灌水法测量密度的辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种灌水法测量密度的辅助装置，属于公路施工技术领域。


背景技术：

2.《公路土工试验规程》jtg3430-2020第五章第三节t0110-1993灌水法密度试验中，坑的容积测量流程依次是：(1)地表整平；(2)基板固定；(3)灌水测基板内容积v1；(4)挖坑；(5)灌水测坑的容积及基板内容积之和v2；(6)计算坑的容积vp＝v2-v1。
3.上述现状灌水法测容积存在下列弊端：
4.(1)现状灌水法地表整平环节，对于有坡度的填石路基表面整平有困难；
5.(2)现状灌水法检测装置对地表有坡度的坑洞检测时，水面水平灌满测得的容积误差较大，又因为直径较大的原因，误差较大情况更加明显；
6.(3)现状检测压实度时多用灌砂法检测，对标准砂消耗量很大。


技术实现要素：

7.本实用新型克服现有技术的不足，提供一种灌水法测量密度的辅助装置，简化了地表整平工作，工作效率提高，提高了测量数据准确性，节约了标准砂资源。
8.本实用新型所述的灌水法测量密度的辅助装置，包括基板，基板四周向上设有立沿，基板中心设有导引口；
9.基板的立沿用于收集挖洞挖出的材料防止材料损失；
10.还包括约束管，约束管底部密贴导引口，约束管与导引口内径对应设置；
11.沿导引口向下开挖坑洞；
12.还包括水袋，水袋设于坑洞、导引口和约束管内；
13.约束管顶端通过连接法兰连接锥形封盖，锥形封盖底部的大开口连通约束管，锥形封盖顶部的小开口连通封盖细管；
14.约束管外部设有约束管配重。
15.工作过程或工作原理：
16.将基板放置到地表，沿导引口向下挖坑洞，达到预设深度后；收集散落在基板上所有挖出来的材料，称重；
17.导引口与约束管匹配，约束管与基板可以采用插接；导引口外沿与立沿之间保留合理距离；
18.水袋放置到坑洞内，并通过约束管对水袋超过坑口的高度进行约束，锥形封盖可以顺利将内部气体排出，保持水袋与坑洞坑壁、导引口和约束管密贴，约束管配重能够增加约束管重量，增加约束管工作可靠性，封盖细管其直径相对坑口直径大大减小，灌水可控性提高，测量数据准确性提高了；通过水袋直接放置到坑洞内，继续通过基板圆口，向上通过约束管，大大简化了地表整平工作，工作效率提高了；采用灌水取代灌砂，节约了大量标准砂资源。
19.简化了地表整平工作，工作效率提高，提高了测量数据准确性，节约了标准砂资源。
20.优选地，锥形封盖底部向下设有承插板，承插板用于插接于约束管内，锥形封盖、约束管和水袋形成不漏水容器。
21.优选地，所述的约束管配重底部高于约束管底部设置。
22.优选地，所述的连接法兰包括约束管法兰和封盖法兰，约束管法兰和封盖法兰通过连接螺栓连接；约束管法兰和封盖法兰之间设有橡胶法兰垫；
23.约束管配重顶部连接约束管法兰；
24.或者，约束管配重连接约束管。
25.优选地，封盖法兰上设有封盖配重。
26.优选地，所述的水袋采用筒膜，水袋底部设有平直焊缝，水袋顶部设有平口，水袋顶部的平口从约束管顶端向外向下翻套到约束管上。
27.优选地，水袋底部平直焊缝下部多余筒膜翻置于水袋内部，便于水袋外部与坑洞底密贴；
28.水袋顶端从约束管顶端外翻套装到约束管上；水袋高于约束管顶部部分沿一侧竖向开口，便于外翻和密贴；
29.优选地，筒膜的周长大于约束管内周长5-7cm，厚度为0.06
±
0.01毫米，筒膜竖向印有刻度标尺。
30.优选地，所述的还包括加压气筒和压力表，加压气筒和压力表通过三通连通封盖细管顶端。
31.优选地，所述的还包括蓄水箱，蓄水箱设有敞口盖，蓄水箱顶部设为平整面；
32.还包括量杯，量杯用于大量灌水；
33.还包括手压注水壶，手压注水壶用于微量灌水；
34.还包括电子秤，电子秤用于称量所用灌注水的质量。
35.蓄水箱顶部提供参与称量物品的存放平台。
36.所述的还包括抽水泵，抽水泵用于灌水测量工作结束后回收水；
37.抽水泵出水管前端设有水枪，水枪根部设有握力开关，水枪顶端设有封口帽，握力开关和封口帽便于对试验检测用水的有效控制。
38.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
39.1、本实用新型通过设置锥形封盖和封盖习惯配合水袋和约束管，封盖细管直径比坑口直径减小很多，能够更方便控制注水高度及数量，误差会明显减小，数据准确性提高；
40.2、通过设置基板，基板外周设置立沿，水袋可以直接放置到坑洞内，通过基板内圆口向上至约束管上端，采用基板取代地表整平工作，“地表整平”工作将变得非常简单方便，可以简单化处理工作效率提高；
41.3、通过设置水袋、约束管、锥形封盖和封盖细管，通过采用“灌水法”取代“灌砂法”，节约的标准砂资源量很大，经济效益非常明显。
42.4、通过设置加压气筒，创新使用气体加压方式使水袋快速密贴工艺，不仅仅是加快了密贴工作，节约了时间，更是以后灌水法测量密度方法的强力技术支撑，非常有意义，非常有价值。
43.5、按照《规程》要求，灌水过程中，水袋要进行“拉松”处理，由于水通过约束管约束后，水面提高，高于了坑口上沿，《规程》中的“拉松”、“排气”、“密贴”的效果会更容易完成。
附图说明
44.图1是本实用新型的一实施例的结构示意图；
45.图2是基板结构示意图；
46.图3是封盖法兰、锥形封盖和封盖细管结构示意图；
47.图4是约束管法兰结构示意图；
48.图5是水袋结构示意图；
49.图6是锥形封盖和封盖细管结构示意图。
50.图中：1、基板；2、约束管；3、约束管配重；4、连接法兰；5、水袋；6、锥形封盖；7、封盖细管；8、三通；9、压力表；10、加压气筒；11、水枪；12、抽水泵；13、量杯；14、手压注水壶；15、电子秤；16、蓄水箱；17、坑洞；
51.101、立沿；102、导引口；
52.41、约束管橡胶法兰垫；42、封盖法兰；43、约束管法兰；44、连接螺栓；45、封盖橡胶法兰垫；46、封盖配重；
53.51、平口；52、筒膜；53、平直焊缝。
54.61、承插板；
55.111、封口帽；112、握力开关。
具体实施方式
56.实施例1
57.如图1～图6所示，本实用新型所述的灌水法测量密度的辅助装置，包括基板1，基板1四周向上设有立沿101，基板1中心设有导引口102，导引口102有利于规范开挖坑洞，利于承接约束管，有利于控制水袋与坑口壁的密贴。
58.基板1的立沿101用于收集挖洞挖出的材料防止材料损失；
59.还包括约束管2，约束管2底部密贴导引口102，约束管2与导引口102内径对应设置；导引口承接约束管下端；
60.沿导引口102向下开挖坑洞；
61.还包括水袋5，水袋5设于坑洞17、导引口102和约束管2内；
62.约束管2顶端通过连接法兰4连接锥形封盖6，锥形封盖6底部的大开口连通约束管2，锥形封盖6顶部的小开口连通封盖细管6；
63.约束管2外部设有约束管配重3。
64.其中：
65.锥形封盖6底部向下设有承插板61，承插板61用于插接于约束管2内，锥形封盖6、约束管2和水袋5形成不漏水容器，锥形封盖和约束管能够实现密封作用。
66.约束管配重3底部高于约束管2底部设置，不影响约束管底部与基板密贴，约束管配重配可以有抓手。
67.连接法兰4包括约束管法兰43和封盖法兰42，约束管法兰43和封盖法兰42通过连
接螺栓44连接；约束管法兰43和封盖法兰42之间设有橡胶法兰垫；橡胶法兰垫包括约束管橡胶法兰垫41和封盖橡胶法兰垫45，约束管橡胶法兰垫41设于约束管法兰顶部，封盖橡胶法兰垫45设于封盖法兰底部，约束管橡胶法兰垫41和封盖橡胶法兰垫45确保约束管法兰和封盖法兰连接紧密，实现密封。
68.约束管配重3顶部连接约束管法兰43，约束管配重3增加约束管重量，使约束管约束性能更加可靠。
69.约束管配重3也可以连接约束管2外壁。
70.封盖法兰42上设有封盖配重46，以进一步增加所述的灌水法测量密度的辅助装置的稳定性。
71.水袋5采用筒膜52，水袋5底部设有平直焊缝53，水袋5顶部设有平口51，水袋5顶部的平口51从约束管2顶端向外向下翻套到约束管2上，使用中，水袋的焊缝翻转到水袋内使用，水袋翻转后使用，能够更容易与坑底、坑壁、基板及约束管密贴。
72.水袋5底部平直焊缝53下部多余筒膜翻置于水袋5内部，便于水袋5外部与坑洞17底密贴；
73.水袋5顶端从约束管2顶端外翻套装到约束管2上；水袋5高于约束管2顶部部分沿一侧竖向开口，便于外翻和密贴。
74.筒膜52的周长大于约束管2内周长5-7cm，厚度为0.06
±
0.01毫米，筒膜竖向印有刻度标尺。
75.还包括加压气筒10和压力表9，加压气筒10和压力表9通过三通8连通封盖细管6顶端；加压气筒用于对水袋加压实现水袋与约束管和基板密贴；压力表用于测量加压压力。
76.还包括蓄水箱16，蓄水箱16设有敞口盖，蓄水箱16顶部设为平整面，可以提供参与称量物品的存放平台。
77.还包括量杯13，量杯13用于大量灌水；
78.还包括手压注水壶14，手压注水壶14用于微量灌水；手压注水壶可以采用植物喷洒用压力喷壶；也可以采用工业用加压喷水壶。
79.还包括电子秤15，电子秤15用于称量所用灌注水的质量。
80.还包括抽水泵12，抽水泵12用于灌水测量工作结束后回收水；
81.抽水泵12出水管前端设有水枪11，水枪11根部设有握力开关112，水枪11顶端设有封口帽111，握力开关112和封口帽111便于对试验检测用水的有效控制。
82.所述的灌水法测量密度的辅助装置，总体结构设计可以如下：
83.(1)基板：基板材料的厚度2-3mm。
84.(2)水袋：材质可以选用pe聚乙烯塑料膜，厚度0.06
±
0.01mm，形状为平口平底塑料袋，平底焊缝两道，确保不漏水。
85.灌水法使用的平口平底水袋，专门订制生产，竖向印有刻度标尺，其周长与坑壁周长相匹配并比约束管外沿周长略大，能够充分外翻，又能在使用过程中褶皱最小化，使用方便，数据准确性高。
86.(3)约束管：对水袋高出地面部分的高度和直径进行约束，材质可以选用有机玻璃透明管、pvc管或不锈钢管，约束管上端连接约束管法兰，约束管法兰上粘贴约束管橡胶法兰垫41，约束管法兰下附着一体式约束管配重，以增加约束管的重量，使约束管约束性能更
加可靠，约束管配重底部要略高于约束管底部，不影响约束管底部与基板密贴，约束管配重可以配有抓手。
87.用灌水法测量坑容积，通过辅助装置，水位提高，水压增大，“拉松”、“排气”更方便，水袋与坑壁“密贴”效果更好，测量出的坑容积数据准确性高。
88.(4)锥形封盖：锥形封盖底部设有封盖法兰，封盖法兰底部设有封盖橡胶法兰垫45，锥形封盖底部设有承插板，承插板对应插接于约束管内，锥形封盖与约束管形成不漏水容器。锥形封盖材质可以选用有机玻璃透明管、pvc管或不锈钢管。锥形封盖设为为锥形，使容器在灌水过程中不遗留空气，确保锥形封盖和约束管所形成的容器中气体顺利排出，避免出现数据较大偏差或者错误。
89.约束管与锥形封盖之间，通过承插固定工艺、橡胶密封圈密封工艺、螺栓连接工艺，使水袋、约束管、封盖三者形成一个稳定的不漏水容器。
90.封盖也可以配备封盖配重46，形式可以为分体式，可以通过螺栓安装到封盖法兰上，以进一步增加所述的灌水法测量密度的辅助装置的稳定性。
91.封盖细管：锥形封盖上部设有封盖细管，封盖细管用于灌水。封盖细管材质可以选用有机玻璃透明材料，便于观察内部灌水高度和水袋密贴情况，使测量工作能够得到实时控制。
92.(5)蓄水箱：蓄水箱为方形，容积一般在20l左右；蓄水量可以为略大于两次试验的量，15l即可；蓄水箱配敞口盖，并可锁定，方便搬运，同时为参与称量的其他物品存放提供平台。
93.量杯、手压注水壶和电子秤：量杯用于大量灌水，注水壶用于少量或者微量灌水，量杯及注水壶在采用电子称称量水的过程中，置于蓄水箱敞口盖上，参与灌水前和灌水后的称量。
94.(6)加压气筒及压力表：用于加快水袋与坑壁密贴过程，节约时间；加压气筒与锥形封盖之间设有过渡连接管，过渡连接管与封盖细管之间通过三通连接，三通另一端口用于安装压力表；快速密贴加压时，压力控制在5～10kpa为宜。
95.灌水高度达到细管顶部后，使用加压气筒，通过封盖顶部细管给辅助装置内部加压，使水袋密贴工作在较短时间内彻底完成，确保数据准确，内部加压前，分体式配重环形压在封盖上；加压过程要注意观察内部密贴情况，可分次加压，压力控制在5～10kpa，避免因压力过大导致约束管浮动、水袋张裂情况发生。
96.(7)抽水泵：抽水泵可以采用蓄电池抽水泵，用于灌水测量工作结束后回收水；抽水泵出水管前端设有水枪，水枪根部有握力开关，水枪顶端设有封口帽，方便对试验检测用水的有效控制，避免撒漏。
97.工作过程或工作原理：
98.1、检查水袋是否漏水：
99.水袋放入坑前，或者放入辅助装置之前，先放入750～1000克的检查水，检查水袋是否漏水，检查结果不漏水的话，将检查水弃掉，弃掉检查水的水袋参与灌水前的称量，这样，可靠性强。
100.2、安装并灌水：
101.水袋检查，灌水量称量工作完成后，将水袋入坑，入坑的水袋必须反面使用，即将
焊缝以外的塑料筒膜边置入塑料袋内部水中，这是做好密贴工作的基本前提和关键步骤，然后，坑底、坑壁、辅助装置口沿位置都捋一捋，坑底坑壁部位的水袋略有余量，这样密贴效果更好，更有保证；水袋入坑检查无误后，匀速持续灌水至辅助装置口沿以下10～15mm位置，安装封盖，继续灌水至细管顶部。
102.内部加压水袋快速密贴工作结束后，将锥形封盖顶部剩余部分灌满水，一直灌到封盖细管的某一标定刻度为止，由于封盖细管露水面面积明显很小，坑容积测量时的数据更准确，加水时的水量更容易控制。
103.3、计算容积：
104.最终灌水法得出坑容积的过程非常简单，即：(1)标定约束管内灌水量m1＝蓄水箱总质量m0-灌水后质量m01；(2)坑洞内灌水量m2＝蓄水箱总质量m0-灌水后质量m02-标定约束管内灌水量m1；(3)坑的容积v＝m2/水的密度ρ，不包括标定的话，只是2次称量和1次减法和1次除法计算而已。标定是指测量所述的灌水法测量密度的辅助装置本身的容积。水的密度相对于标准砂的密度来说，水的的密度更加稳定和可靠，测量数据更准确。
105.本实用新型中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本实用新型的限制，仅为描述方便。