[發(fā)明專利]基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113324887B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙永利;王金鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李想

本發(fā)明涉及基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置及方法；屬于試驗測試設(shè)備。基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置，該裝置包括內(nèi)部進水系統(tǒng)、外部排水系統(tǒng)；所述的內(nèi)部進水系統(tǒng)布置在外部排水系統(tǒng)內(nèi)，多孔道路材料試件包裹于不透水材料中并置于內(nèi)部進水系統(tǒng)內(nèi)。本發(fā)明提供的一種基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置及方法，能很好地模擬多孔道路材料試件在真實降雨條件下的透水情況，對其透水效果進行準確測試。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多孔道路材料透水性能的室內(nèi)測試專用儀器及其測試方法；屬于試驗測試設(shè)備。

背景技術(shù)

作為質(zhì)量驗收的標準、工后的排水性能追蹤以及養(yǎng)護時機確定的依據(jù)，透水系數(shù)常被用來評價排水路面的排水能力。但目前國際上尚無統(tǒng)一的排水路面透水系數(shù)測試方法，我國室內(nèi)透水試驗則大多采用《透水混凝土路面技術(shù)規(guī)程》(DB11/T 775 2010)中推薦的常水頭測試方法，雖能對多孔道路材料的透水性能進行簡易測試，但仍無法評估道路材料在真實降雨條件下的透水性能。

現(xiàn)行規(guī)范中推薦的水頭高度均為經(jīng)驗值，未能考慮項目所在地的設(shè)計降雨強度和所用材料的設(shè)計空隙率，往往會造成透水人行道透水性能設(shè)計標準偏高或偏低。若設(shè)計標準偏低，則透水人行道的透水性能達不到實際透水需求，造成人行道表面產(chǎn)生徑流；若設(shè)計標準偏高，則對透水材料的性能要求進一步提高，透水人行道的建造成本增加，經(jīng)濟效益大大降低。

透水系數(shù)是衡量多孔介質(zhì)在自身空隙輸送液體的能力，不僅與材料的空隙率有關(guān)，更與空隙的直徑和連通度有關(guān)。室內(nèi)滲水試驗對于透水系數(shù)的計算原理是達西定律，但達西定律有一定的適用范圍，即液體的流動狀態(tài)為層流。

但在現(xiàn)階段15cm的水頭高度下，水在透水混凝土內(nèi)部并不處于層流狀態(tài)，不可使用達西定律計算透水系數(shù)，故需對試驗水頭高度進行修正。此外，現(xiàn)行測試裝置的進水速度較大，需要進一步降低其對試驗結(jié)果的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的缺失，提供了一種基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置及方法，通過將雨滴對路面的不連續(xù)能量沖擊轉(zhuǎn)化為常水頭作用于多孔道路材料，研發(fā)的溢流式常水頭透水系數(shù)測試裝置解決了進口速度和出水口雍水對測試結(jié)果的不利影響，實現(xiàn)了對水頭高度的精確控制，可以很好地模擬多孔道路材料試件在真實降雨情況的透水效果，對其透水系數(shù)進行準確測試。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置，該裝置包括內(nèi)部進水系統(tǒng)、外部排水系統(tǒng)；所述的內(nèi)部進水系統(tǒng)布置在外部排水系統(tǒng)內(nèi)，多孔道路材料試件包裹于不透水材料中并置于內(nèi)部進水系統(tǒng)內(nèi)；

所述的內(nèi)部進水系統(tǒng)包括內(nèi)一環(huán)，內(nèi)二環(huán)，內(nèi)三環(huán)，進水口，進水管，排水管、水泵；所述內(nèi)一環(huán)外側(cè)套置內(nèi)二環(huán)，內(nèi)二環(huán)外側(cè)套置內(nèi)三環(huán)；所述的內(nèi)一環(huán)的頂端與底端均為開口狀；內(nèi)二環(huán)頂端為開口狀、底端為封閉端，內(nèi)二環(huán)的封閉端設(shè)有進水口，進水口與進水管相連通；內(nèi)三環(huán)頂端為開口狀、底端為封閉端，排水管的一端從內(nèi)三環(huán)頂端延伸至內(nèi)三環(huán)內(nèi)，排水管的另一端與水泵相連通；內(nèi)一環(huán)、內(nèi)二環(huán)及內(nèi)三環(huán)圓心保持一致；

所述的外部排水系統(tǒng)包括外一環(huán)、外二環(huán)、出水管和墊片；所述的外一環(huán)的底端為封閉端、上端為開口端；外二環(huán)套置在外一環(huán)的外側(cè)，外二環(huán)的底端為封閉端、上端為開口端，外二環(huán)的外側(cè)壁設(shè)有出水管；所述的外一環(huán)的底端設(shè)有墊片，內(nèi)一環(huán)置于墊片上，內(nèi)一環(huán)通過墊片與外一環(huán)的底端形成空隙。

本發(fā)明所述的基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置，所述內(nèi)二環(huán)的頂端高度高于內(nèi)一環(huán)及內(nèi)三環(huán)的頂端高度；所述內(nèi)二環(huán)的底端與內(nèi)三環(huán)的底端齊平，內(nèi)二環(huán)的底端與內(nèi)三環(huán)的底端均位于內(nèi)一環(huán)的1/3高度處。

本發(fā)明所述的基于實際降雨水頭高度的常水頭透水系數(shù)測試裝置，所述內(nèi)二環(huán)的頂端高度高于內(nèi)一環(huán)頂端上邊緣1～1.5cm；內(nèi)二環(huán)的頂端高度高于內(nèi)三環(huán)頂端上邊緣0.5～1.0cm。