透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置與方法，以模擬堵塞過程，為研究其機(jī)理提供基礎(chǔ)。它包括一個(gè)套筒，套筒上部設(shè)有進(jìn)水口和溢水口，下部與排水管連接；在套筒內(nèi)設(shè)有透水性混凝土試件，透水性混凝土試件上部的套筒內(nèi)設(shè)有模擬下雨時(shí)透水性混凝土路面上水的流動(dòng)的模擬裝置；在透水性混凝土上端和下端設(shè)有電阻率檢測裝置；同時(shí)透水性混凝土試件上下側(cè)的套筒上設(shè)有壓力表；所述排水管上設(shè)有流量檢測裝置。
【專利說明】透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及ー種透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置與方法，屬于交通運(yùn)輸領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】:
[0002]降雨產(chǎn)生的地面徑流由于無法滲入地下而形成的市區(qū)內(nèi)澇積水災(zāi)害。因此，如何能使降雨不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生地表徑流成為國內(nèi)外城市，尤其是大都市十分關(guān)注的問題。透水型路面是ー種新興的高滲透性路面結(jié)構(gòu)，近幾年我國許多城市已經(jīng)開始引進(jìn)這種新技術(shù)，這對(duì)于解決大都市的市內(nèi)排水不暢問題起到巨大的作用。透水性路面的貫通性孔隙具有吸音、降噪的功能，除此之外，透水性路面還具有良好的生態(tài)功能，可以有效減緩城市熱島效應(yīng)。但是透水型路面也有缺陷，由于孔隙較大，透水路面常常會(huì)被道路環(huán)境的砂土、灰塵和異物所堵塞，從而難以發(fā)揮透水型路面的功能，使其演變成非透水路面，造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。傳統(tǒng)的透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)裝置只是通過對(duì)路面材料滲透系數(shù)進(jìn)行測定，研究其堵塞情況，無法對(duì)堵塞的全過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為此，發(fā)明了ー種新型的透水性混凝土孔隙堵塞模擬裝置，通過對(duì)透水性混凝土試件滲透系數(shù)以及飽水試件電阻率的變化對(duì)堵塞過程進(jìn)行全過程模擬，為研究透水性混凝土路面堵塞機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的就是為解決上述問題，提供ー種透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置與方法，以模擬堵塞過程，為研究其機(jī)理提供基礎(chǔ)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]ー種透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，它包括ー個(gè)套筒，套筒上部設(shè)有進(jìn)水ロ和溢水ロ，下部與排水管連接；在套筒內(nèi)設(shè)有透水性混凝土試件，透水性混凝土試件上部的套筒內(nèi)設(shè)有模擬下雨時(shí)透水性混凝土路面上水的流動(dòng)的模擬裝置；在透水性混凝土上端和下端設(shè)有電阻率檢測裝置；同時(shí)透水性混凝土試件上下側(cè)的套筒上設(shè)有壓力表；所述排水管上設(shè)有流量檢測裝置。
[0006]所述透水性混凝土試件外部包裹橡膠套并通過內(nèi)套筒與套筒安裝在一起。
[0007]所述電阻率檢測裝置包括透水性混凝土試件上下端的鐵絲網(wǎng)，兩鐵絲網(wǎng)與電源和萬用表連接。
[0008]所述模擬裝置為與電機(jī)連接的轉(zhuǎn)速可調(diào)的螺旋槳。
[0009]所述溢水ロ有三個(gè)用以控制水頭的高低。
[0010]采用透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置的試驗(yàn)方法，具體過程為:
[0011](I)計(jì)算透水性混凝土試件孔隙率；
[0012](2)測定透水性混凝土試件滲透系數(shù)；
[0013](3)砂顆粒堵塞試驗(yàn)
[0014]3-1)在滲透系數(shù)測定后，保持進(jìn)水流量不變，取稱量好的一定質(zhì)量烘干后的砂ms，均勻的倒于透水性混凝土試件上表面；
[0015]3-2)觀察在線紀(jì)錄的排水管的流量，會(huì)發(fā)現(xiàn)出水管的流量會(huì)由于砂堵塞試件聯(lián)通孔隙而降低，待流量Q1穩(wěn)定后，利用達(dá)西定律求堵塞后的透水混凝土試件的滲透系數(shù)h ；
[0016]3-3)關(guān)掉電機(jī)和檢測儀器，收集透水性混凝土試件上表面未進(jìn)入孔隙的砂，以及沉淀于裝置底座內(nèi)的砂即隨水流通過試件孔隙的砂，分別烘干稱重得到msl和ms2，求出堵塞于試件孔隙內(nèi)的砂質(zhì)量m。；
[0017](4)試件堵塞過程中電阻率變化試驗(yàn)
[0018]在試驗(yàn)(3)開始時(shí)，測量透水性混凝土試件的電阻率入；
[0019]在加入砂后，觀察透水性混凝土試件的電阻率會(huì)發(fā)現(xiàn)由于砂堵塞試件聯(lián)通孔隙而使電阻率增大；
[0020]僅改變下面試驗(yàn)參數(shù)中的某ー個(gè)，研究相應(yīng)參數(shù)對(duì)透水混凝土試件的抗堵塞能力的影響。這些參數(shù)包括:試件孔隙率、砂粒粒徑與級(jí)配、試件上表面橫向水流流速和試件上表面自由水面高度；
[0021]通過上述實(shí)驗(yàn)，得到透水性混凝土試件在堵塞全過程中滲透系數(shù)的變化，電阻率的變化以及堵塞在試件內(nèi)的砂的級(jí)配曲線這3個(gè)指標(biāo)，通過分析這3個(gè)指標(biāo)的變化，研究透水性混凝土路面的堵塞規(guī)律。
[0022]所述步驟(I)中，采用量體積法測定透水性混凝土試件孔隙率，用游標(biāo)卡尺量取試件的直徑和高度，按照式(I)計(jì)算孔隙率:
【權(quán)利要求】
1.ー種透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征是，它包括ー個(gè)套筒，套筒上部設(shè)有進(jìn)水口和溢水ロ，下部與排水管連接；在套筒內(nèi)設(shè)有透水性混凝土試件，透水性混凝土試件上部的套筒內(nèi)設(shè)有模擬下雨時(shí)透水性混凝土路面上水的流動(dòng)的模擬裝置；在透水性混凝土上端和下端設(shè)有電阻率檢測裝置；同時(shí)透水性混凝土試件上下側(cè)的套筒上設(shè)有壓力表；所述排水管上設(shè)有流量檢測裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征是，所述透水性混凝土試件外部包裹橡膠套并通過內(nèi)套筒與套筒安裝在一起。
3.如權(quán)利要求1所述的透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征是，所述電阻率檢測裝置包括透水性混凝土試件上下端的鐵絲網(wǎng)，兩鐵絲網(wǎng)與電源和萬用表連接。
4.如權(quán)利要求1所述的透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征是，所述模擬裝置為與電機(jī)連接的轉(zhuǎn)速可調(diào)的螺旋槳。
5.如權(quán)利要求1所述的透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置，其特征是，所述溢水ロ有三個(gè)用以控制水頭的高低。
6.采用如權(quán)利要求1-5所述的任一透水性混凝土路面堵塞試驗(yàn)?zāi)M裝置的試驗(yàn)方法，其特征是，具體過程為: (1)計(jì)算透水性混凝土試件孔隙率； (2)測定透水性混凝土試件滲透系數(shù)； (3)砂顆粒堵塞試驗(yàn) 3-1)在滲透系數(shù)測定后，保持進(jìn)水流量不變，取稱量好的一定質(zhì)量烘干后的砂ms，均勻的倒于透水性混凝土試件上 表面； 3-2)觀察在線紀(jì)錄的排水管的流量，會(huì)發(fā)現(xiàn)出水管的流量會(huì)由于砂堵塞試件聯(lián)通孔隙而降低，待流量Q1穩(wěn)定后，利用達(dá)西定律求堵塞后的透水混凝土試件的滲透系數(shù)h ； 3-3)關(guān)掉電機(jī)和檢測儀器，收集透水性混凝土試件上表面未進(jìn)入孔隙的砂，以及沉淀于裝置底座內(nèi)的砂即隨水流通過試件孔隙的砂，分別烘干稱重得到msl和ms2，求出堵塞于試件孔隙內(nèi)的砂質(zhì)量m。； (4)試件堵塞過程中電阻率變化試驗(yàn) 在試驗(yàn)(3)開始時(shí)，測量透水性混凝土試件的電阻率入； 在加入砂后，觀察透水性混凝土試件的電阻率會(huì)發(fā)現(xiàn)由于砂堵塞試件聯(lián)通孔隙而使電阻率增大； 僅改變下面試驗(yàn)參數(shù)中的某ー個(gè)，研究相應(yīng)參數(shù)對(duì)透水混凝土試件的抗堵塞能力的影響。這些參數(shù)包括:試件孔隙率、砂粒粒徑與級(jí)配、試件上表面橫向水流流速和試件上表面自由水面高度； 通過上述實(shí)驗(yàn)，得到透水性混凝土試件在堵塞全過程中滲透系數(shù)的變化，電阻率的變化以及堵塞在試件內(nèi)的砂的級(jí)配曲線這3個(gè)指標(biāo)，通過分析這3個(gè)指標(biāo)的變化，研究透水性混凝土路面的堵塞規(guī)律。
7.如權(quán)利要求6所述的試驗(yàn)方法，其特征是，所述步驟(I)中，采用量體積法測定透水性混凝土試件孔隙率，用游標(biāo)卡尺量取試件的直徑和高度，按照式(I)計(jì)算孔隙率:式中:?—透水性混凝土試件孔隙率，%; Hi1——透水性混凝土試件浸水24小時(shí)后在水中測得的質(zhì)量，g ； m2——透水性混凝土試件從水中取出后在的60°C烘箱內(nèi)烘24小時(shí)后的質(zhì)量，g ； V——體積法測出的透水性混凝土試件體積，cm3 ； P w-水的密度，g/cm3。
8.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)方法，其特征是，所述步驟(2)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過讀取滲流排水管上流量，取曲線平穩(wěn)時(shí)的Q值；根據(jù)壓力表讀取的在線紀(jì)錄的透水性混凝土試件上表面及下表面的壓力，由式(2)確定水力坡度J:
9.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)方法，其特征是，所述步驟(4)中，電阻率確定過程為: 給透水性混凝土試件上下兩側(cè)通交流電壓U，，利用該萬用表測得通過試件的電流1，最終利用式(4)求得試件電阻RR=U/I (4) 在求得電阻R后利用電阻率計(jì)算公式(5)求得試件的電阻率入 入=RA/1 (5)。
10.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)方法，其特征是，所述步驟3-3)中，堵塞于試件孔隙內(nèi)的砂質(zhì)量m。通過式(6)得到: mc=ms-msl-ms2 (b； 式中:ms—實(shí)驗(yàn)室所加砂的質(zhì)量； msl—未進(jìn)入孔隙的砂的烘干質(zhì)量； ms2—沉淀于裝置底座內(nèi)的砂的烘干質(zhì)量。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK103439236SQ201310390322
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】崔新壯, 張炯, 高智珺, 張娜, 周亞旭, 隋偉, 湯濰澤 申請(qǐng)人:山東大學(xué)