透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法

摘要

透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法，属于土木工程技术领域，所述的原位测试仪包括路面系统、基础管件、测量管件和供水系统；所述基础管件竖直的安装于路面系统内，测量管件的底端与基础管件的顶端配合连接；所述的供水系统包括出水管，出水管用于向测量管件内供水，出水管上设有阀门和流量计。所述的测试方法包括：向测量管件内供水，使水面达到溢流口并且保持没有水溢流的状态，经流量计得到渗流流量；渗流流量除以基础管件的过水断面面积即为渗流系数。本发明实现在道路上原位测量，可以在多年内监测透水路面上同一个点处的渗透系数变化，为透水路面的优化设计及养护方法和时机的选取提供依据。

权利要求

1.透水路面系统渗透系数原位测试仪，包括路面系统，所述路面系统从上到下依次包括透水路面、透水路基和压实原土，其特征是，还包括基础管件、测量管件和供水系统；所述基础管件竖直的安装于路面系统内，测量管件的底端与基础管件的顶端配合连接；所述的供水系统包括出水管，出水管用于向测量管件内供水，出水管上设有阀门和流量计；

所述测量管件侧壁的上部设置有溢流口；

所述测量管件的底端套置在基础管件顶端的外部，测量管件侧壁的内表面与基础管件侧壁的外表面紧密配合；

所述基础管件的外侧设置有与基础管件同轴线的接头管件，接头管件与基础管件之间设置有容纳测量管件的环形凹槽；进行测量时，测量管件插接在所述环形凹槽内，不进行测量时，将封堵管件插入环形凹槽将其封住。

2.根据权利要求1所述的透水路面系统渗透系数原位测试仪，其特征是，所述基础管件底端的端面位于压实原土的上方且与压实原土的上表面之间有缝隙。

3.根据权利要求1所述的透水路面系统渗透系数原位测试仪，其特征是，所述基础管件底端的端面与透水路面的下表面平齐。

4.根据权利要求2或3所述的透水路面系统渗透系数原位测试仪，其特征是，所述基础管件的顶端面与所述路面系统的上表面平齐，所述测量管件与基础管件之间的连接为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的透水路面系统渗透系数原位测试仪，其特征是，所述的供水系统还包括储水槽和水泵，水泵位于储水槽的内部；所述出水管一端与水泵相连通，另一端位于所述测量管件的上方。

6.利用权利要求1所述的透水路面系统渗透系数原位测试仪进行测试的测试方法，其特征是，向测量管件内供水，调整供水量，使水面达到溢流口并且保持没有水溢流的状态，此时流量计的读数为渗流流量；所述渗流流量除以基础管件的过水断面面积，得到路面系统的渗流系数；

所述渗流流量取流量计一段时间内读数的平均值。

说明书

透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土木工程技术领域，具体地说是一种透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法，用于长期原位监测透水路面渗透系数的变化。

背景技术

[0002] 透水路面也称为多孔路面，包括透水混凝土路面和透水沥青路面等，在粗集料骨架内部有大量的贯通性孔隙使得路面具有良好的透水性能，能够快速让大量的雨水渗入地下，从而有效减小或消除城市暴雨洪涝灾害。

[0003] 然而，由于降雨产生的地表径流中含有的大量悬浮颗粒(如泥砂、碎屑等)，这些矿物或有机细颗粒会随水流不断进入透水路面孔隙，造成孔隙堵塞，从而使透水混凝土渗透性能不断降低，导致透水路面难以发挥排水功能，最终演变成非透水路面，使用寿命缩短，增大了城市洪涝和冻融灾害发生的可能性。

[0004] 目前，测量水泥、混凝土等建筑材料的渗透系数时，都是通过测量芯样或者制作的试件来得到其渗透系数，然而这样只能得到建筑材料原始的渗透系数，随着路面的使用，在路面上同一点处的渗透系数随着颗粒堵塞、降雨及清扫等影响的变化无法得到，导致无法确定透水路面最好的养护方法和时机，在进行透水路面的优化设计时，也缺少可靠的依据。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种透水路面系统渗透系数原位测试仪及测试方法，该测试仪及测试方法可以对路面进行长期的原位测量，为透水路面的优化设计及养护方法和时机的选取提供依据。

[0006] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：透水路面系统渗透系数原位测试仪，包括路面系统，所述路面系统从上到下依次包括透水路面、透水路基和压实原土，还包括基础管件、测量管件和供水系统；所述基础管件竖直的安装于路面系统内，测量管件的底端与基础管件的顶端配合连接；所述的供水系统包括出水管，出水管用于向测量管件内供水，出水管上设有阀门和流量计。

[0007] 如果是为了测量透水路面和透水路基的串联系统的渗透系数，所述基础管件底端的端面位于压实原土的上方且与压实原土的上表面之间有缝隙。留有所述的缝隙是为了测量时渗入的水能够排走，缝隙的宽度一般取1～5cm。

[0008] 如果是为了单纯测量透水路面的渗透系数，所述基础管件底端的端面与透水路面的下表面平齐。

[0009] 进一步的技术方案为：所述基础管件的顶端面与所述路面系统的上表面平齐，所述测量管件与基础管件之间的连接为可拆卸连接。不进行测量时，测量管件可以拆掉，此时基础管件的顶端面与路面系统的上表面平齐，不影响路面系统的正常使用。

[0010] 进一步的技术方案为：测量管件侧壁的上部设置有溢流口。设置了溢流口，在进行测试的时候操作更加方便，提高结果的准确性。

[0011] 进一步的技术方案为：所述测量管件的底端套置在基础管件顶端的外部，测量管件侧壁的内表面与基础管件侧壁的外表面紧密配合。两者套置可以有效地避免测试时水从基础管件和测量管件配合处的缝隙流出，连接的方式可以为插接，也可以为螺纹连接。将测量管件套置在基础管件的外部，确保待测点过水断面面积一致，保证结果的准确性。

[0012] 进一步的技术方案为：所述基础管件的外侧设置有与基础管件同轴线的接头管件，接头管件与基础管件之间设置有容纳测量管件的环形凹槽；进行测量时，测量管件插接在所述环形凹槽内，不进行测量时，将封堵管件插入环形凹槽将其封住。设置接头管件，可以方便测量管件在使用时快速安装，不使用测量管件时，将其拆下并使用封堵管件将环形凹槽封住，一是保持路面的平整，不影响路面的使用；二是避免杂物进入环形凹槽。

[0013] 进一步的技术方案为：所述的供水系统还包括储水槽和水泵，水泵位于储水槽的内部；所述出水管一端与水泵相连通，另一端位于所述测量管件的上方。通过储水槽和水泵供水，便于随时随地安装和拆卸，成本低，移动和装拆都非常方便。

[0014] 本发明的基础管件可采用UPVC管、PVC管或者钢制管，内径一般选取100～300mm之间。

[0015] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案还包括：透水路面系统渗透系数原位测试仪的测试方法，通过出水管向测量管件内供水，通过阀门调整供水量，使水面达到溢流口并且保持没有水溢流的状态，此时流量计的读数为渗流流量；所述渗流流量除以基础管件的过水断面面积，得到路面系统的渗流系数。

[0016] 进一步的技术方案为：所述渗流流量取流量计一段时间内读数的平均值。取流量计一段时间内读数的平均值可以提高测试结果的可靠性，一般取5～10分钟的平均值。

[0017] 本发明的有益效果是：

[0018] 1、本发明测试仪的基础管件直接安装在路面系统内，不是传统的通过测量芯样或者制作的试样来获取渗透系数，可以在多年内监测透水路面上真正同一个点处的渗透系数随着颗粒堵塞、降雨及清扫等影响的变化；

[0019] 2、本发明的测试仪结构和维护都十分简单，测量管件在使用时可以快速地安装，在不使用时可以拆下，基础管件的顶端面与路面系统的上表面平齐，不影响路面系统的正常使用；

[0020] 3、由于本发明的基础管件位于路面系统的内部，测量管件在测量完成后可拆除，都不会受到风吹日晒等侵袭，使用寿命长；

[0021] 4、本发明的测试方法操作简单，结果准确可靠，为透水路面的优化设计及养护方法和时机的选取提供依据。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例一中路面系统、基础管件、测量管件及接头管件的结构示意图；

[0023] 图2为本发明实施例二中路面系统、基础管件、测量管件及接头管件的结构示意图；

[0024] 图3为本发明实施例中安装封堵管件后的结构示意图；

[0025] 图4为图3的俯视图；

[0026] 图5为本发明实施例的整体结构示意图。

[0027] 图中：1透水路面，2透水路基，3压实原土，4基础管件，5测量管件，6接头管件，7溢流口，8封堵管件，9水泵，10储水箱，11阀门，12流量计，13出水管。

具体实施方式

[0028] 下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

[0029] 实施例一：

[0030] 如图1、图5所示。透水路面系统渗透系数原位测试仪，包括路面系统，所述路面系统从上到下依次包括透水路面1、透水路基2和压实原土3，还包括基础管件4、测量管件5和供水系统；所述基础管件4竖直的安装于路面系统内，测量管件5的底端与基础管件4的顶端配合连接；所述的供水系统包括出水管13，出水管13用于向测量管件5内供水，出水管13上设有阀门11和流量计12。

[0031] 如图1，所述基础管件4底端的端面位于压实原土3的上方且与压实原土3的上表面之间有缝隙。留有所述的缝隙是为了测量时渗入的水能够排走，缝隙的宽度h为2cm。

[0032] 所述基础管件4的顶端面与所述路面系统的上表面平齐，所述测量管件5与基础管件4之间的连接为可拆卸连接。不进行测量时，测量管件5可以拆掉，此时基础管件4的顶端面与路面系统的上表面平齐，不影响路面系统的正常使用。

[0033] 测量管件5侧壁的上部设置有溢流口7。设置了溢流口7，在进行测试的时候操作更加方便，提高结果的准确性。

[0034] 所述测量管件5的底端套置在基础管件4顶端的外部，测量管件5侧壁的内表面与基础管件4侧壁的外表面紧密配合。两者套置可以有效地避免测试时水从基础管件4和测量管件5配合处的缝隙流出，连接的方式可以为插接，也可以为螺纹连接。将测量管件5套置在基础管件4的外部，确保待测点过水断面面积一致，保证结果的准确性。

[0035] 所述基础管件4的外侧设置有与基础管件4同轴线的接头管件6，接头管件6与基础管件4之间设置有容纳测量管件5的环形凹槽；进行测量时，测量管件5插接在所述环形凹槽内，如图3、图4所示，不进行测量时，将封堵管件8插入环形凹槽将其封住。设置接头管件6，可以方便测量管件5在使用时快速安装，不使用测量管件5时，将其拆下并使用封堵管件8将环形凹槽封住，一是保持路面的平整，不影响路面的使用；二是避免杂物进入环形凹槽。

[0036] 如图5，所述的供水系统还包括储水槽10和水泵9，水泵9位于储水槽10的内部；所述出水管13一端与水泵9相连通，另一端位于所述测量管件5的上方。通过储水槽10和水泵9供水，便于随时随地安装和拆卸，成本低，移动和装拆都非常方便。

[0037] 本发明的基础管件4可采用UPVC管、PVC管或者钢制管，其内径d为200mm。

[0038] 透水路面系统渗透系数原位测试仪的测试方法，包括以下步骤：

[0039] 步骤1)：安装基础管件：当基础管件4采用UPVC管或者PVC管时，将基础管件4与施工同步埋入路面系统，路面系统施工中使用什么材料(比如石子或者混凝土)，就在基础管件4里面放入相同的材料，也经过相应的压实工序。当基础管件4采用钢制管时，在路面系统施工结束后，将基础管件4打入路面系统。

[0040] 采用钢制管打入路面系统的好处是在施工完成后再安装，不影响路面施工。

[0041] 步骤2)：安装测量管件：将测量管件5安装在基础管件4的上方。测量管件5的内径与基础管件4的外径相等，测量管件5平时不安装在路面上，只有在需要测量时才安装上。

[0042] 步骤3)：获取渗流流量：通过出水管13向测量管件5内供水，通过阀门11调整供水量，使水面达到溢流口7并且保持没有水溢流的状态，此时流量计12的读数为渗流流量。为保证结果的准确性，渗流流量取流量计12十分钟内的平均值。

[0043] 步骤4)：获取渗流系数：所述渗流流量除以基础管件4的过水断面面积，得到路面系统的渗流系数。本实施例中，基础管件4的过水断面面积为π×(d/2)2。

[0044] 步骤5)：测量完成后，将测量管件5拆下，将封堵管件8插入环形凹槽，以备下次测量。

[0045] 本实施例用于测量透水路面1和透水路基2的串联系统的渗透系数。

[0046] 实施例二：

[0047] 如图2所示，本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：所述基础管件4底端的端面与透水路面1的下表面平齐。

[0048] 本实施例用于单纯测量透水路面1的渗透系数。

[0049] 上述实施例中，测试仪上均设置有溢流口7，若是不设置溢流口7，在进行测试时，需要通过阀门11调整供水的量，使水面恰好到达测量管件5的上端面，但又保持没有水溢出的状态，来获取渗流流量。该种方式由于测量管件5的上边缘可能存在多个出水点，不便于操作者的观察，可能会增大误差。

[0050] 上述实施例中，基础管件4、测量管件5、接头管件6和封堵管件8均采用圆管，但是本发明中上述管件的形状不限于圆管，采用截面为其他形状的管件时，测试仪的结构和测试方法的原理与上述实施例相同，基于圆管的截面没有棱角，便于配合和批量生产，因此圆管为优选的实施方式。

[0051] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

[0052] 除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。