一种用于测试透水混凝土路面透水系数的装置及方法与流程

本发明涉及一种测试透水混凝土路面的透水系数的仪器，具体的说涉及一种用于测试透水混凝土路面透水系数的装置及方法。

背景技术：

随着海绵城市概念的提出，透水混凝土路面越来越多的应用于城市道路、广场、公园、小区道路、停车场建设中，而透水系数是透水混凝土路面的重要指标之一，直接影响到其功能性的发挥程度，因此相应的各式各样的透水系数测试装置陆续被开发出来。透水系数的测试主要依据cjj/t-135《透水水泥混凝土路面技术规程》的恒定水头测试原理与db11/t-775《透水混凝土路面技术规程》的变水头测试原理。

基于cjj/t-135中恒水头测试原理开发测试装备主要有：《cn201310218787.4-透水水泥混凝土渗透系数测试装置及方法》，《cn201320830426.0-一种测量透水混凝土透水系数的试验装置》，《cn201420110237.0-透水混凝土透水系数的测试装置》，《cn201610305628.1-一种混凝土透水系数测定装置》，和《cn201320425033.1-透水混凝土透水系数测定仪》。基于db11/t-775中变水头测试原理开发的装置有《cn201120335375.5-透水混凝土透水系数测试仪》。

恒定水头测试方法测试原理清晰，所测试的获取的透水系数kt1属于透水混凝土路面的固有属性，此时透水混凝土路面所能应对的降雨强度跟透水系数kt1以及路面厚度有关；变水头测试方法所测试的获取的透水系数kt2属于透水混凝土路面的统计学参数，没有很清楚的原理，对应的物理指标也不是很清楚。本发明直接模拟降雨过程，可方便快捷的测试透水混凝土路面可应对的最强降雨强度。

技术实现要素：

为了解决透水混凝土路面透水系数无法与降雨等级直接挂钩的问题，本发明公开了一种用于测试透水混凝土路面透水系数的便携装置，该装置利用供水系统与水速调节、测试系统提供特定流速的水流，模拟不同强度的降雨；利用测试系统测试路面可见液面的面积(测量液面直径dx)，从而可以换算出该透水混凝土路面可以应对多大强度的降雨。

本发明提供了一种用于测试透水混凝土路面透水系数的装置，包括测试系统、供水系统、水速调节装置三个部分：所述测试系统为刻度板、水平仪与两个垫块固定成的一个整体；所述供水系统包含水箱、水泵与水管；所述水速调节装置包括截止阀及流量计；所述刻度板上含有透水孔

所述供水系统中水管的一端与刻度板上的透水孔连接，水管上依次连接流量计、截止阀与水泵，水管的另一端放置在水箱中；

所述刻度板置于左右两个垫块上，所述水平仪放置在刻度板上一侧；

所述测试系统放置在透水混凝土路面上，利用水平仪判断测试系统是否水平放置。

本发明所述装置，所述两个垫块可选择横截面为三角形的长条塑料，两个垫块之间的间距至少为20cm，垫块的高度至少为1cm。

本发明所述装置，所述水泵的功率为100-1000w，流量范围20-400l/min。

本发明所述装置，所述流量计的流速测试范围0-50l/min，体积流量测试范围0-10000l，测试精度＜0.05％。

利用上述装置的一种用于测试透水混凝土路面透水系数的方法，具体包括如下步骤：

(1)将含透水孔的刻度板、水平仪与垫块固定成一个整体，将其放置在透水混凝土路面上；将水管的一端与刻度板上的透水孔连接，水管上依次连接流量计、截止阀与水泵，水管的另一端放置在水箱中；

(2)利用水泵、截止阀配合流量计提供特定流速的水流，模拟不同强度的降雨，记录一定时间t内通过流量计5的流量q；

(3)利用测试系统测试路面可见液面的面积，可以计算透水混凝土路面的透水系数kt，计算公式如下式：

式中，kt——水温t时的透水系数(mm/s)，

q——特定时间段t内流量计上显示的水量差值(ml)，

dx——透水混凝土路面可见液面的直径(mm)，

t——测试时间(s)，

测量液面直径dx，从而可以换算出该透水混凝土路面可以应对多大强度的降雨。

本发明结构简单、便于携带，安装、使用、维护方便，测试过程耗时短，可直接测试出透水混凝土路面能应对的降雨强度等级。

附图说明

图1为本发明所述装置的整体结构示意图。

图2为本发明所述含透水孔的刻度板的局部示意图。

图3为图2的侧视图。

图1～3中的具体标注为：1水箱、2水泵、3水管、4截止阀、5流量计、6刻度板、7水平仪、8垫块、9透水混凝土路面、10透水孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明涉及的一种用于测试透水混凝土路面透水系数的装置，主要包括供水系统、水速调节装置与测试系统三个部分：所述供水系统包括水箱1、水泵2与水管3，所述水速调节主要包括截止阀4与流量计5，所述测试系统则包括含透水孔的刻度板6、水平仪7与两个垫块8。

将含透水孔的刻度板6、水平仪7与垫块8固定成一个整体，称之为测试系统，将其放置在透水混凝土路面9，利用水平仪7判断测试系统是否水平放置；将水管3的一端连接到含透水孔的刻度板6上的透水孔，水管3上依次连接流量计5、截止阀4与水泵2，水管3的另一端放置在水箱1中。

工作原理是，利用水泵2、截止阀4配合流量计5提供特定流速的水流，模拟不同强度的降雨，记录一定时间t内通过流量计5的流量q；利用测试系统测试路面可见液面的面积(测量液面直径dx，从而可以换算出该透水混凝土路面可以应对多大强度的降雨。带入公式(1)，可以计算透水混凝土路面的透水系数，计算公式如下：

式中，kt——水温t时的透水系数(mm/s)；

q——特定时间段t内流量计上显示的水量差值(ml)；

dx——透水混凝土路面可见液面的直径(mm)。

t——测试时间(s)；

由公式(1)计算的透水系数与透水混凝土路面的厚度没有关系，反映某一具体透水混凝土路面的特有透水系数，直接乘以时间，可以换算成相应的降雨强度，即可以反映该透水混凝土路面可以应对的最强降雨等级。

显然，本发明的上述实例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

实施例

加工生产了一种用于测试透水混凝土路面透水系数的装置，具体的参数及装配过程如下：

所述含透水孔及刻度板6、水平仪7与三角形截面的垫块8固定成一个整体，左右两个垫块8之间的间距为30cm，垫块8的高度至少为1.5cm。水管3采用直接为12mm的透明橡胶软管，一端连接到含透水孔的刻度板6上的透水孔，并依次连接流量计5、截止阀4与水泵2，水管3的另一端放置在水箱1中。水泵2的功率为200w，流量范围200l/min。流量计5的流量测试范围0-50l/min，体积流量测试范围0-10000l，测试精度＜0.05％。

将测试系统放置在透水混凝土路面9，利用水平仪7判断测试系统是否水平放置；利用水泵2、截止阀4配合流量计5提供特定流速的水流，模拟不同强度的降雨；利用测试系统测试路面可见液面的面积(测量液面直径dx)，从而可以基于公式(2)计算该透水混凝土路面的透水系数，乘以24h即可换算该透水混凝土路面可应对的最大降雨强度等级。计算公式如下：

式中，kt——水温t时的透水系数(mm/s)；

q——特定时间段t内流量计上显示的水量差值(ml)；

dx——透水混凝土路面可见液面的直径(mm)。

t——测试时间(s)；

利用表1中的配合比分别成型厚10cm、长80cm、宽60cm的透水混凝土板，模拟透水混凝土路面，利用本发明中所涉及便携装置快速测试各透水混凝土板的透水系数，乘以24h即可换算出可应对的24h最大降雨量，具体数据如表2所示。

表1透水混凝土的配合比

表2各透水混凝土板的透水系数及可应对24h的最强降雨量

利用表2可知，利用本发明中所述便携装置快速测试各透水混凝土板的透水系数，1#～3#的透水系数分别是0.01266mm/s、0.00588mm/s与0.00035mm/s，可应对的24h最强降雨量h(mm)分别是1094mm、508mm与30mm，对应可应对的最强降雨等级是特大暴雨、特大暴雨与大雨。2#、4#、5#的透水系数分别是0.00588mm/s、0.00741mm/s与0.00481mm/s，可应对的24h最强降雨量h(mm)分别是508mm、640mm与416mm，对应可应对的最强降雨等级均是特大暴雨。

由表2可知由本发明中涉及的便携装置可快速测试各透水混凝土板的透水系数，并可直接换算出应对的24h最大降雨量，进而可获取可应对最强降雨等级。