模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化装置及方法

本发明涉及道路工程施工，具体地涉及模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化装置及方法。

背景技术：

1、半刚性基层混凝土裂缝修补效果很大程度上决定了沥青路面的使用性能与道路的运营寿命，沥青层间的粘结强度不足会导致沥青路面脱层、拥包、车辙等病害，同时裂缝修补材料粘度不足会使得表面水进入混凝土内部加速裂缝扩展，在行车荷载和环境因素的作用下，混凝土裂缝将以反射裂缝形式贯穿整个道路结构层，损坏沥青路面结构性能。

2、现有技术中，对于沥青路面裂缝修补一般都是采用对裂缝中进行填料的方法，好一点的现有技术也就仅仅是在填料前对裂缝进行修理，从而便于填料；

3、现有技术的缺陷在于：

4、1.由于裂缝相对比较狭窄，从而当所填修补料的内部可能会发生架空现象；

5、2.由于所填修补料的内部可能会发生架空现象，这样即便填好后进行压实，但裂缝较窄并且侧壁不规则，从而难以有效的消除填料内部的空鼓结构，导致难以好的对裂缝进行修补、后期出现再次开裂的情况。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，提供模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化装置及方法，其目的在于减少人力物力的消耗，同时减小路面修补后强度参数测量的工作量；最大程度的观察内部的透明树脂混凝土试块在裂缝注浆修补过程中聚氨酯材料灌浆料流动走向及裂缝填充情况；较好观察裂缝填充情况，同时聚氨酯材料灌浆料与混凝土等材料粘结力强，混合后可制得高强度固结体；使得模拟范围广，减少收集路面裂缝所需的时间和经费；模拟不同荷载等级的动荷载，结合不同注浆压力和振动频率的裂缝注浆环境分析得出最优的裂缝修补条件；节省大量的劳动力和经费；较好的模拟出路面裂缝修补的真实情况，并进一步做出对应的保护措施。

2、为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

3、一种模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化装置，包含试验机桁架、亚克力箱、压杆、底板、底座、横梁、透明树脂混凝土、聚氨酯材料灌浆料、应变片、压力采集仪、电脑、高清摄像机、三角支架、振动台、滑道、注浆管、真空注浆机、注浆封堵盖、液压泵、应力显示器、加载板；其中：

4、所述底座安装在所述试验机桁架的底部；所述底座上可拆卸安装有所述底板。

5、优选地，所述亚克力箱用于盛装由所述透明树脂混凝土浇筑的试块，并观察所述亚克力箱的内部的透明树脂混凝土的裂缝，进行注浆修补；所述亚克力箱由五块透明的亚克力板组成，形成一个立方体的夹具。

6、优选地，所述压杆安装在所述横梁的下方；所述压杆另一端与所述液压泵可拆卸连接；所述压杆与所述液压泵通过自由伸缩并且左右运动，模拟作用在所述透明树脂混凝土的试块上的载荷。

7、优选地，所述横梁安装在所述试验机桁架上部横杆的下方；所述横梁通过上下运动，根据所述透明树脂混凝土的试块的尺寸调节所述压杆的高度。

8、优选地，所述应变片用于粘贴在由所述聚氨酯材料灌浆料修补的所述透明树脂混凝土浇筑的试块的裂缝的中间，且于后期监测用所述聚氨酯材料灌浆料修补后的裂缝在载荷作用下的强度变化。

9、优选地，所述滑道安装在所述底板内；所述滑道的上部可拆卸安装有所述振动台，并带动振动台左右移动，改变作用在透明树脂混凝土在浇筑试块时的动荷载位置。

10、优选地，所述真空注浆机用于改变注浆压力大小；所述真空注浆机内盛装有所述聚氨酯材料灌浆料，用于改变注浆压力大小；

11、所述注浆管的一端与所述真空注浆机连接，另一端与所述注浆封堵盖连接。

12、优选地，所述压力采集仪用于实时获取裂缝修补后所述透明树脂混凝土浇筑的试块强度的变化数据；所述压力采集仪与连接所述应变片电信号耦接；所述压力采集仪与所述电脑电信号耦接；

13、所述高清摄像机用于在对裂缝修补过程中记录整个修补过程中所述聚氨酯材料灌浆料在裂缝中的流动走向情况；所述高清摄像机架设在所述三脚架上；

14、所述振动台用于在所述聚氨酯材料灌浆料对裂缝修补时进行振动，使所述聚氨酯材料灌浆料均匀密实的填充灌满裂缝，且用于模拟裂缝修补后作用在路面上的动荷载，监测在动荷载下所述透明树脂混凝土浇筑的试块强度变化；

15、所述液压泵通过推送所述压杆，将压力作用到待检测的所述透明树脂混凝土的试块上；所述液压泵施加的应力在所述应力显示器显示；

16、裂缝已修补好的所述透明树脂混凝土的试块放置在安装在所述底板上的所述加载板上。

17、一种利用了模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化装置的模拟路面裂缝修补及强度检测的可视化方法，包含以下步骤：

18、s100.用所述透明树脂混凝土浇筑一个立方体试块；在浇筑过程中仿照路面具体裂缝的形状走势预制多个裂缝，然后养护人工预设的天数，直至试块的强度达到人工预设的强度要求；

19、s200.组装所述试验机桁架整体加载装置，具体来说：将所述振动台安装在所述底板的所述滑道上，调整所述横梁的高度到合适位置；

20、s300.用所述亚克力箱将养护到人工预设的强度要求的所述透明树脂混凝土试块夹持住；然后将所述亚克力箱放置到所述振动台并固定；

21、s400.配置所述聚氨酯材料灌浆料并装入所述真空注浆机中；连接好所述注浆管的两端；将所述注浆封堵盖扣盖在所述亚克力箱亚克力箱上端；确认二者尺寸大小契合不存在缝隙，然后调节所述真空注浆机的注浆压力值；

22、s500.架设摄像设备，具体来说：调整所述三角支架到合适高度，再将所述高清摄像机固定在所述三角支架上；调整所述高清摄像机的角度，直至拍摄画面范围可以清晰记录整个注浆的过程；

23、s600.注浆；打开所述真空注浆机的开关同时，开启所述高清摄像机和所述振动台；

24、s700.关闭设备，停止所述真空注浆机的注浆、关闭所述高清摄像机和所述振动台；将所述振动台从所述底板上拆卸掉；将修补后的所述透明树脂混凝土试块养护人工预设的时间；

25、s800.将养护好的所述透明树脂混凝土的试块从所述亚克力箱中取出；然后对在不同注浆压力和振动频率条件下修补的所述透明树脂混凝土试块的裂缝处粘贴上所述应变片；

26、s900.连接应力采集装置，具体来说：将所述应变片、所述压力采集仪、所述电脑和所述应力显示器按照顺序依次连接；然后检查所述应变片在所述应力采集仪上的示数是否在正常范围内；

27、s1000.调整所述横梁和所述压杆的高度；将所述透明树脂混凝土试块放置在所述底板上的所述加载板上；

28、s1100.通过所述液压泵作用在所述压杆上的应力对不同注浆压力和振动频率条件下修补的所述透明树脂混凝土的试块进行分级荷载压缩，记录每级荷载下的数据，直至所述透明树脂混凝土试块被压坏。

29、优选地，s100中用所述透明树脂混凝土浇筑的立方体试块的尺寸为150mm*150mm*150mm；

30、s600中进行多次对照实验组，具体来说包含以下步骤：

31、s610.调整所述真空注浆机的注浆压力、所述振动台的振动频率；

32、s620.观察分析两种因素下所述聚氨酯材料灌浆料对所述透明树脂混凝土试块中裂缝修补的影响。

33、本发明与现有技术对比，具有以下优点：

34、1.由于本发明使用的透明树脂混凝土具有良好的透光性能，性能与铺设路面的混凝土较为接近，同时也能较好的观察后期模拟路面裂缝修补的过程，且在室内进行实验，从而减少了人力物力的消耗，同时减小了路面修补后强度参数测量的工作量；

35、2.由于本发明使用亚克力箱盛装透明树脂混凝土试块，达到可视化的目的，从而可以最大程度的观察内部的透明树脂混凝土试块在裂缝注浆修补过程中聚氨酯材料灌浆料流动走向及裂缝填充情况；

36、3.由于本发明使用的聚氨酯材料灌浆料颜色是黄色或者棕黄色透明，从而可以较好观察裂缝填充情况，同时聚氨酯材料灌浆料与混凝土等材料粘结力强，混合后可制得高强度固结体；

37、4.由于本发明在对透明树脂混凝土试块中的裂缝修补时，能够调整真空注浆机的注浆压力、振动台的振动频率，从而使得模拟范围广，减少了收集路面裂缝所需的时间和经费；

38、5.本发明能够模拟不同荷载等级的动荷载，同时结合不同注浆压力和振动频率的裂缝注浆环境分析得出最优的裂缝修补条件；

39、6.由于本发明的整个装置较为便捷，可以在室内进行，不会受到地形、空间等因素影响，从而节省了大量的劳动力和经费；

40、7.由于本发明结构简单、成本低、操作方便，从而可以较好的模拟出路面裂缝修补的真实情况，并进一步做出对应的保护措施，具有广泛的工程实践意义及应用前景。