无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置及方法。所述装置包括底板、金属格栅、填充颗粒、取样纸、计数装置；检测方法是将取样纸覆盖至测量区域表面对凹坑位置进行标定并临摹出凹坑的轮廓，然后将取样纸覆盖在金属格栅表面，将填充颗粒填充到取样纸上临摹的凹坑轮廓区域内的金属格栅中，收集填充在金属格栅中的填充颗粒并计算该缺陷轮廓面积；该装置可定量测试分析得到自密实混凝土填充层界面的缺陷率，从而可客观评价自密实混凝土充填层的灌注质量。本发明专利技术方法具有操作简单、使用便捷且科学合理等特点，适用范围广，尤其适用于板式无砟轨道充填层或类似结构混凝土施工质量的检验评价。

【技术实现步骤摘要】
无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置及方法
本专利技术涉及高速铁路板式无砟轨道结构混凝土施工质量检测控制
，具体涉及一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置及方法；特别是指一种高速铁路Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置及方法。
技术介绍
我国高速铁路建造技术取得了举世瞩目的成就，建设运营里程世界第一。目前，我国高速铁路轨道结构主要采用无砟轨道技术，其中涵盖了CRTSI型、CRTSⅡ型以及CRTSIII型等多种板式无砟轨道结构型式，充填层是上述轨道结构的关键部件和核心技术[1]。CRTSI型、CRTSⅡ型板式无砟轨道采用水泥乳化沥青砂浆充填层技术，是一种通过引进、吸收、消化再创新的无砟轨道技术；CRTSIII型板式无砟轨道结构采用自密实混凝土充填层技术，是拥有我国自主知识产权的无砟轨道结构新技术，其结构型式如图1所示。由图1可以清晰看到，CRTSIII型板式无砟轨道结构的横断面从下至上由混凝土支撑层8、自密实混凝土填充层9、预制轨道板10以及扣件和钢轨等几部分组成，其中自密实混凝土充填层是其关键结构层，承担调整、支承、传力等功能，自密实混凝土充填层质量攸关整个轨道结构的性能。自密实混凝土充填层是在底部支撑层施工完成、上部预制轨道板放置调平以及两侧支好模板后进行施工完成的。显然，对一个前后、左右以及上下6个面都封闭的密闭水平空间中进行混凝土浇筑施工是件异常困难的事情，而且密闭空间内还存在钢筋网等阻碍，施工过程中不允许外力振捣，只能依靠混凝土自身重力充填整个密闭空间，这就要求新拌自密实混凝土具有非常优异的工作性能和更严格的灌注工艺。一旦新拌自密实混凝土工作性能欠佳或灌注工艺不合格，填充层自密实板面将出现浮浆、发泡层和大气泡群等质量问题。为科学评价用于CRTSIII板式轨道充填层自密实混凝土的灌注质量，我国相关单位如中国铁道科学研究院、中南大学的研究人员做出了不少努力，编制了《高速铁路CRTSIII板式无砟轨道充填层自密实混凝土暂行技术条件》[2]，对CRTSIII型板式无砟轨填充层自密实混凝土灌注质量提出要求：自密实混凝土板面无泌水现象、无松软发泡层、无可见裂纹、无明显水纹，无面积大于50cm2以上的气泡，面积6cm2及以上气泡的面积之和不宜超过板面积的2％，但其中未有自密实混凝土充填层与轨道板界面缺陷定量测试方法。目前，自密实混凝土充填层与轨道板界面缺陷的测量可采用图像分析软件Imagepro-plus，但该软件在图像处理时要求缺陷与板面间存在较大对比度，操作较复杂，不利于现场推广。目前，在现场通常是通过目测法对自密实混凝土灌注质量进行评价，评价结果过于主观。由于自密实混凝土充填层与轨道板界面缺陷形状、分布不规则且现场条件有限，导致对缺陷定量统计较困难。因此，快速、准确测量自密实混凝土充填层与轨道板界面缺陷对混凝土灌注质量评价显得非常关键。本专利技术所涉及的施工对象——板式轨道充填层是一类特殊的结构，对自密实混凝土性能及灌注工艺提出了更为苛刻的要求，浇筑后的自密实混凝土必须能够与顶层的高强度预制混凝土轨道板粘结良好，这就要求浇筑后的充填层自密实混凝土整体均匀性好，自密实混凝土充填层与轨道板界面不出现浆体层或大气泡群等缺陷。目前，在施工现场多采用目测法对界面缺陷进行判断，无法定量评价自密实混凝土灌注质量。为此，本专利技术通过大量实践，针对CRTSIII型板式轨道充填层自密实混凝土灌注质量的科学、定量评价难题，专利技术了一种测量自密实混凝土充填层与轨道板间界面缺陷定量测试装置和方法，从而保证充填层自密实混凝土灌注质量评价的准确性，确保高速铁路无砟轨道结构服役性能和运营安全。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种能够快捷、定量地测试评价自密实混凝土灌注质量，检验自密实混凝土充填层施工质量的无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置。本专利技术的第二个目的是提供一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量测试方法。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述定量检测装置包括底板、金属格栅、填充颗粒、取样纸、计数装置，将所述取样纸覆盖在自密实混凝土表面的待测区域，获取待测区域内的自密实混凝土充填层缺陷轮廓；所述金属格栅放置在底板上，将已获取自密实混凝土充填层缺陷轮廓的取样纸覆盖在金属格栅表面，将填充颗粒填充到取样纸上标定的缺陷轮廓区域内的金属格栅中，将填充在缺陷轮廓区域内的填充颗粒通过计数装置计数后计算缺陷轮廓区域缺陷面积。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述金属格栅是由纵横栅条构成的正方形通孔构成；所述正方形通孔边长为0.5-1.5mm；纵横栅条的厚度为0.5-1mm；纵横栅条材质为塑料片、铝片或铁片中的一种。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述填充颗粒为直径与金属格栅中的通孔相匹配的球形颗粒；所述填充颗粒的材质为磁性金属材料，具体选自铁或铁合金。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述取样纸的厚度为0.2-0.8mm。优选泡沫纸。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述计数装置包括漏斗、计数器、支架；所述漏斗安装在支架上，在漏斗出料口设有计数器；所述漏斗出料口的直径为1-2mm；漏斗材质为工程塑料或铝合金；计数器距下料口2-4cm；支架高15-20cm；支架材质为不锈钢或铝合金。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量测试方法，包括下述步骤：第一步：选择测量区域根据代表性抽样原则，将填充层自密实混凝土板面均分为3个矩形，在每一个矩形的内角初设置一个测量区域，相邻矩形的相邻内角处的2个测量区域合并为1个，均匀布设在相邻2个矩形中；在每一个矩形对角线交叉点两侧各设置1个测量区域，在填充层自密实混凝土板面上布置14个测量区域；第二步：获取混凝土充填层缺陷轮廓将取样纸分别覆盖至设定的测量区域，对测量区域表面的凹坑位置进行标定，并在取样纸上临摹出凹坑的轮廓；第三步：混凝土充填层缺陷轮廓面积计算将金属格栅放置在底板上，将第二步获得的取样纸覆盖在金属格栅表面，将填充颗粒填充到取样纸上临摹的凹坑轮廓区域内的金属格栅中，收集填充在金属格栅中的填充颗粒；通过计数器计数，得到填充颗粒数A；按式(1)计算缺陷面积S；S＝G2×A(1)式(1)中：G是格栅边长(G的长度为格栅内空长度与格栅厚度一半之和，格栅按2片计算)；A为填充颗粒数；第四步：混凝土充填层缺陷率的计算重复第二步、第三步，对每一个测量区域进行测量，得到每一个被侧区域的缺陷轮廓面积；按式(2)计算混凝土充填层缺陷率：Q＝被测区域缺陷轮廓面积之和/被测区域面积之和(2)。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量测试方法，测量区域为正方形，边长为40-60mm。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量测试方法，缺陷率Q大于等于2％，判定为自密实混凝土充填层的灌注质量不合格。本专利技术一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量测试方法，某一个测量区域缺陷轮廓面积大于等于50cm2，判定为自密实混凝土充填层的灌注质量不合格。采用上述技术方案的自密实混凝土充填层与轨道板间界面缺陷定量测试装置及其测试方法，抓住了自密实混凝土充填层施工质量最为核心的问题—浇筑后的自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述定量检测装置包括底板、金属格栅、填充颗粒、取样纸，计数装置，其特征在于：将所述取样纸覆盖在自密实混凝土表面的待测区域，获取待测区域内的自密实混凝土充填层缺陷轮廓；所述金属格栅放置在底板上，将已获取自密实混凝土充填层缺陷轮廓的取样纸覆盖在金属格栅表面，将填充颗粒填充到取样纸上标定的缺陷轮廓区域内的金属格栅中，将填充在缺陷轮廓区域内的填充颗粒通过计数装置计数后计算缺陷轮廓区域缺陷面积。

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，所述定量检测装置包括底板、金属格栅、填充颗粒、取样纸，计数装置，其特征在于：将所述取样纸覆盖在自密实混凝土表面的待测区域，获取待测区域内的自密实混凝土充填层缺陷轮廓；所述金属格栅放置在底板上，将已获取自密实混凝土充填层缺陷轮廓的取样纸覆盖在金属格栅表面，将填充颗粒填充到取样纸上标定的缺陷轮廓区域内的金属格栅中，将填充在缺陷轮廓区域内的填充颗粒通过计数装置计数后计算缺陷轮廓区域缺陷面积。2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：所述金属格栅是由纵横栅条构成的正方形通孔构成；所述正方形通孔边长为0.5-1.5mm。3.根据权利要求2所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：纵横栅条的厚度为0.5-1mm；纵横栅条材质为塑料片、铝片或铁片中的一种。4.根据权利要求1所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：所述填充颗粒为直径与金属格栅中的通孔相匹配的球形颗粒。5.根据权利要求4所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：所述填充颗粒的材质为磁性金属材料中的铁或铁合金。6.根据权利要求1所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：所述取样纸的厚度为0.2-0.8mm。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种无砟轨道自密实混凝土充填层缺陷定量检测装置，其特征在于：所述计数装置包括漏斗、计数器、支架；所述漏斗安装在支架上，在漏斗出料口设有计数器；所述漏斗出料口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文旭，龙广成，马聪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43