно друга, причеж полость одного иэ сильфонов сообщена с камерой, а дру.гого — непосредственно с атмосферой через регулируемое по сечению отвер" стие, при этом сильфон, сообщенный с камерой, снабжен приводом взведения обоих сильфонов, а измеритель высоты сильфонов выполнен в виде пары совмещенных стрелок, одна иэ которых шарнирно связана с сильфоном, сообщенным с атмосферой, и свободным концом опирается на упор второго сильфона, а другая стрелка снабжена шкалой угловых. перемещений, установлена горизонтально и жестко связана с первым из сильфонов.

Средство индикации может быть выполнено в виде жидкостной манометриче кой v-образной трубки, каждый иэ кон цов которой сообщен с одним из сильфонов.

Кроме того, сильфон, сообщенный непосредственно с атмосферой через отверстие, снабжен устройством регулирования сечения этого отверстия, вы. полненным в виде подвижной в осевом направлении гайки с центральным отверстием, в котором коаксиально размещена коническая игла, связанная с снльфоном, несущим круговую шкалу, установленную с возможностью вращения. На сильфоне, сообщенном с камерой, установлена нажимная педаль привода взведения, взаимодействующая с другим сильфоном, а прибор:. при этом снабжен вертикальной рукоятью в виде стержня, служащего направляющей для нажимной педали и снабженного потайной защелкой для удержания педали во взведенном состоянии.

На фиг. I изображено предлагаемое фиг. 4 — устройство регулирования сечения отверстия, общий вйд, раз-. рез; на фиг. 5 — защелка. для удержания нажимной педали; на фиг. 6— средство индикации, манометрический вариант.

Прибор для измерения пористости дорожных покрытий состоит из основа8 6 упор 23, размещенный на крышке 11.

Совмещенно со стрелкой 22 но непод". вижно закреплена стрелка 24, несущая на своем конце в зоне, упора 23 шкалу 25 угловых перемещений стрелки 22.

Средство индикации может быть также выполнено в виде системы, включающей жидкостную манометрическую

Ч-образную трубку 26, сообщенную концами через каналМ 27 в обоих сильфонах с полостями последних (фиг.6).

Для удержания крьппки ll, а следовательно, и пружин,l0 в сжатом взведенном состоянии в приборе предусмот" рена вертикальная рукояТка, представляющая спаренные полые стержни 28 со сквозными прямоугольными просечками 29 в которых установлены потайные защелки 30, связанные между собой шарнирно на прокладке 31, а также с помощью упругих пластин 32.

Прокладка 3! подпружинейа, что обеспечивает постоянно выведение защелок 30 наружу из стержней 28. Кроме того, прокладка связана с помощью гибкого тросика.33 с рукояткой 34, подвижной в вертикальном направлении.

Устройство работает следующим образом.

Основание 1 за стержень 28 устанав" ливают на участок покрытия, пористоств которого, а точнее плотность, должна быть измерена. Затем оператор нажатием ноги на коьппкч ll сильфона 4, выполняющей роль нажимной педали сжимает пружины .10 обоих сильфонов и фиксирует крышку во взведенном положении на защелках 30, которые при движении крышки вниз утапливаются в стержке 28, а затем под действием упругой пластины 32 выталкиваются в просечки 29. Воздух из полости сильфона 4 выходит через отверстие. 6 в основании 1, а иэ сильфона 5 — через регулируемое по сечению отверстие 7 в гайке 14.

Перед непосредственным измерением пористости покрытия осуществляют тарировку сильфона 5, а точнее, регулирование сечения отверстия 7. С этой целью на сильфоне 4 осуществляют продувку образца из асфальтобетона, предварительно уплотненного до тре- буемой плотности (К 1,0). Под действием пружины 10 сильфон 4 распределяется и в нем создается разряжение, способствующее прокачке атмосферного воздуха через образец из асфальтобетона.

5 84249 ния 1, выполненного в виде напольной платформы, опорными частями которой являются рабочая- камера 2, представляющая собой кольцо из упруго-эластичного материала, и опора 3. На основании 1 установлены два источника pasряжения в виде сильфонов 4 и 5, первый из которых сообщен с рабочей камерой 2 посредством сквозного отверстия 6, а второй — непосредственно с атмосферой через регулируемое по сечению отверстие 7. Оба сильфона имеют кольца 8 жесткости и 9 емкости, обеспечивающие минимальное количество воздуха в сильфонах в сжатом состо 1 янин, т.е. емкости 9 являются заполнителями последних. Каждый из сильфонов снабжен пружинами 10, обеспечи- вающими их растягивание и выполняющими роль приводов. Упругость пружин подбирается так, что при полностью открытых отверстиях 6 и 7 сильфоны имеют одинаковую скорость перемещения вверх.

Опираясь с одной стороны на основа-2 ние 1, пружины с другой стороны упираются в верхние крышки 11 и 12 сильфонов 4 и 5 соответственно. Крышка ll

ыполнена в виде нажимной педали, перекрывающей частично и крышку 12 сильфона 5. Коаксиально обеим пружинам установлены направляющие стаканы l3. На крышке 12 установлена подвижная гайка 14 с.отверстием 7, се" чение которого может регулироваться взаимным положением гайки и иглы 15, укрепленной на шайбе 16 со сквозными отверстиями 17. Шайба посажена в потайном отверстии крышки 12, на лицевой стороне которой соосно гай- 4п ке 14 установлена круговая шкала 18 с возможностью вращения. Для упроще. ния конструкции шкалы и облегчения перемещения по крышке 12 оба они выполнены иэ ферромагнитного материала. 4

Гайка 14 снабжена штурвалом 19 и предохранительной накладкой 20 над от. верстием 7, предохраняющей его от засорения. На штурвале !9 имеется индикаторная стрелка 21. Круговая шкала 18 пп .несет на себе разметку, соответствую-. щую коэффициенту уплотнения с величиной от 0,75 до 1,1, и ценой деления 0 01..

На крышке 12 сильфона 5 шарнирно установлена стрелка 22 средства индикации высоты сильфонов друг относительно друга в рабочем положении, свободным концом опирающаяся на

8 8

7 84249

Пористость образца является фактором, регулирующим скорость сильфона, которая является эталонной и соотвегствует К 1,0. Регулировкой сечения отверстия 7 добиваются равенст" ва .скоростей обоих сильфонов, что означает конец тарировки.

После этого круговую шкалу 18 разворачивают так, что конец стрелки 21 располагается над цифрой 1,0 шкалы. !О

После тарировки сильфона 5 прибор устанавливают на покрытие и взводят пружины 10 крышкой 11 педалью, как указано выше.

Затем рукояткой 34 за тросик 33 1з ,п!1окладку 31, а значит, и связанные с ней защелки 30 утапливают внутри стержня: 28, освобождая крышки 11 и

12 сильфонов 4 и 5 соответственно.

Под действием пружин 10 оба сильфона го начинают движение вверх,. ио с различными скоростями, что вызвано несоответствием пористости измеряемого покрытия, а значит, и плотности эталона, пористость которого в результате 25 тарировки получает выражение в сече. нии отверстия 7.

Если пористость покрытия больше требуемой, то сильфон 4 девакуумируется быстрее, а значит, обгоняет в сво1о ем движении сильфон 5. Степень несоответствия между скоростями сильфонов получает свое отражение в угловом положении стрелки 22, которая перемещается -упором 23. По угловой шкале 25 устанавливают величину несоответствия измеряемой пористости требуемой, что получает свое отражение в том, что в конце движения стрелка 22 выходит за пределы допустимого углового рас, 4О стояния. Нахождение этой стрелки в до пустимом интервале означает, что пористость покрытия находится в соответствии с требованиями, предьявляемыми к нему. 45 ность давлений при неравномерном двиении сильфонов визуально определяется по перекату столбиков жидкости друг относительно друга, Величина перепада принимается в качестве эталонной меры соответствия измеряемой пористосTH °

Выполнение предлагаемого устройства с двумя источниками разряжения позволяет осуществить измерение пористости покрытия путем сравнения величины их перемещения в процессе девакуумирования. Так, сильфон, связанный непосредственно с атмосферой через регулируемое по сечению отверстие, играет роль эталона и его движение символизирует процесс девакуумирования при Кч 0,99-1,00, в то время как сильфон, связанный через рабочую камеру и девакуумирующийся через измеря емое покрытие, дает картину реальной пористости. Разница в эталонной и реальной пористостях надежно и визуально отражается на средствах индикации.

Предлагаемое устройство может быть легко настроено на любой вид строи-. тельного материала, независимо от его композиционного содержания и технологии получения, для чего достаточно на сильфоне с рабочей камерой продуть эталонно или иначе стандартно уплотненный образец,а скорость движения другого сильфона приравнять к скорости первого, регулируя сечение отверстия, таким образом установив значение коэффициента уплотнения для испытуемого материала, равного 0,98-1,0.

Устройство, сравнивая пористость покрытия с эталонной, позволяет точно, оперативно, и без нарушения поверхности дороги осуществлять контроль качества уплотнения. Оно просто конструктивно и недефицитно в изготовлении, которое может быть налажено серийно;

Экономический эффект от применения

Для определения величины коэффициента уплотнения покрытия необходимо при повторном проведении испытаний, вращением гайки 14 за штурвал 19 по- ®О добрать сечение отверстия 7 сильфона 5 так, чтобы скорости движения обоих сильфонов сравнялись. При этом стрелка 21 указывает на шкале !8 именно тот коэффициент уплотнения, который имеется у покрытия в момент измерения.

При использовании жидкостного манометрического средства индикации раэпредлагаемого уствойства на вновь сооружаемой дороге с покрытием из асфальтобетона составляет от 170 до

190 р. на 1 погонный км дороги.

Формула изобретения

Прибор для измерении пористости дорожных покрытий, содержащий камеру в виде контактной шайбы, полость которой связана с источником разряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения

9 842498 10

;и повышения точности, камера выполне-, из которых шарнирно связана с сильфоI на в основании, несущем на себе два ном, сообщенным с атмосферой, и сво.— . источника разряжения,,выполненных в бодным концом опирается на упор втор0виде подпружиненных сильфонов и снаб- го сильфона, а другая стрелка снабже" женных измерителем высоты сильфонов на шкалой угловых перемещений, уста" друг относительно друга, причем по- новлена горизонтально и жестко свяэаS лость одного из сильфонов сообщена. . на с,первым из снльфонов. с камерой, а другого — непосредствен" Источники информации, но с атмосферой через регулируемое принятые во внимание при экспертизе по сечению отверстие, при этом силь- 1. Патент США У 3)85957, фон, сообщенный с камерой, снабжен при кл. 73-38, опублик. 1972. водом взведения обоих сильфонов, а иэ- 2. Авторское свидетельство С(ЙР меритель высоты сильфонов выполнен по заявке У 2552903/18-25, в виде пары совмещенных стрелок, одна кл. &01 и 15/08, 1977 (прототип). е

842498

Составитель Е. Маллер

Редактор Т Мермелштайн Техре М.Голйнка Ко екто E. Рошко

Заказ 5055/44 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035 Москва Ж"35 Ра ская наб. д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4