一种室内评价透水混合料横向排水能力的装置及方法与流程

本发明属于土木工程领域，涉及一种室内评价透水混合料横向排水能力的装置及方法。

背景技术：

随着“海绵城市”理念的发展，透水路面的应用也是越来越多。透水路面中与“海绵城市”直接联系的是透水，即渗透系数。而渗透系数作为透水沥青路面和透水水泥混凝土研究的重要指标，渗透系数在研究中占据着非常重要的地位。在透水材料渗透系数的测试当中，几乎所有的装置都是测量试件竖直方向的渗透系数，而除在实际施工种，雨水大多数是通过道路横坡横向排入边部集水沟中的，因此有必要对透水材料的横向排水能力做进一步的测试与探索，因此研究一种室内评价透水混合料横向排水能力的装置是十分必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种室内评价透水混合料横向排水能力的装置及方法，该装置及方法能够较为准确的评价透水混合料的横向排水能力。

为达到上述目的，本发明所述的室内评价透水混合料横向排水能力的装置包括上模筒、下模筒、喷头、供水系统、流量计及量杯；

上模筒的下部开口与下模筒的顶部开口相连通，下模筒内设置有上盖板及下盖板，待测透水混合料试件位于上盖板与下盖板之间，待测透水混合料试件的两侧分别与下模筒的内壁之间设置有第一进水缝隙及集水缝隙，上盖板外周面的一部分与下模筒的内壁之间有第二进水缝隙，所述第二进水缝隙与第一进水缝隙相连通，上盖板外周面的其他部分与下模筒的内壁之间密封连接，下盖板外周面的一部分与下模筒的内壁之间有出水缝隙，其中，所述出水缝隙与集水缝隙相连通，下盖板外周面的其他部分与下模筒的内壁之间密封连接；

上模筒的侧壁上设置有若干溢流口，喷头位于上模筒内且正对上盖板，供水系统经流量计与喷头的入水口相连通；

量杯的顶部开口位于下模筒底部出口的正下方。

下模筒的侧壁上设置有出水口及进水口，其中，下模筒侧壁上的出水口正对集水缝隙，下模筒侧壁上的进水口位于下盖板的下方，下模筒侧壁上的出水口与进水口之间通过软管相连通，软管上设置有流速表。

供水系统包括水泵、蓄水桶及阀门，其中，水泵位于蓄水桶内，水泵的出口经阀门及流量计与喷头相连通。

还包括铰接支座，其中，下模筒固定于铰接支座上。

上模筒与下模筒之间通过螺栓相连接。

各溢流口自上到下依次分布。

下模筒的内壁与下盖板的外周面及上盖板的外周面之间通过密封橡胶条密封。

铰接支座上设置有用于调节待测透水混合料试件与水平面之间夹角的高度调节螺丝。

本发明所述的室内评价透水混合料横向排水能力的方法包括以下步骤：

1)制备待测透水混合料试件；

2)将待测透水混合料试件放置于上盖板与下盖板之间，并通过上盖板将待测透水混合料试件压紧于上盖板与下盖板之间；

3)开启供水系统，供水系统输出的水经喷头喷洒到上盖板上，然后经第二进水缝隙进入到第一进水缝隙中，并从第一进水缝隙向待测透水混合料试件渗透，并在集水缝隙中收集后经出水缝隙排出下模筒，当上模筒的水面与溢流口齐平为止，此时将量杯放置到下模筒底部出水口的正下方，记录时间t内流入到量杯的水量q，则待测透水混合料试件的横向排水能力k为：

其中，l为渗流路径，a为渗流面积，△h为溢流口与待测透水混合料试件底部之间的距离。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的室内评价透水混合料横向排水能力的装置及方法在具体操作时，待测透水混合料试件夹持于上盖板与下盖板之间，下模筒与待测透水混合料试件的两侧之间设置有第一进水缝隙及集水缝隙，喷头喷洒出来的水先进入到第一进水缝隙中，然后渗透穿过待测透水混合料试件流入集水缝隙中，并最终经过量杯收集，通过记录时间t内流入到量杯的水量q，以计算待测透水混合料试件的横向排水能力k，操作简单、方便，与常规试验结合紧密，不需要单独制作试模来制作试件，使用常规试验试件即可完场测量，对试件没有任何损害，不影响试件的继续使用。

进一步，通过高度调节螺丝调节待测透水混合料试件的倾斜程度，以测试不同路拱横坡条件下待测透水混合料试件的横向排水能力，使试验结果更加符合真实路面。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为当待测透水混合料试件15为圆柱形结构时本发明的俯视图；

图3为当待测透水混合料试件15为立方体结构时本发明的俯视图。

其中，1为上模筒、2为溢流口、3为螺栓、4为下模筒、5为上盖板、6为下盖板、7为流速表、8为软管、9为量杯、10为喷头、11为流量计、12为阀门、13为蓄水桶、14为水泵、15为待测透水混合料试件、16为密封橡胶条、17为高度调节螺丝、18为铰接支座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的室内评价透水混合料横向排水能力的装置包括上模筒1、下模筒4、喷头10、供水系统、流量计11及量杯9；上模筒1的下部开口与下模筒4的顶部开口相连通，下模筒4内设置有上盖板5及下盖板6，待测透水混合料试件15位于上盖板5与下盖板6之间，待测透水混合料试件15的两侧分别与下模筒4的内壁之间设置有第一进水缝隙及集水缝隙，上盖板5外周面的一部分与下模筒4的内壁之间有第二进水缝隙，所述第二进水缝隙与第一进水缝隙相连通，上盖板5外周面的其他部分与下模筒4的内壁之间密封连接，下盖板6外周面的一部分与下模筒4的内壁之间有出水缝隙，其中，所述出水缝隙与集水缝隙相连通，下盖板6外周面的其他部分与下模筒4的内壁之间密封连接；上模筒1的侧壁上设置有若干溢流口2，喷头10位于上模筒1内且正对上盖板5，供水系统经流量计11与喷头10的入水口相连通；量杯9的顶部开口位于下模筒4底部出口的正下方。

下模筒4的侧壁上设置有出水口及进水口，其中，下模筒4侧壁上的出水口正对集水缝隙，下模筒4侧壁上的进水口位于下盖板6的下方，下模筒4侧壁上的出水口与进水口之间通过软管8相连通，软管8上设置有流速表7。

供水系统包括水泵14、蓄水桶13及阀门12，其中，水泵14位于蓄水桶13内，水泵14的出口经阀门12及流量计11与喷头10相连通；本发明还包括铰接支座18，其中，下模筒4固定于铰接支座18上。

上模筒1与下模筒4之间通过螺栓3相连接；各溢流口2自上到下依次分布；下模筒4的内壁与下盖板6的外周面及上盖板5的外周面之间通过密封橡胶条16密封；铰接支座18上设置有用于调节待测透水混合料试件15与水平面之间夹角的高度调节螺丝17。

待测透水混合料试件15为马歇尔试件、旋转压实试件或静压成型试件，上模筒1与下模筒4之间设置有橡胶密封圈，同时上模筒1与下模筒4之间通过螺栓3拧紧密封；上盖板5和下盖板6均为密实不透水板体，其中，上盖板5为可拆卸。

参考图2及图3，上模筒1及下模筒4的形状和尺寸根据待测透水混合料试件15进行确定，待测透水混合料试件15可以为方形或者圆柱形结构，待测透水混合料试件15为多孔混凝土试块。

本发明所述的室内评价透水混合料横向排水能力的方法包括以下步骤：

1)制备待测透水混合料试件15；

2)将待测透水混合料试件15放置于上盖板5与下盖板6之间，并通过上盖板5将待测透水混合料试件15压紧于上盖板5与下盖板6之间；

3)开启供水系统，供水系统输出的水经喷头10喷洒到上盖板5上，然后经第二进水缝隙进入到第一进水缝隙中，并从第一进水缝隙向待测透水混合料试件15渗透，并在集水缝隙中收集后经出水缝隙排出下模筒4，当上模筒1的水面与溢流口2齐平为止，此时将量杯9放置到下模筒4底部出水口的正下方，记录时间t内流入到量杯9的水量q，则待测透水混合料试件15的横向排水能力k为：

其中，l为渗流路径，a为渗流面积，△h为溢流口2与待测透水混合料试件15底部之间的距离，当待测透水混合料试件15为圆柱形结构时，则l为v/a，a＝πdd/2，d为待测透水混合料试件15的直径，d为待测透水混合料试件15的高度；当待测透水混合料试件15为立方体结构时，则l为边长，a＝l²。

以上所述仅为本申请的使用方法而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。