用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统

本发明涉及模拟装置系统，尤其涉及一种用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统。

背景技术：

1、随着城市化进程加快，传统的不透水路面在城市道路网络中的广泛使用，导致城市雨洪、地下水资源以及水质等问题日益突出。为了解决这些问题，透水混凝土路面作为一种创新的道路材料应运而生。透水混凝土路面可以有效减少雨水径流量，防止水资源浪费和洪灾风险。通过透水性路面，雨水可以直接渗透到地下水层，帮助补充地下水资源。透水混凝土路面可以过滤和净化雨水中的污染物，如油污、颗粒物和化学物质等，减少水体的污染。这对城市的水资源管理和水生态系统恢复具有重要意义。此外，透水混凝土路面具有较好的抗滑性能，尤其在雨天和冰冻条件下，能够提供更好的车辆驾驶稳定性和道路行驶安全。透水混凝土路面也可以减少积水和雨水溅起的现象，改善行车视野，降低事故风险。随着对可持续发展和生态环保意识的不断提高，透水混凝土路面将更加受到重视和推广。

2、使用破碎的石灰华作为骨料制备石灰华透水混凝土路面可以实现对资源的循环利用。通过回收和利用废弃的石灰华，减少对天然资源的开采和消耗，有助于促进可持续建筑和减少环境影响。且由于石灰华本身具有良好的透水性能，可以使得混凝土路面更好地渗透雨水。石灰华透水混凝土路面不仅能够减少城市雨水径流量，降低水资源浪费，而且可以改善城市排水系统，缓解内涝问题，提升城市的防洪能力。

3、城市应用石灰华透水混凝土路面具有多方面的背景和意义。然而大尺寸的透水混凝土路面研究仍然会受到限制，透水混凝土路面的性能大多数还是基于小块试样的性能，整体的性能分析受限于多方面因素，开展起来相对困难。因此，在实际情况中，对整个透水路面进行测试确实存在一些挑战和困难，主要有以下几个原因：

4、1.道路尺寸限制：道路作为城市基础设施的一部分，通常具有一定的长度和宽度，全面测试整个路面的透水性能需要相应的测试设备和测试技术来覆盖整个路面范围。

5、2.时间和成本：对整个透水路面进行测试需要大量的时间和资源，并且需要停用道路段落，这可能会给交通和道路使用带来不便和成本。

6、3.变化和复杂性：整个透水路面可能存在各种变化和复杂性，如不同的施工工艺、材料组成差异、结构层次多样性等。

7、4.测试方法选择：透水性测试方法有很多种选择，包括水静压试验、渗水系数测试、雨水入渗实测等，不同的测试方法适用于不同的透水路面类型和设计要求。

8、5.降雨的模拟：在实际过程中，如何方便和准确地模拟降雨情况至关重要。

9、因此，开发一种用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统，通过降雨单元和石灰华透水路面单元对实际的降雨进行模拟并分析石灰华透水路面的综合性能及渗水效果；所述装置系统结构简单，设计合理，便于进行实验室研究。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统，所述装置系统包括降雨单元和石灰华透水路面单元；

4、所述降雨单元包括依次连接的输水装置、流量监测装置、出水阀门和水喷淋装置；所述石灰华透水路面单元包括全透水结构的人行道路面或全透水结构的其他道路面；

5、所述水喷淋装置设置在石灰华透水路面单元的正上方；所述石灰华透水路面单元置于容器内；所述容器的底部设置有出水口。

6、本发明所述的用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统包括降雨单元和石灰华透水路面单元，其中降雨单元可真实模拟降雨情况，石灰华透水路面单元可根据实际需要配制各种待分析的真实路面；所述石灰华透水路面单元置于容器内；所述容器的底部设置有出水口，通过收集降雨单元产生的水，计算分析石灰华透水路面单元的透水性能。本发明所述装置系统结构设计合理，能够在实验室内完成对真实透水路面各项性能的分析检测，而且通过设置合适配比的原料，通过分析评价得出符合工程需求的石灰华透水路面。

7、本发明所述全透水结构的其他道路面是本领域的专业术语。

8、优选地，所述输水装置分别与第一供水管道和第二供水管道相连。

9、本发明所述输水装置包括水泵，水泵内部配备有水表和和流量计，可以显示每分钟的瞬时水流量，方便进行实际的流量读数和计算，便于后续试验测试的开展。

10、优选地，所述第一供水管道与自来水输送装置连接。

11、优选地，所述第一供水管道上设置有第一进水阀门。

12、优选地，所述第二供水管道与储水装置连接。

13、优选地，所述第二供水管道上设置有第二进水阀门。

14、优选地，所述水喷淋装置的喷淋面积与石灰华透水路面单元的面积相对应，保证降雨能够均匀的落在路面上。

15、优选地，所述石灰华透水路面单元的尺寸为(50～80)cm×(50～80)cm×(50～80)cm，例如可以是50cm×50cm×50cm、53cm×50cm×60cm、58cm×52cm×70cm、60cm×76cm×59cm、64cm×77cm×71cm、70cm×53cm×66cm或80cm×50cm×80cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

16、优选地，所述全透水结构的人行道路面从下至上依次包括第一基层和第一石灰华透水混凝土层。

17、本发明所述第一基层和第一石灰华透水混凝土层之间设置有第一土工布，防止第一石灰华透水混凝土层的细料向第一基层渗入。

18、优选地，所述第一基层包括级配碎石。

19、本发明所述级配碎石是石灰石碎石，尺寸为10～20mm，例如可以是10mm、12mm、15mm、18mm、19mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

20、优选地，所述第一基层的厚度为150～200mm，例如可以是150mm、160mm、165mm、168mm、170mm、175mm、180mm、190mm或200mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

21、优选地，所述第一石灰华透水混凝土层的厚度为80～150mm，例如可以是80mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、140mm、145mm或150mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

22、优选地，所述全透水结构的其他道路面从下至上依次包括第二基层、石灰石透水混凝土层和第二石灰华透水混凝土层。

23、本发明所述第二基层和石灰石透水混凝土层之间设置有一层第二土工布，防止石灰石透水混凝土层的细料向第二基层渗入。

24、优选地，所述第二基层包括级配碎石。

25、优选地，所述第二基层的厚度为150～200mm，例如可以是150mm、155mm、160mm、170mm或2000mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、优选地，所述石灰石透水混凝土层的厚度为100～150mm，例如可以是100mm、103mm、105mm、108mm、110mm或150mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、优选地，所述石灰石透水混凝土层的设计孔隙率为20％。

28、优选地，所述第二石灰华透水混凝土层的厚度为180～200mm，例如可以是180mm、185mm、188mm、189mm、190mm、195mm或200mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29、优选地，所述第一石灰华透水混凝土层包括如下重量份的原料：水:水泥:减水剂:硅灰:石灰石:石灰华:石灰华粉末＝(102.5～125.6):(327.1～418.8):(3.0～3.7):

30、(38.3～46.5):(1215～1619):(368～369.7):(13～15)，例如可以是102.5:327.1:3.0:38.3:1215:368:13、105:328:3.1:39:1218:368.2:13.3、108:330:3.2:40:1300:368.5:13.5、110:335:3.3:41:1350:368.8:14、113:400:3.4:43:1500:369:14.3、120:410:3.5:45

31、:1580:369.5:14.5或125.6:418.8:3.7:46.5:1619:369.7:15等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

32、优选地，所述石灰石透水混凝土层包括如下重量份的原料：水:水泥:减水剂:硅灰:石灰石＝(102.5～125.6):(327.1～418.8):(3.0～3.7):(38.3～46.5):(1215～1619)

33、，例如可以是102.5:327.1:3.0:38.3:1215、105:329:3.3:38.5:1250108:330:3.5:39:1305、110:380:3.6:40:1400或125.6:418.8:3.7:46.5:1619等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

34、优选地，所述第二石灰华透水混凝土层包括如下重量份的原料：水:水泥:减水剂:硅灰:石灰石:石灰华

35、＝(102.5～125.6):(327.1～418.8):(3.0～3.7):(38.3～46.5):(1215～1619):(368～369.7)，例如可以是102.5:327.1:3.0:38.3:1215:368102.5:337:3.1:39.2:1218:368.2、108:350:3.2:39:1300:368.5、110:385:3.5:40:1500:368.7或125.6:41.8:3.7:46.5:1619:369.7等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

36、本发明所述的全透水结构的其他道路面包括三层结构，比全透水结构的人行道路面更厚，而且石灰华透水混凝土层的原料组成也不相同，这样可以满足全透水结构的其他道路面的实际使用要求。

37、优选地，所述石灰石的粒径为5～20mm，例如可以是5mm、8mm、10mm、12mm、12.5mm、15mm、18mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

38、优选地，所述石灰华的粒径为4.75～10mm，例如可以是4.75mm、5mm、5.3mm、5.5mm、6mm、7mm、8mm或10mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

39、优选地，所述石灰华粉末的粒径为小于250μm，例如可以是249μm、240μm、230μm、220μm、210μm、200μm或150μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

40、本发明中石灰华透水混凝土层的制备方法包括如下步骤：

41、将按照重量份配好的石灰石和石灰华放入搅拌机中搅拌90s后，加入一半的减水剂和一半的水后再搅拌90s；然后加入水泥、硅灰和石灰华粉末搅拌90s；最后，加入剩余的水和剩余的减水剂并搅拌90s后出料。在浇筑之前，保证级配碎石层的表面是湿润状态。将浇筑好的混凝土逐步装入容器内，在铺装的过程中，采用刮刀对其表面逐层按压，保证路面内部空间没有较大孔隙，在最后并用刮刀对整个路面进行抹平，保证路面平整，然后用一层保鲜膜覆盖住整个路面，避免其内部的水分流失，并将其养护28天。

42、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

43、本发明提供的一种用于分析实验室尺寸的石灰华透水路面性能的装置系统结构简单，设计合理，石灰华透水路面单元的尺寸较小，可以进行实验室范围的分析研究；而且降雨单元可以真实模拟降雨情况，便于准确分析石灰华透水路面单元的综合性能及透水性能，经过分析研究可得到满足工程需求的石灰华透水路面。