透水路面结构渗透系数室内测试装置

技术领域

本发明涉及海绵城市技术领域，特别涉及海绵城市透水路面整体结构渗透系数测量技术领域，具体是透水路面结构渗透系数室内测试装置。

背景技术

透水路面是海绵城市建设的重要措施，如何室内定量检测透水路面的整体结构透水效果是践行海绵城市建设，完善透水路面整体结构透水性能评价方式的技术关键。

现有透水路面整体结构透水性能检测，通常是借鉴已有密实性沥青路面透水性能现场测试方法，属原位检测方法。但是，该原位检测方法测试过程中没有在测试点路面结构内部设置围挡结构，所以水流在渗透过程中会出现通过面层或者基层向周围扩散渗流的现象，这就使得测试结果不能准确反映测试点透水路面整体结构的竖向渗透性能。同时，传统透水路面用透水材料的室内检测方法，仅限于对其单一透水材料的渗透性能测试，无法实现对整个透水路面结构竖向渗透的测试，且对于强渗透性能材料的测试结果不准确，而透水路面整体结构的渗透性能与其铺设后路面的透水性能直接相关，故需要相对较为准确全面的装置对透水路面透水效果进行测试。

因此，针对上述问题，本发明提供了一种便于测量透水路面整体结构渗透性能的室内测试装置，用于测量海绵城市透水路面整体结构的渗透系数。

发明内容

本发明的目的在于提供透水路面结构渗透系数室内测试装置，用于测量海绵城市透水路面整体结构的透水能力。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是透水路面结构渗透系数室内测试装置，具体包括如下结构。

透水路面结构渗透系数室内测试装置，主要由：渗流腔，储流腔，溢流口及集水器构成；所述渗流腔用于室内充填透水路面整体结构层，模拟雨水淹没条件下透水路面整体结构的渗透工况；所述渗流腔上边缘设置有溢流槽，所述渗流腔内部设置有限位网；所述储流腔，用于暂时储存通过透水路面整体结构的渗透水，所述储流腔与所述渗流腔通过设置于储流腔与渗流腔底部的过水口连通，所述储流腔顶部与所述渗流腔设置有挡水板隔离；所述储流腔外侧壁设置有溢流口，所述溢流口由溢流窗、橡胶密封圈、溢流阻水板、溢流缺口、阻水板滑动槽及引流台构成；所述集水器，用于盛装设定时间内渗流通过透水路面结构的水量，并测量其体积。

进一步的，所述渗流腔用透明有机玻璃板制成，用于室内充填透水路面整体结构层，模拟雨水淹没条件下透水路面整体结构的渗透工况；所述透明有机玻璃板结构便于实时观察渗流腔内水流流动轨迹和透水路面各结构层随水渗流过程的变化状态；所述渗流腔上边缘设置有溢流槽，内部设置有限位网。

进一步的，所述渗流腔外侧壁距顶面向下2 cm处设置有溢流槽，使渗流腔内水流保持恒定水头高度；所述溢流槽横截面为向外倾斜的楔形状，便于消除水流溢出时壅水效应对渗流腔内水头高度的影响。

进一步的，所述渗流腔内部设置的限位网采用Φ 6mm钢筋编织成孔径为10 mm的方孔网框架；所述限位网横置于渗流腔内距离底部15 cm高处，用于支撑透水路面整体结构模型，同时便于渗流水通过。

进一步的，所述储流腔用透明有机玻璃板制成，用于暂时储存透过透水路面整体结构的水；所述储流腔与渗流腔通过设置于储流腔与渗流腔底部的过水口连通，所述过水口尺寸长为60 cm，高为10 cm；所述储流腔顶部与渗流腔之间设置有挡水板隔离；所述储流腔外侧壁上设置有溢流口。

进一步的，所述溢流口由溢流窗、橡胶密封圈、溢流阻水板、溢流缺口、阻水板滑动槽及引流台构成。

进一步的，所述溢流窗位于储流腔外侧壁；所述橡胶密封圈位于溢流窗外侧边缘，防止水从储流腔外侧壁与溢流阻水板之间流出；所述溢流阻水板安装于阻水板滑动槽内，可沿竖直方向滑动，调节储流腔内水头高度，起到调节渗流腔和储流腔间水头差的作用；所述溢流阻水板上端开有向外倾斜的楔形溢流缺口，减小水流溢出时由于壅水作用对储流腔流体水头产生的影响；所述溢流缺口外侧边缘设置有引流台，用于引导渗流水流向集水器；所述阻水板滑动槽位于溢流口两侧的L型卡槽，所述阻水板滑动槽外侧壁设置有间隔5cm纵向排列的带螺纹圆孔，用于根据需要固定溢流阻水板的位置。

进一步的，所述集水器采用带有刻度的量筒制成，用于盛装渗流的水流并测量其体积。

本发明实施例带来了以下有益效果。

本发明不仅能够实现对整个透水路面结构层纵向渗透性能的测试，且能够方便、清晰地实时观察渗流腔内水流流动轨迹和透水路面各结构层随水渗流过程的变化状态。

将溢流槽设置为楔形状，便于消除流水溢出时壅水效应对渗流腔内水头高度的影响，使渗流腔内水流保持恒定水头高度；限位网采用Φ6 mm钢筋编织成孔径为10 mm的方孔网框架，便于支撑透水路面整体结构层模型，减少对渗流液体的阻碍。

溢流阻水板在阻水板滑动槽内通过阻水板限位孔进行固定，可以实现渗流腔与储流腔之间的水头差无级调节，使本发明能够更广泛的适用于多种透水结构和材料的渗透系数测试；溢流阻水板与储流腔间通过阻水板限位孔内螺钉加劲压紧，增大橡胶圈的密封性，防止水从储流腔外侧壁与溢流阻水板之间流出；引流台采用内宽外窄的结构，便于引导溢流缺口流出的流体聚集流向集水器。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为透水路面结构渗透系数室内测试装置分体三维示意图；

图2为透水路面结构渗透系数室内测试装置渗流腔示意图；

图3为透水路面结构渗透系数室内测试装置储流腔示意图；

图4为透水路面结构渗透系数室内测试装置挡水板示意图；

图5为透水路面结构渗透系数室内测试装置侧面示意图；

图6为透水路面结构渗透系数室内测试装置俯视示意图；

图7为透水路面结构渗透系数室内测试装置A-A截面示意图；

图8为透水路面结构渗透系数室内测试装置B-B截面示意图；

图9为透水路面结构渗透系数室内测试装置C-C截面示意图。

图中：1-渗流腔，2-溢流槽，3-挡水板，4-限位网，5-过水口，6-储流腔，7-溢流窗，8-溢流阻水板，9-溢流缺口，10-橡胶圈，11-阻水板滑动槽，12-引流台，13-集水器，14-阻水板限位孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

如图1、图2、图3、图6所示，一种透水路面结构测试装置，包括渗流腔1，溢流槽2，挡水板3，限位网4，过水口5，储流腔6，溢流窗7，溢流阻水板8，溢流缺口9，橡胶圈10，阻水板滑动槽11，引流台12，集水器13，阻水板限位孔14。

如图2和图5，所述溢流槽2设置于渗流腔1外侧低于顶面2cm处；所述挡水板3设置于渗流腔1与储流腔6之间，且高于渗流腔1与储流腔6一定高度；所述限位网4设置于渗流腔1内一定高度处；如图3和图6，所述溢流窗7设置于储流腔6外侧；在本实施例中，溢流窗7开口长40cm，引流台12与溢流缺口9相连，集水器13放置于引流台12下方；如图4，过水口5位于挡水板3底部，所述过水口5高度为15cm。

具体的实施过程如下所述。

在进行透水路面结构渗透系数测试前，优先确定限位网4高度，并按照透水路面结构，依次在限位网4上布设透水路面基层材料及透水路面面层材料，并保持所有材料最高位置高度在溢流槽2之下，在本实施例中，基层材料为开级配碎石，面层材料为结构性透水混凝土，本实施例中渗流腔1内结构自下而上依次为限位网4，开级配碎石基层，透水混凝土试样面层，将材料依次铺设完毕后，将溢流阻水板8置于最高处，使溢流缺口9与储流腔6顶面齐平，向渗流腔1中注入清水，并没过溢流槽2，使渗流腔1内材料充分浸润，浸润一定时长后，依据所布设材料的透水能力，确定溢流缺口9高度，如图7、图8、图9所示，若材料渗透系数较大，透水能力较强，则渗流腔1和储流腔6应采取较小的水头差，将溢流阻水板8向下移动，并用螺栓通过阻水板限位孔14将溢流阻水板8固定并使溢流阻水板8紧贴储流腔6外壁，压紧橡胶圈10，确保储流腔6与溢流阻水板8之间不发生渗水，向渗流腔1中持续注入清水，并使渗流腔1中水头高度为溢流槽2所处高度，观察到溢流缺口9中水流稳定时，用集水器13盛接从引流台12流出的渗流水，并同时开始计时，一段时间后停止计时，量取集水器13中渗流水的体积，此时，根据溢流槽2与溢流缺口9之间的固定水头差Δh，渗流腔1模拟透水路面结构断面面积A，渗流时间t，该时段内渗流体积V，即可计算所设置路面结构的整体渗透系数。