[發明專利]一種激光式透水路面滲透系數測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202110483361.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113203671A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 褚龍佳;王若宇;朱佰賀;潘先榜
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種激光式透水路面滲透系數測試裝置及方法，裝置包括控制器、激光儀、滲水管和水箱，激光儀連接控制器的輸入端，進行數據采集，并設置控制器開關，激光儀設置在滲水管內部，滲水管的頂部設置支架，激光儀通過懸掛桿與支架連接，滲水管頂端開口，用于放置支架，滲水管底部與帶閥門底托連接，滲水管底部與帶閥門底托連接處設置有密封圈；帶閥門底托的下方設置可調支撐結構和集水裝置，帶閥門底托上設置水平儀，帶閥門底托上設置閥門；能夠高效準確的獲得水位高度的變化，提升實驗效率；方便提供不同的初始水頭高度，同時可評估高滲透率路面材料的滲透能力。

技術領域

本發明屬于道路工程監測領域，具體涉及一種激光式透水路面滲透系數測試裝置及方法。

背景技術

透水路面因其獨特的功能優勢已在世界范圍內使用多年，包括提高雨天狀態下的路面抗滑性，保證潮濕天氣下的行車安全、降低交通噪音、減少徑流量和補充地下水等。在透水路面的設計中，在預期的設計壽命內能夠保持高水平的滲透性是透水路面的一個重要要求，因此需要一種方便的方法來測量透水路面材料的滲透性，以評估透水路面在排放地表徑流方面的功能特性。目前，透水路面排水性能的測試設備通常以給定體積的排水時間作為評估和比較的基礎，不能用來確定實際排水能力和材料的流動特性。同時，該試驗方法大多需要人為觀察儀器內的水位變化，存在一定的讀數誤差。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種能夠準確監測水位動態變化的透水路面材料滲透系數測試裝置，基于透水路面滲透性能測試，但本裝置對其他路面材料的滲透性能測試同樣適用，為獲得透水路面材料的表面滲透特性提供了一種更為方便的測量工具，無需目測水位變化，對于新建路面及現役路面的表面滲透性能評估具有重要意義。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種激光式透水路面滲透系數測試裝置，包括控制器、激光儀、滲水管和水箱；激光儀連接控制器的輸入端，進行數據采集，激光儀設置在滲水管內部，滲水管的頂部設置支架，激光儀通過懸掛桿與支架連接，滲水管頂端開口，用于放置支架，滲水管底部與帶閥門底托連接，滲水管底部與帶閥門底托連接處設置有密封圈；帶閥門底托的下方設置可調支撐結構和集水裝置，帶閥門底托上設置水平儀，帶閥門底托上設置閥門。

滲水管采用圓柱形管，滲水管與帶閥門底托通過螺紋連接。

控制器的輸出端連接電腦的輸入端。

帶閥門底托上設置有水平擋板作為閥門，水平擋板與底托鉸接。

支架采用十字形平面支架，支架的中心設置有鎖緊螺栓，懸掛桿與支架螺紋連接，懸掛桿采用可伸縮桿。

帶閥門底托的下方設置水箱同時作為集水裝置和可調支撐結構，水箱的底部設置可調腳。

一種測定透水混合料滲透系數的方法，基于本發明所述裝置，包括以下步驟：

步驟1，調節水箱四角的可調腳使裝置水平；

步驟2，將測試試件放置于帶閥門底托上，再將泡沫鋁板置于測試試件頂端，將滲水管對準帶閥門底托螺紋，旋轉滲透管使得二者固定，并關閉閥門；

步驟3，對測試試件的上表面邊緣進行密封；

步驟4，按所需實驗測試高度懸掛桿的高度，通過控制器開關打開控制器，連接電腦，設置激光儀讀數的時間間隔Δt，通過向滲水管內加水，到達設計的水頭高度時，停止加水，打開閥門，開始記錄時間t和對應的位移值h；

步驟5，通過采集的位移-時間數據計算不同水力梯度下的水流速度，并根據修正達西定律v＝k*iⁿ可以求得路面材料的滲透系數。

測試試件根據設計制備或通過路面鉆芯對現役路面進行取樣獲得。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：