CN209280523U - 一种模拟透水路面结构层渗透测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，包括四个依次连接的卡固容器，通过在卡固容器内设置相应的马歇尔试件来模拟实际的透水路面结构；第一卡固容器的顶部设置有模拟降雨情况的喷淋装置；每层的卡固容器的顶部和底部分别设置有红外探测器和计时器，红外探测器和计时器连接至控制器，使得控制器可以根据卡固容器的高度计算得到雨水在每层的渗透速率；最底层的第四卡固容器管道连通取样瓶，取样瓶能够完整收集经整个透水路面结构渗流的水体，从而准确反映经透水路面结构层的渗流的水质情况；本实用新型可以真实的模拟降雨环境，能够准确真实的反映整个透水路面结构的渗透功能，测定渗透速率，对透水路面结构的研究具有重要的意义。

Description

一种模拟透水路面结构层渗透测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种透水路面功能检测设备，具体涉及一种模拟透水路面结构层渗透测试装置。

背景技术

透水路面是采用透水沥青混合料、透水水泥混凝土、透水路面砖等多孔材料铺筑面层，具有连通空隙的一种新型路面形式。透水路面以其显著的排水、降噪效果，优异的抗滑、安全性能以及良好的生态效益而具有很好的应用前景。对于透水路面，为了增加雨水渗透量，降低径流和洪峰流量，回灌地下水及通过过滤、渗透等机制去除雨水污染物质，需要评价和检验透水路面的雨水入渗及水质净化功能。因此需要采用相应的测试设备对透水路面的渗透功能和渗流水体的能力进行测定。

透水路面的渗透功能主要用渗透系数来反映测定，当前透水路面不同面层材料渗水系数的测定有所不同，其中透水沥青混合料和透水路面砖渗水系数的测定按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中规定的T0730-2011方法进行测定，测定时，要求通过涂抹密封材料使测试装置同被测试件的接触表面密封，对于普通的密级配沥青混合料，试件表面相对比较平滑，通过涂抹密封材料一般能够保证试件表面与测试装置接触处密封不渗水。而对于构造深度大的多孔沥青混合料以及多层路面结构，被测试件表面粗糙，在测试装置与试件表面接触处采用涂抹密封材料的方法往往不能够满足该试验对于密封性要求，即在测试过程中，极易出现接触处渗水的问题，造成测试结果不能够真实的反应材料的渗水能力。并且该试验不能够对经透水路面结构层渗流水体的能力进行测定。目前透水水泥混凝土渗水系数的测定主要是按照《透水水泥混凝土路面技术规程》(CJJ/T135-2009)中规定的附录A方法进行测定，测定时，要求使透水圆筒保持一定的水位，待溢流水槽的溢流口和透水圆筒的溢流口的流水量稳定后，用量筒从出水口接水，记录5min流出的水量，该测试过程不能完整收集经透水路面结构渗流的水体，从而无法准确反映渗透速率及经透水路面渗透的水质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种误差小，操作方便且能准确测定透水路面的渗透速率和经结构层渗流水体的测定装置，现有各透水路面功能检测装置存在的缺陷或不足。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，包括：由上而下依次连接的第一卡固容器，第二卡固容器，第三卡固容器和第四卡固容器；每个卡固容器内均安装有马歇尔试件，其中第一卡固容器内安装有透水路面上面层试件，第二卡固容器内安装有透水路面下面层试件，第三卡固容器内安装有透水路面基层试件，第四卡固容器内安装有透水路面级配碎石层试件；

所述第一卡固容器的顶部设置有喷淋装置，喷淋装置上设置有调速器，调速器调节喷淋装置的出水量；

每个卡固容器的顶部和底部均设置有红外探测器和计时器，且每个红外探测器和计时器均连接至控制器，控制器对流经每个卡固容器内马歇尔试件的渗水时间进行显示；

所述第四卡固容器的底部设置有取样瓶，取样瓶与第四卡固容纳器之间通过管道连通，且管道上设置有第二阀门。

进一步的，所述喷淋装置的输入端设置有贮水容器，贮水容器内设置有搅拌器；贮水容器与喷淋装置之间通过管道连通，且管道上设置有第一阀门。

进一步的，所述卡固容器采用合页式设置，卡固容器包括两个纵向设置的容器壁，容器壁的横截面为半圆形，两个容器壁的一侧通过合页铰连接，另一侧设置有卡扣，通过卡扣将两个容器壁连接为一个完整的空心圆柱形容器；每个卡固容器的底部均向内凹陷设置形成凸台，相邻的两个卡固容器连接时，上层卡固容器的凸台卡入下层卡固容器的内腔，实现两个卡固容器的连接。

进一步的，所述第四卡固容器与取样瓶之间的连通管道采用漏斗形设置，管道的输入端为漏斗形，输出端折弯设置，输出端伸入取样瓶内，完成取样。

进一步的，相邻的两个卡固容器的连接处设置有密封圈；喷淋装置与第一卡固容器的连接处设置有密封圈。

进一步的，所述密封圈为橡胶密封圈。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，四个卡固容器依次连接，卡固容器的最上层设置有透水路面上面层试件，第二层设置有透水路面下面层试件，第三层设置有透水路面基层试件，第四层设置有透水路面级配碎石层试件，通过这样的设置模拟实际的透水路面结构；在第一卡固容器的顶部设置的喷淋装置，喷淋装置上设置有调速器，调节调速器，可以调节喷淋装置的出水量，来模拟真实的降雨情况；每层的卡固容器的顶部和底部分别设置有红外探测器和计时器，且红外探测器和计时器连接至控制器，这样从喷淋装置中流出的水在经过每一层时都会被红外探测器所感知并反馈给控制器，控制器启动计时器进行计时，同样地，当水从每一层的底部流出时，也会被相应的红外探测器所感知，此时控制器记录下底部计时器的计数时间，通过对两个计时器的计时时间进行作差计算，便可以得到水经过该层的总时间，根据卡固容器的高度，便可以计算得到水在该层的渗透速率；设置在最底层的第四卡固容器管道连通取样瓶，通过取样瓶能够完整收集经整个透水路面结构层渗流的水体，通过对收集水进行检测分析，可以准确反映经透水路面结构层的渗流的水质情况；管道上设置的第二阀门可以根据取样瓶内的雨水收集量进行调节；本实用新型可以真实的模拟雨天降水情况，能够准确真实的反映整个透水路面结构的渗透功能，测定渗透速率，对透水路面结构的研究具有重要的意义。

进一步的，所设置的贮水容器可以收集雨水，设置在贮水容器内的搅拌器可以充分的搅拌所收集的雨水，使得雨水始终处于均匀状态；所设置的第一阀门关闭时，贮水容器可以收集雨水，第一阀门打开时，贮水容器内收集的雨水可以通过喷淋装置进入到透水路面的各层内，完成对降雨过程的模拟。

进一步的，卡固容器采用合页式设置，可以方便马歇尔试件的安装和取出；卡固容器的两个半圆形的容器壁可以围绕合页转动，再通过另一侧的卡扣可以实现将两个半圆形的容器壁连接为一个完整的空心圆柱形容器；每个卡固容器的底部向容器的内腔凹陷设置形成凸台，这样当两个卡固容器连接时，通过将上层容器的底部凸台卡入下层容器内，便可以实现将两个卡固容器连接为一体，结构简单，使用方便，非常方便拆卸和安装。

进一步的，在位于最底层的第四卡固容器的底部设置一个漏斗形的管道，漏斗形管道可以最大限度地将透水路面的渗出水排出，渗出水的及时排出不会对各个透水层的透水速率产生影响；取样瓶收集渗出水，可以进行集中研究处理；管道采用折弯设置，减少过流断面面积，增加流体阻力，降低管道承受内压力的能力，延长管道使用寿命。

进一步的，密封圈可以保证卡固容器与被测试件的接触表面密封不渗水，从而保证测定的渗透速率的准确性和收集的水样是完整性。

附图说明

图1是本实用新型的模拟透水路面结构层渗透测试装置整体示意图；

图2是本实用新型的模拟透水路面结构层渗透测试装置卡固被测试件的容器示意图；

图中：1-搅拌器，2-贮水容器，3-第一阀门，4-调速器，5-喷淋装置，6-第一卡固容器，7-第二卡固容器，8-第三卡固容器，9-第四卡固容器，10-控制器，11-红外探测器，12-计时器，13-漏斗，14-取样瓶，15-第二阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实用新型一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，包括由上而下依次连接的第一卡固容器6，第二卡固容器7，第三卡固容器8和第四卡固容器9；每个卡固容器内均安装有马歇尔试件，其中第一卡固容器6内安装有透水路面上面层试件，第二卡固容器7内安装有透水路面下面层试件，第三卡固容器8内安装有透水路面基层试件，第四卡固容器9内安装有透水路面级配碎石层试件；通过在这样的设置模拟实际的透水路面结构；

每个卡固容器的顶部和底部均分别设置有红外探测器11和计时器12，且每个红外探测器11和计时器12均连接至控制器10，控制器10对每个卡固容器内的马歇尔试件的渗水时间进行显示；这样从喷淋装置中流出的雨水在经过每一层时都会被红外探测器11所感知并反馈给控制器10，控制器10启动计时器12进行计时；同样地，当雨水从每一层的底部流出时，也会被相应的红外探测器11所感知，此时控制器10记录下底部计时器12的计数时间，通过对两个计时器的计时时间进行作差计算，便可以得到雨水经过该层的总时间，根据卡固容器的高度，便可以计算得到雨水在该层的渗透速率；

在本实用新型的某一实施例中，控制器10内设置有单片机，单片机记录渗水流经每层的时间，并通过每层的高度自动计算每层的渗水速率。

所述第一卡固容器6的顶部设置有喷淋装置5，喷淋装置5上设置有调速器4，调速器4调节喷淋装置的出水量；喷淋装置5的输入端设置有贮水容器2，贮水容器2内设置有搅拌器1；贮水容器2与喷淋装置5之间通过管道连通，且管道上设置有第一阀门3；所设置的贮水容器2可以收集雨水，设置在贮水容器2内的搅拌器1可以充分的搅拌所收集的雨水，使得雨水始终处于均匀状态；当第一阀门3关闭时，贮水容器2可以收集雨水，第一阀门3打开时，贮水容器2内收集的雨水可以通过喷淋装置5进入到透水路面的各层内，完成对降雨过程的模拟。

第四卡固容器9的底部设置有取样瓶14，取样瓶14与第四卡固容纳器之间通过漏斗形管道连通，具体地，管道的输入端为漏斗形，输出端折弯设置，输出端伸入取样瓶14内，完成取样，且漏斗形管道上设置有第二阀门15；取样瓶14能够完整收集经整个透水路面结构渗流的雨水，通过对收集的雨水进行检测分析，可以准确反映经透水路面结构层的渗流的水质情况；管道上设置的第二阀门可以根据取样瓶内的雨水收集量进行调节；

在本实用新型的优选实时例中，卡固容器采用合页式设置，具体地，卡固容器包括两个纵向设置的容器壁，容器壁的横截面为半圆形，两个容器壁的一侧通过合页铰连接，另一侧设置有卡扣结构，通过卡扣结构将两个容器壁连接为一个完整的空心圆柱形容器；每个卡固容器的底部均向内凹陷设置形成凸台，凸台的外径与卡固容器的内径相当，当相邻的两个卡固容器连接时，上层卡固容器的凸台卡入下层卡固容器的内腔，实现两个卡固容器的连接。

在本实用新型中，采用马歇尔击实仪成型透水路面上面层，直径为101.6mm，高度40mm和透水路面下面层，直径为101.6mm，高度60mm；采用重型击实仪成型透水路面基层和透水路面级配碎石层，其中，透水路面基层的直径为101.6mm，高度360mm；透水路面级配碎石层的直径为101.6mm，高度300mm；试件成型后不脱模横向放置冷却至常温；将上述透水路面上面层马歇尔试件卡固在第一卡固容器6中，将透水路面下面层马歇尔试件卡固在第二卡固容器7中，将透水路面基层重型击实试件卡固在第三卡固容器8中，将透水路面级配碎石层重型击实试件卡固在第四卡固容器9中，各卡固容器侧壁均用橡胶圈密封，橡胶圈可以保证卡固容器与被测试件的接触表面密封不渗水，从而保证测定的渗透速率的准确性和收集的水样是完整性。

本实用新型的使用方法具体为：安装喷淋装置5，该装置5具有调速器4，侧壁采用橡胶圈密封。关闭阀门3，在贮水容器2中加入收集的雨水，启动旋转搅拌装置1搅拌使雨水始终处于均匀状态。打开第一卡固容器6、第二卡固容器7、第三卡固容器8、透水路面卡固容器9侧壁上的红外探测器11和计时器12。打开阀门3，采用调速器4调节喷淋装置5的出水量大小以模拟真实降雨情况。控制器10可以显示水流过透水路面上面层、透水路面下面层、透水路面基层、透水路面级配碎石层以及整个路面结构的渗透速率。打开阀门15，采用取样瓶14可以收集经透水路面结构层渗流的水样，该水样可用于检测经透水路面结构层的渗流的水质情况。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，但本领域的技术人员应当了解到以下内容：技术人员依然可以对前述所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，以使得本实用新型能够合理的运用到实际工程中；同时技术人员所做的修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，包括：由上而下依次连接的第一卡固容器(6)，第二卡固容器(7)，第三卡固容器(8)和第四卡固容器(9)；每个卡固容器内均安装有马歇尔试件，其中第一卡固容器(6)内安装有透水路面上面层试件，第二卡固容器(7)内安装有透水路面下面层试件，第三卡固容器(8)内安装有透水路面基层试件，第四卡固容器(9)内安装有透水路面级配碎石层试件；

所述第一卡固容器(6)的顶部设置有喷淋装置(5)，喷淋装置(5)上设置有调速器(4)，调速器(4)调节喷淋装置的出水量；

每个卡固容器的顶部和底部均设置有红外探测器(11)和计时器(12)，且每个红外探测器(11)和计时器(12)均连接至控制器(10)，控制器(10)对流经每个卡固容器内马歇尔试件的渗水时间进行显示；

所述第四卡固容器(9)的底部设置有取样瓶(14)，取样瓶(14)与第四卡固容纳器之间通过管道连通，且管道上设置有第二阀门(15)。

2.如权利要求1所述的一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，所述喷淋装置(5)的输入端设置有贮水容器(2)，贮水容器(2)内设置有搅拌器(1)；贮水容器(2)与喷淋装置(5)之间通过管道连通，且管道上设置有第一阀门(3)。

3.如权利要求1所述的一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，所述卡固容器采用合页式设置；卡固容器包括两个纵向设置的容器壁，容器壁的横截面为半圆形，两个容器壁的一侧通过合页铰连接，另一侧设置有卡扣，通过卡扣将两个容器壁连接为一个完整的空心圆柱形容器；每个卡固容器的底部均向内凹陷设置形成凸台，相邻的两个卡固容器连接时，上层卡固容器的凸台卡入下层卡固容器的内腔，实现两个卡固容器的连接。

4.如权利要求1所述的一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，所述第四卡固容器(9)与取样瓶(14)之间的连通管道采用漏斗形设置，管道的输入端为漏斗形，输出端折弯设置，输出端伸入取样瓶(14)内，完成取样。

5.如权利要求1所述的一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，相邻的两个卡固容器的连接处设置有密封圈；喷淋装置(5)与第一卡固容器(6)的连接处设置有密封圈。

6.如权利要求5所述的一种模拟透水路面结构层渗透测试装置，其特征在于，所述密封圈为橡胶密封圈。