CN108226011A - 一种透水路面净水效能室内模拟试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透水路面净水效能室内模拟试验系统，包括支架、试验箱、渗流收集模块、实时监测模块、渗流采集模块和光热模拟装置。采用该模拟试验系统能够在室内模拟透水路面在实际使用时经历路面径流下渗、路面结构短时蓄水、路面结构自然干燥或“径流下渗‑自然干燥(短时蓄水)‑径流下渗”循环等不同过程，实时监测透水路面结构内部渗流的温度、pH值和电导率值的变化，间歇或连续采集渗流水样并进行污染物指标的测定与进一步分析，可以深入研究不同透水路面结构在不同模拟环境条件下对路面径流污染物的去除效能。

Description

一种透水路面净水效能室内模拟试验系统

技术领域

本发明涉及一种透水路面试验装置，具体涉及一种透水路面净水效能室内模拟试验系统。

背景技术

透水路面也称多孔路面，采用不同的大空隙率材料铺设而成，现有透水砖路面、透水混凝土路面和透水沥青路面等几种，兼具通行、渗水、蓄水、转输与净水等功能，是当前道路工程领域的研究热点之一。透水路面结构内部具有复杂的连通空隙网络，不仅是路面径流的唯一下渗路径，同时也是路面结构暂存入渗径流的有效空间，因此在路面结构去除径流污染物的过程中发挥着重要作用。然而，目前关于透水路面对路面径流污染控制效能的研究相对较少，且缺乏相应的配套试验装置。采用普通入渗试验，只能模拟透水路面结构在单次或连续多次降雨过程中径流下渗的过程，研究渗透速度、渗流量等参数随降雨时间的变化，而不能模拟透水路面在实际使用过程中经历“径流下渗-自然干燥(短时蓄水)-径流下渗”等真实情景，因此有必要针对上述问题，研发一种能够在室内模拟道路实际使用情景的试验系统，为透水路面的研究提供必需的试验条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于研究透水路面净水效能的室内模拟试验系统，采用该模拟试验系统能够在室内模拟透水路面在实际使用时经历路面径流下渗、路面结构短时蓄水、路面结构自然干燥或“径流下渗-自然干燥(短时蓄水)-径流下渗”循环等不同过程，实时监测透水路面结构内部渗流的温度、pH值和电导率值的变化，间歇或连续采集渗流水样并进行污染物指标的测定与进一步分析，可以深入研究不同透水路面结构在不同模拟环境条件下对路面径流污染物的去除效能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种透水路面净水效能室内模拟试验系统，包括支架、试验箱、渗流收集模块、实时监测模块、渗流采集模块和光热模拟装置；所述试验箱固定在所述支架的中部，内部装填透水路面结构模型；所述试验箱内部的底部设有贯通试验箱的渗流收集模块，两端封闭；所述渗流收集模块包括渗流汇集槽以及设于渗流汇集槽内底部中心线上的带孔集水管，实现对透水路面结构底部渗流的汇集和导流；所述带孔集水管的头部设有实时监测模块、尾部设有渗流采集模块；所述实时监测模块包括温度传感器、pH传感器、电导率传感器和计算机；所述温度传感器、pH传感器和电导率传感器固定于所述带孔集水管封闭端头部一侧的不同高度处，传感器电极水平置于带孔集水管内；所述温度传感器、pH传感器和电导率传感器分别通过数据线与所述计算机连接；所述渗流采集模块设有负压水样采集器，安装于所述带孔集水管封闭端尾部一侧；所述光热模拟装置包括光热模拟器和数显温度计；所述光热模拟器固定于所述支架的顶部；所述支架包括四支两端均可调节长度的管支架和八支横向水平杆，所述管支架底部均设有制动脚轮；所述数显温度计固定于管支架的固定位置。

所述试验箱顶部开口、底部封闭，采用0.5cm厚有机玻璃板制成，不仅每个方向都有很好的视角，且采用有机玻璃材质可有效避免径流污染物与所述试验箱内壁材料发生反应而影响试验结果。

所述试验箱为不规则形状，包括前面板、后面板、左侧壁板、右侧壁板和V型底板；所述前面板、所述后面板与所述V型底板之间的夹角为121°，且采用一块30.0cm(宽)×174.8cm(长)有机玻璃板一体化成型；所述左侧壁板与右侧壁板为尺寸相同的不规则五边形，上部为矩形、尺寸为30.0cm(宽)×70.0cm(高)，下部为带固定孔的倒三角形、顶边长30.0cm、两条斜边长17.4cm；所述试验箱的四块面板外表面竖向中心线上自下而上均印有以mm为单位的标准刻度线，以方便降雨径流入渗过程的观测与有关参数的测定；所述试验箱内部横断面尺寸为30.0cm(长)×30.0cm(宽)，以方便直接采用沥青混合料车辙板试件(30.0cm×30.0cm)进行透水路面面层和基层的铺设。

所述固定孔有两个，分别是设于左侧壁板上的第一固定孔和右侧壁板上的第二固定孔；所述第一固定孔和所述第二固定孔的直径均为11.0cm，且均位于所在侧壁板中心线上且与两条底边相切。

所述试验箱的V型底板的表面即是所述渗流汇集槽。

所述带孔集水管为有机玻璃管，长33.0cm、内径10.0cm、厚0.5cm，管壁上设有通孔，孔径0.2cm、孔距1.0cm、错位布置；所述带孔集水管通过所述左侧壁板上的第一固定孔和右侧壁板上的第二固定孔贯穿所述渗流汇集槽，且头部和尾部分别有1cm端头外露。

所述渗流汇集槽(即V型底板)与透水路面结构模型之间通过反滤隔离层(透水土工织物)隔开，所述透水土工织物平铺于所述渗流汇集槽底部和所述带孔集水管外表面。

所述透水路面结构模型，可以是面层、基层、蓄水层、垫层或其他结构层的任一层或是其中几层的组合；所述透水路面结构模型应自所述渗流汇集槽底部(即V型底板)向上逐层装填。

所述带孔集水管头部一端设有第一外扣式密封盖，有机玻璃材质，内径11.0cm；所述第一外扣式密封盖上设有三个圆形固定孔，从左到右依次是第三固定孔、第四固定孔和第五固定孔。

所述第三固定孔用于固定pH传感器，孔径2.5cm，孔心分别距离所述第一外扣式密封盖下边缘2.25cm、左边缘2.88cm。

所述第四固定孔用于固定温度传感器，孔径0.5cm，孔心分别距离所述第一外扣式密封盖下边缘1cm、左边缘3.16cm。

所述第五固定孔用于固定电导率传感器，孔径2.5cm，孔心分别距离所述第一外扣式密封盖下边缘2.25cm、右边缘2.88cm。

所述pH传感器、温度传感器和电导率传感器均为浸水式传感器，电极分别通过所述第三固定孔、第四固定孔和第五固定孔水平插入所述带孔集水管内、且完全浸入渗流中，传感器与固定孔之间的缝隙用硅胶从所述第一外扣式密封盖的外侧密封；如果所述带孔集水管内水位较低、传感器电极不能完全浸入渗流中，可按照实际水位高度对所述第一外扣式密封盖上的第三固定孔、第四固定孔和第五固定孔的具体位置作相应调整。

所述温度传感器、pH传感器和电导率传感器分别通过数据线与所述计算机相连接，将实时监测的透水路面结构模型内部渗流的温度、pH值和电导率值传输至所述计算机；通过对存储于计算机的温度值、pH值和电导率值随时间变化的规律进行进一步分析，即可获知透水路面结构底部渗流水质实时变化。

所述带孔集水管尾部一端设有第二外扣式密封盖，有机玻璃材质，内径11.0cm；所述第二外扣式密封盖上设有一个圆形第六固定孔，孔径0.5cm，孔心分别距离所述第二外扣式密封盖下边缘1.0cm、左边缘3.16cm。

所述负压水样采集器包括取样管、采样筒筒体、活塞和拉杆体；所述采样筒筒体的头部封闭、尾部开放，头部外接取样管，近封闭端下侧外周壁上设有一内丝接头；所述取样管的尾部与采样筒筒体为一体化成型，头部通过所述第二外扣式密封盖上的第六固定孔水平插入所述带孔集水管内部，所述取样管与第六固定孔之间的缝隙用硅胶小心从所述第二外扣式密封盖的外侧密封；所述活塞与拉杆体之间为固接，设于所述采样筒筒体的内腔中，能够相对于所述采样筒筒体的内壁发生往复运动。

所述取样管长5.0cm、外径0.5cm，聚丙烯材质，其外周壁分别距离所述采样筒筒体封闭端下边缘0.5cm、左边缘1.5cm。

所述采样筒筒体为圆柱形，有机玻璃材质，长10.0cm、内径3.0cm，筒体外表面印有以mL为单位的标准刻度线，量程为1.0mL～50.0mL；所述内丝接头与所述采样筒为一体化成型，内径1.5cm。

所述活塞为圆柱形硅胶塞体，直径3.0cm，长4.0cm。

所述拉杆为圆柱形聚丙烯拉杆，末端接有一杆状操作杆；所述拉杆与所述操作杆之间为固接。

所述水样采集瓶的瓶口外径1.5cm，可采集水样体积为1.0mL～50.0mL，材质可根据试验需要选择；所述水样采集瓶带外接丝口，与所述采样筒通过所述内丝接头连接。

所述光热模拟器包括模拟光源和框形支架；为模拟不同的光照条件，所述模拟光源采用四组独立的光源，组成矩阵式结构，每个光源的照射角度和光强均可调；所述框形支架为田字形角钢支架，30.0cm(长)×30.0cm(宽)，四个角上分别设有一柱形固定插脚，所述框形支架与所述支架通过所述柱形固定插脚连接固定。

所述光热模拟器与所述透水路面结构模型顶面之间的垂直距离可以通过调节所述管支架的长度来改变；所述试验箱距离地面的垂直距离也可以通过调节所述管支架的长度来改变。

所述管支架为组合式钢管支架，中部为固定段、两端为可伸缩段；所述固定段为一支固定长度的固定管；所述可伸缩段为两支外径稍小于固定段内径的第一连接管和第二连接管；所述第一连接管和第二连接管均可插入固定管内，并通过设于固定管两端的锁定扣锁紧。

所述管支架的上、下端两端分别设有一排两个固定插口、且呈直角布置，两排固定插口之间的距离为70.0cm。

所述横向水平杆为八支独立的角钢杆件，每支长30.0cm、两端均设有固定插脚。

所述横向水平杆的固定插脚插入所述管支架的固定插口，即可将管支架与横向水平杆进行连接；所述八支横向水平杆与所述四支管支架全部连接后成为一个具有两排横向水平杆支撑的整体框架；所述试验箱通过置于下排横向水平杆与上排横向水平杆之间的位置固定于所述支架上。

所述数显温度计通过螺栓固定于所述任一管支架固定段的固定位置，通过数据线与所述计算机连接，实现透水路面周围温度的监测与数据实时传输。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明体积小，结构简单，设计紧凑，操作简便，且机动性好，可在实验室条件下模拟透水路面在实际使用环境中经历路面径流入渗、路面结构短时蓄水、路面结构自然干燥以及“径流入渗-自然干燥(短时蓄水)-径流入渗”循环等不同模式，实时监测透水路面结构底部渗流(或内部蓄积径流)的温度、pH值和电导率值的变化，间歇或连续采集渗流水样，且通过对水样的进一步分析可以获取不同采样时刻不同污染物指标值，以便研究不同透水路面结构在不同模拟环境条件下对路面径流的净化效能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要的附图作简单介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示的支架的结构示意图。

图3为图1所示的试验箱的结构示意图。

图4为图3所示的试验箱的侧视图。

图5为图1所示的渗流收集模块的结构示意图。

图6为图5所示的渗流收集模块的沿A-A方向的截面示意图。

图7为图5所示的渗流收集模块的沿B-B方向的截面示意图。

图8为图1所示的实时监测模块的结构示意图。

图9为图8所示的实时监测模块的沿C-C方向的截面示意图。

图10为图1所示的渗流采集模块的结构示意图。

图11为图10所示的渗流采集模块的侧视图。

图12为图1所示的光热模拟器的结构示意图。

图中：1、支架；2、试验箱；3、渗流收集模块；4、实时监测模块；5、渗流采集模块；6、光热模拟装置；7、数显温度计；8、管支架；9、固定管；10、第一连接管；11、第二连接管；12、制动脚轮；13、锁定扣；14、横向水平杆；15、固定插口；16、螺栓孔；17、固定插脚；18、前面板；19、后面板；20、左侧壁板；21、右侧壁板；22、渗流汇集槽；23、第一固定孔；24、第二固定孔；25、带孔集水管；26、第一外扣式密封盖；27、第二外扣式密封盖；28、第三固定孔；29、第四固定孔；30、第五固定孔；31、第六固定孔；32、pH传感器；33、温度传感器；34、电导率传感器；35、数据线；36、计算机；37、负压水样采集器；38、水样采集瓶；39、取样管；40、采样筒筒体；41、活塞；42、拉杆体；43、内接丝口；44、外接丝口；45、框形支架；46、模拟光源；47、柱形固定插脚。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图作详细说明：

请参阅图1～图12，一种透水路面净水效能室内模拟试验系统，包括支架1、试验箱2、渗流收集模块3、实时监测模块4、渗流采集模块5和光热模拟装置6。

所述支架1包括管支架8和横向水平杆14；所述管支架8由固定管9、第一连接管10和第二连接管11组成；所述固定管9上分别设有两个锁定扣13和四个固定插口15；四个固定插口15分两排分别设于所述固定管9的上部和下部，两排固定插口15之间的垂直距离为70.0cm，且同排两个固定插口15呈90度角布置；所述第二连接管11上设有一个制动脚轮12；所述横向水平杆14的两端分别设有一个固定插脚17；所述管支架8的其中一支固定管上设有一螺栓孔16，用于固定数显温度计7。

根据图2所示的支架1的结构图，当需要拼接所述支架1时，可首先适当松开四支固定管9上的所有锁定扣13；按照图2所示的方向，将第一连接管和第二连接管分别插入固定管9的上端和下端后，拧紧固定管9上下两端的锁定扣13，以固定第一连接管和第二连接管与固定管9之间的长度，进而组成支管支架8；四支管支架8都拼好后，按照图2所示的方向排好；然后将两支横向水平杆14左端的两个固定插脚17分别插入支管支架8左边的上、下两个固定插口15，同时，将右端的两个固定插脚17分别插入另一只管支架8右边的上、下两个固定插口15；按此方法将八支横向水平杆14和四支管支架8拼接成一个整体，即组成支架1。

所述试验箱2的试验箱包括前面板18、后面板19、左侧壁板20、右侧壁板21和V型底板,；所述左侧壁板20上设有第一固定孔23；所述右侧壁板上设有第二固定孔24。

所述试验箱2固定于所述支架1的两层横向水平杆14构成的空间中，其顶部和底部分别被上层和下层横向水平杆14卡住。

所述渗流收集模块3包括带孔集水管25和渗流汇集槽22，所述试验箱的V型底板的表面即是所述渗流汇集槽22；所述带孔集水管25的头部和尾部分别由外侧通过第一外扣式密封盖26和第二外扣式密封盖27封闭；所述第一外扣式密封盖26上设有第三固定孔28、第四固定孔29和第五固定孔30；所述第二外扣式密封盖27上设有第六固定孔31。

所述带孔集水管25与所述渗流汇集槽22之间通过所述带孔集水管25管壁上的通孔相连通；所述渗流汇集槽22底部与所述带孔集水管25的外表面均平铺一层透水土工织物作为反滤隔离层，以避免透水路面结构中的小粒径集料进入所述带孔集水管25内影响试验效果。

所述透水路面结构模型内部的入渗径流通过其结构内部的连通空隙逐步下渗至渗流汇集槽22，进一步通过所述带孔集水管25管壁上的通孔汇入带孔集水管25。

所述实时监测模块4包括pH传感器32、温度传感器33、电导率传感器34和计算机36；所述pH传感器32、温度传感器33和电导率传感器34的电极分别通过所述带孔集水管25头部的第一外扣式密封盖26上的第三固定孔28、第四固定孔29和第五固定孔30水平插入所述带孔集水管25内部，且完全浸入渗流中；所述pH传感器32、温度传感器33和电导率传感器34的接线端与第三固定孔28、第四固定孔29和第五固定孔30之间的缝隙用硅胶从所述第一外扣式密封盖26的外侧密封；所述pH传感器32、温度传感器33和电导率传感器34的接线端与所述计算机36通过数据线35连接(如图9所示)。

所述渗流采集模块5包括负压水样采集器37和水样采样瓶38；所述负压水样采集器37包括取样管39、采样筒筒体40、活塞41和拉杆体42；所述取样管39的头部通过第二外扣式密封盖27上的第六固定孔31水平伸入所述带孔集水管25内部、且完全浸入渗流中，尾部直接与采样筒筒体40连通；所述采样筒筒体40靠近封闭端一侧正下方的管壁上设有一固定的内丝接头43；所述取样管39、所述内丝接头43与所述采样筒筒体40均为一体化成型；所述活塞41为硅胶活塞，与所述拉杆体42为固接；所述活塞41及其拉杆体42设于所述采样筒筒体40的内腔中；所述活塞41的外径与所述采样筒筒体40的内径相等，且通过推拉拉杆体42可使活塞41沿采样筒筒体40的内壁发生往复运动；所述水样采集瓶38的瓶口具有与所述内丝接头43匹配的外丝接头44。

根据图11所示的渗流采集模块的侧视图，需要将水样采集瓶38与负压水样采集器37连接成一个整体时，只需将水样采集瓶38的外丝接头44旋进所述采样筒筒体40上的内丝接头43即可。

进行渗流水样采集前，首先将本发明的负压水样采集器37与水样采集瓶38连接；然后将负压水样采集器37置于初始状态，如图10所示，推进拉杆体42使活塞41位于所述采样筒筒体40内腔中的最前端，同时水样采集瓶38的瓶口完全被活塞41封堵。当需要使用负压水样采集器37采集渗流水样时，可沿图10的左方向缓慢拉动拉杆体42，由此活塞41可相对于采样筒筒体40发生运动；且随着拉杆体42的运动，采样筒筒体40内已经有少量渗流进入；当活塞41的位置逐渐偏离水样采集瓶38的瓶口，水样采集瓶38内已经有少量渗流进入；此时，可停止拉动拉杆体42；待水样采集瓶38中的渗流水样达到要求的体积，立即沿图10的右方向推进拉杆体42和活塞41至初始状态。

所述光热模拟装置6包括框形支架45、模拟光源46和数显温度计7；所述框形支架45的四个角上分别设有一个柱形固定插脚47；所述柱形固定插脚47的外径略小于所述第一连接管10的内径，将框形支架45上的四个固定插脚47分别插入四支第一连接管10的顶部即可将框形支架45与支架1连接起来；所述模拟光源46包括四组大小一样的独立光源，组成矩阵式结构，每组光源的照射角度和光照强度均可调；所述数显温度计7通过螺栓固定于一只设有固定螺栓孔16的管支架8上，并通过数据线与所述计算机36相连。

采用上述模拟试验系统进行透水路面净水效能的室内模拟试验，可分别完成单次降雨径流入渗试验、多次连续降雨径流入渗试验、降雨径流入渗和结构短时蓄水试验以及路面结构经历“径流入渗-自然干燥-径流入渗”的循环试验。下面具体介绍进行各试验的实施步骤：

一、单次降雨径流入渗试验

一)支架与试验箱的安装与调整：拼接支架，固定试验箱，安装渗流收集模块、实时监测模块、渗流采集模块和数显温度计；将试验系统置于室内平整地面上，调节水平及试验箱的离地距离；确保负压水样采集器处于初始状态。

二)试验系统密封状态的检查与确认：用超纯水适当喷淋试验箱，查看渗流收集模块、实时监测模块和渗流采集模块的各封堵部位是否出现滴漏现象；若有，用硅胶封闭；若无，说明试验箱下部各模块已处于密封状态，可以进行试验。

三)试验系统与计算机的连接与调整：将数显温度计、pH传感器、温度传感器和电导率传感器的数据线与计算机连接，并确保上述连接正常。

四)透水路面结构模型的装填：根据试验方案，按照自下而上的顺序装填透水路面结构模型。

五)单次模拟降雨的实施：根据试验方案，选择合适的模拟降雨方法实施室内单次模拟降雨。

六)径流入渗的观测：模拟降雨过程中，可通过试验箱的透明试验箱全方位观测径流在透水路面结构内部的下渗过程，同时根据具体试验研究目的测定和记录有关径流下渗的试验数据。

七)实时数据的采集：试验进行过程中，数显温度计、pH传感器、温度传感器和温度传感器会将测得的数据实时传输并保存至计算机。

八)渗流水样的采集：根据试验方案，使用负压水样采集器进行渗流水样的连续采集或间歇采集。

九)渗流水样的测定：根据具体试验研究目的测定渗流水样中不同污染物指标。

十)试验系统的拆解与清洗：试验结束后，将试验系统小心进行拆解，所有传感器进行相应保养，试验箱及其他所有与渗流接触的构件充分洗净、干燥后无尘保存。

二、多次连续降雨径流入渗试验

多次连续降雨径流入渗的试验步骤与单次降雨径流入渗的试验步骤类似，其主要区别在于模拟降雨的次数。

首先按照单次降雨径流入渗试验的步骤一)～步骤四)安装与调试好模拟试验系统，然后进入以下步骤：

五)多次模拟降雨的实施：根据试验方案，选择合适的模拟降雨方法依次实施室内多次模拟降雨。

六)径流入渗的观测：多次模拟降雨进行的同时，一方面通过试验箱的透明试验箱全方位观测径流在透水路面结构内部的下渗过程，另一方面，根据具体试验研究目的测定和记录有关径流下渗的试验数据。

七)实时数据的采集：试验进行过程中，数显温度计、pH传感器、温度传感器和温度传感器会将测得的数据实时传输并保存至计算机。

八)渗流水样的采集：根据试验方案，使用负压水样采集器进行渗流水样的连续采集或间歇采集。

九)渗流水样的测定：根据具体试验研究目的测定渗流水样中不同污染物指标。

十)试验系统的拆解与清洗：试验结束后，将试验系统小心进行拆解，所有传感器进行相应保养，试验箱及其他所有与渗流接触的构件充分洗净、干燥后无尘保存。

三、降雨径流入渗和结构短时蓄水试验

降雨径流入渗和结构短时蓄水试验的设计目的在于模拟透水路面结构用作低影响开发技术(LIDs)时能否在设计时间内将入渗径流的水质提升至指定要求；在实验室条件下实施该试验，研究透水路面结构由径流入渗模式进入短时蓄水模式的整个过程中对入渗径流的净化效能，不仅可以帮助研究人员确定此设计时间，同时也可以进一步确定不同透水路面结构的具体使用目的。

降雨径流入渗和结构短时蓄水试验的实施步骤与单次/多次降雨径流入渗试验的实施区别较大，主要在于后续试验引入了光照条件的模拟。

首先按照单次降雨径流入渗试验的步骤一)～步骤四)安装与调试好模拟试验系统的其他部分，然后进入以下步骤：

五)光照模拟装置的安装与调整：安装框形支架，确保框形支架与试验箱在竖向方向上对于对中状态；安装模拟光源；按照试验方案调整模拟光源的照射角度、光强以及模拟光源与透水路面结构模型顶面的垂直距离。

六)模拟降雨的实施：根据试验方案，选择合适的模拟降雨方法实施室内模拟降雨。

七)径流入渗的观测：模拟降雨进行的同时，一方面通过试验箱的透明试验箱全方位观测径流在透水路面结构内部的下渗过程，另一方面，根据具体试验研究目的测定和记录有关径流下渗的试验数据。

八)实时数据的采集：试验进行过程中，数显温度计、pH传感器、温度传感器和温度传感器会将测得的数据实时传输并保存至计算机。

九)模拟降雨过程中的渗流水样采集：根据试验方案，使用负压水样采集器进行渗流水样的连续采集或间歇采集。

十)透水路面结构短时蓄水模式的开始：模拟降雨结束时，将负压水样采集器置于初始状态，即试验箱底部处于完全密封状态；与此同时，透水路面结构模型处于短时蓄水模式。

十一)自然光照的模拟：根据试验方案，开启模拟光源；此时透水路面结构模型处于自然干燥模式；

十二)短时蓄水模式下渗流水样的采集：使用负压水样采集器进行渗流水样的连续采集或间歇采集，直至短时蓄水模式结束。

十三)渗流水样的测定：根据具体试验研究目的测定渗流水样中不同污染物指标。

十四)试验系统的拆解与清洗：试验结束后，将负压水样采集器处于开启状态，排出试验箱底部所有渗流；将试验系统小心进行拆解，所有传感器进行相应保养，试验箱及其他所有与渗流接触的构件充分洗净、干燥后无尘保存。

四、“径流入渗-自然干燥-径流入渗”循环试验

“径流入渗-自然干燥-径流入渗”循环试验的设计目的在于模拟透水路面结构在自然条件下使用时经历降雨、干燥、降雨的多次循环过程，在实验室条件下进行该试验的意义在于研究透水路面结构在模拟的自然条件下对路面径流的净化效能，以考察相应路面结构在实际使用过程中的表现。

首先按照降雨径流入渗和结构短时蓄水试验的步骤一)～步骤十二)安装调试好模拟试验系统并进行第一次径流入渗和自然干燥(即路面结构短时蓄水)过程的模拟，然后根据试验方案继续进行第二次、第三次、第四次……第n次的径流入渗和自然干燥过程的模拟；当n次径流入渗和自然干燥过程的循环模拟结束后，继续按照降雨径流入渗和结构短时蓄水试验的步骤十三)和步骤十四)分别进行渗流试样的测定和试验系统的拆解与清洗。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：包括支架、试验箱、渗流收集模块、实时监测模块、渗流采集模块和光热模拟装置；所述试验箱固定在所述支架的中部，内部装填透水路面结构模型；所述试验箱内部的底部设有贯通试验箱的渗流收集模块，两端封闭；所述渗流收集模块包括渗流汇集槽以及设于渗流汇集槽内底部中心线上的带孔集水管，实现对透水路面结构底部渗流的汇集和导流；所述带孔集水管的头部设有实时监测模块、尾部设有渗流采集模块；所述实时监测模块包括温度传感器、pH传感器、电导率传感器和计算机；所述温度传感器、pH传感器和电导率传感器固定于所述带孔集水管封闭端头部一侧的不同高度处，传感器电极水平置于带孔集水管内；所述温度传感器、pH传感器和电导率传感器分别通过数据线与所述计算机连接；所述渗流采集模块设有负压水样采集器，安装于所述带孔集水管封闭端尾部一侧；所述光热模拟装置包括光热模拟器和数显温度计；所述光热模拟器固定于所述支架的顶部；所述支架包括四支两端均可调节长度的管支架和八支横向水平杆，所述管支架底部均设有制动脚轮；所述数显温度计固定于管支架的固定位置。

2.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述试验箱顶部开口、底部封闭，采用有机玻璃板制成；所述试验箱为不规则形状，包括前面板、后面板、左侧壁板、右侧壁板和V型底板；所述前面板、所述后面板与所述V型底板之间的夹角为121°；所述左侧壁板与右侧壁板为尺寸相同的不规则五边形，上部为矩形、下部为带固定孔的倒三角形；所述试验箱的四块面板外表面竖向中心线上自下而上均印有标准刻度线。

3.根据权利要求2所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述固定孔有两个，分别是设于左侧壁板上的第一固定孔和右侧壁板上的第二固定孔；所述第一固定孔和所述第二固定孔均位于所在侧壁板中心线上且与两条底边相切；所述带孔集水管为有机玻璃管，管壁上设有通孔且错位布置；所述带孔集水管通过所述左侧壁板上的第一固定孔和右侧壁板上的第二固定孔贯穿所述渗流汇集槽，且头部和尾部分别有外露端头。

4.根据权利要求3所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述渗流汇集槽与透水路面结构模型之间通过反滤隔离层隔开，所述透水土工织物平铺于所述渗流汇集槽底部和所述带孔集水管外表面；所述透水路面结构模型为面层、基层、蓄水层、垫层或其他结构层的任一层或是其中几层的组合；所述透水路面结构模型自所述渗流汇集槽底部向上逐层装填。

5.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述带孔集水管头部一端设有第一外扣式密封盖，有机玻璃材质；所述第一外扣式密封盖上设有三个圆形固定孔，从左到右依次是第三固定孔、第四固定孔和第五固定孔；所述第三固定孔用于固定pH传感器，所述第四固定孔用于固定温度传感器；所述第五固定孔用于固定电导率传感器。

6.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述带孔集水管尾部一端设有第二外扣式密封盖；所述负压水样采集器包括取样管、采样筒筒体、活塞和拉杆体；所述采样筒筒体的头部封闭、尾部开放，头部外接取样管，近封闭端下侧外周壁上设有内丝接头；所述取样管的尾部与采样筒筒体为一体化成型，头部通过所述第二外扣式密封盖上的第六固定孔水平插入所述带孔集水管内部，所述取样管与第六固定孔之间的缝隙用硅胶小心从所述第二外扣式密封盖的外侧密封；所述活塞与拉杆体之间为固接，设于所述采样筒筒体的内腔中，能够相对于所述采样筒筒体的内壁发生往复运动。

7.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述光热模拟器包括模拟光源和框形支架；所述模拟光源采用四组独立的光源，组成矩阵式结构，每个光源的照射角度和光强均可调；所述框形支架为田字形角钢支架，四个角上分别设有一柱形固定插脚，所述框形支架与所述支架通过所述柱形固定插脚连接固定。

8.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述光热模拟器与所述透水路面结构模型顶面之间的垂直距离可以通过调节所述管支架的长度来改变；所述试验箱距离地面的垂直距离也可以通过调节所述管支架的长度来改变；所述管支架为组合式钢管支架，中部为固定段、两端为可伸缩段；所述固定段为一支固定长度的固定管；所述可伸缩段为两支外径小于固定段内径的第一连接管和第二连接管；所述第一连接管和第二连接管均可插入固定管内，并通过设于固定管两端的锁定扣锁紧；所述管支架的上、下端两端分别设有一排两个固定插口、且呈直角布置；所述横向水平杆为八支独立的角钢杆件，两端均设有固定插脚；所述横向水平杆的固定插脚插入所述管支架的固定插口，即可将管支架与横向水平杆进行连接；所述八支横向水平杆与所述四支管支架全部连接后成为一个具有两排横向水平杆支撑的整体框架；所述试验箱通过置于下排横向水平杆与上排横向水平杆之间的位置固定于所述支架上。

9.根据权利要求1所述的透水路面净水效能室内模拟试验系统，其特征在于：所述数显温度计通过螺栓固定于任一管支架固定段的固定位置，通过数据线与所述计算机连接，实现透水路面周围温度的监测与数据实时传输。