CN109060632A - 车辙区路面用的透水测定仪及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辙区路面用的透水测定仪及其实现方法，它包括一个环状的支撑架、刻度桶、水开关，喇叭状喷头、透水桶、水准仪和带褶皱的柔性支座，通过控制水流的大小，使透水桶中的液面高度尽可能保持在0.5cm‑2cm，通过计量水量和计时时间算出透水系数。本发明通过简单的结构，不但为评价车辙区透水情况提供了准确的信息，而且为极易发生车辙的未施工路面提供了指导意见。

Description

车辙区路面用的透水测定仪及其实现方法

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及路面透水测量技术，尤其是车辙区路面透水测量技术。

背景技术

随着海绵城市概念的提出，透水路面越来越多的应用于城市道路、广场、公园、小区道路、停车场建设中，而透水系数是透水路面的重要指标之一，直接影响到其功能性的发挥程度，因此在铺筑公路前，需要做砌块测试路面的透水系数，以便指导施工。

另外，公路建成通车后，因承受车轮的磨损和冲击，受到暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冰融等自然力的侵蚀和风化，以及人为的破坏和修建时遗留的某些缺陷，公路使用质量会逐渐降低。现有的方法是打补丁措施，那儿破坏维修那儿，将破坏的路面重新铺筑，这种滞后措施不但给通行带来障碍，而且导致公路管理成本大大提高。因此，公路建成通车后必须采取养护维修措施，及时修复损坏部分，并不断进行更新改善，否则将导致修复工程的投资加大,缩短公路的使用寿命，并给用路者造成损失。为了使公路破坏在之前得到及时养护，需要提前对公路的现状进行评价，其中透水系数是评价体系之一。

现有技术有好多透水测定仪，大都是针对平整路面，对于车辙区，这些透水测定仪发挥不了作用，可是在实际中，车辙区是最容易遭到破坏的区域，所以需要不定期对车辙区的透水情况进行评价。

另外，目前在铺筑同一条公路时，路面沥青混凝土的材料配比一般都是固定的，但是在事先明知道会发生车辙现象的区域，比如在高速公路的进、出口，交费站或一般公路的交叉路口等减速或缓行区，这些地区车速较低，交通荷载对路面的作用时间较长，易于引起路面材料失稳，横向位移和永久变形，如果还采用同样配比的沥青混凝土，将会导致这些区域路面提前遭到破坏。如果提前预测车辙区的透水情况，调整车辙区路面的材料配比，即可大大延长车辙区的使用寿命。

因此，急需一种适用于车辙区的透水测定仪来解决上述问题。

申请人在2016.4.26申请了一种透水路面现场透水仪及现场测量方法(201610263434X)，它是通过一个进水量筒和带喷头式出水口的出水管模拟真实状况下雨水对路面的渗水状态。该仪器虽然不用通过切割取样就可以在现场测量透水路面的无压渗透能力。但是申请人在实际应用过程中，发现该仪器存在以下缺陷：一是，由于透水桶与地面不接触，如果要测试透水桶正下方路面的渗透情况，防止雨水落到透水桶下方后发生侧流，就需要事先在配重块与透水桶边缘之间的空隙全部涂覆上厚厚一层橡皮泥，橡皮泥不易铲除，影响道路平整度；如果路面存在高差，即便用橡皮泥也无法防止雨水落到透水桶下方后发生侧流；二是当用在不平的路面尤其是车辙区域的话，出水管发生倾斜的，模拟的水流到地面的速度或者压力比垂直落到地面的速度及压力要小一点，无法反映路面的真实透水状况。基于上述原因，该透水仪目前一直没有无法推广。

发明内容

为了使公路车辙区破坏在之前得到及时养护以及指导未施工的车辙区路面本发明提供种测定精度高的车辙区路面用的透水测定仪及其实现方法。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种车辙区路面用的透水测定仪，它包括一个环状的支撑架、刻度桶、水开关，喇叭状喷头、透水桶、水准仪和柔性支座，其中：

所述的环状的支撑架是由环状的配重底座、支撑柱以及顶盖组成，所述的支撑柱设在配重底座的周圈，且支撑柱为高度可调节结构；所述的顶盖中心开有中心孔，中心孔内径与刻度桶外径相匹配，在顶盖上设有水准仪；所述的配重底座的内径与环状柔性底座外径匹配；

所述的刻度桶从顶盖中心孔伸入，并与环状顶盖中心孔紧密配合，量筒的底部设有出水口，出水口上安装有水开关，水开关的出水孔上拧上喇叭状喷头；

所述的喇叭状喷头的喷水面是带有滴水孔的喷水面，喷水面刚好扣合在透水桶上，透水桶底端伸入环状的配重底座中后紧紧套在环状中；

所述的柔性支座是一个柱状的皱褶结构，柔性支座上端套在透水桶底端，柔性支座下端从配重底座伸出外露。

为了保持装置的稳定性，喷头的喷水面固定在透水桶顶端，透水桶与配重底座之间粘结在一起；

为了增大环状柔性支座与路面的贴合度，所述的柔性支座选用硅橡胶材质。

为了便于控制水桶中水面高度，在透水桶侧壁离桶底0.5cm-2cm处开设有溢水口，溢水口通过管道引出到筒体外。

为了便于做堵塞试验，在透水桶侧壁设有物料投放口。

上述支撑柱优选螺纹螺杆结构。

为了便于控制水的流量，在水开关与出水口之间装有流量控制阀。

利用本发明透水测定仪对车辙区透水系数的测定方法如下：

第一步：在容易发生车辙的路段选取测量位置，并清理干净；

第二步：将透水测定仪放置在测量位置，要求柔性支座的中心对准测量位置中心部位，用手上提透水测定仪，使柔性支座自然下垂与地面刚好接触，此时在柔性支座周圈涂覆薄薄的橡皮泥，然后下放透水测定仪，柔性支座周圈在重力以及装置本身的压力作用下，通过橡皮泥与地面紧密贴合；

第三步：调整配重底座上几个支撑柱的高度，让水准气泡居中，从而保证喷头中的水是垂直落在路面上的；

第四步：向刻度筒中注水，并记下刻度筒中水的高度，打开水开关，开始计时，通过流量控制阀或者水开关的旋转角度控制水流的大小，使透水桶中的液面高度尽可能保持在在0.5cm-2cm，在注水过程中收集从溢流出来的水，注水一段时间后，停止计数，当做堵塞实验时，从投料口放入颗粒，反复操作；

第五步：根据计量结果计算路面的透水系数

透水系数计算按以下公式计算Cw＝(V2-V1-V0)/[(T2-T1)*S]

公式中：Cw——路面或试件的透水系数，单位ml/s·cm2

V1——开始计时的水量，单位ml；

V2——结束计时的水量，单位ml；

V0——溢流出来的水量，单位ml；

T1——开始计时的时间，单位s；

T2——结束计时的时间，单位s；

S—表示透水桶的底面积，单位cm²；

第六步：在同一路段选取多个测定点，按照步骤2-5依次测量，将多次测定得到的的结果取平均值即得到该路段的透水系数。

本发明的有益效果是：

1、本发明由于设置了带褶皱的柔性支座，柔性支座靠柔性以及褶皱的作用与路面紧密贴合，这样在现场使用时，只需在柔性支座周圈涂一圈薄薄的橡皮泥即可阻止落到路面的水侧流，增加了密封性，使得试验更加严谨，误差小。

2、本发明设置的支撑柱高度可调结构，使得整个配重底座始终处于水平位置，这样用在车辙区时，就可以保证从喷头中滴出的水是垂直落到路面的，进一步提高了测定的精度，真实反映雨天路面的透水性，从而为评价车辙区路面渗水状况提供了准确的信息。

3、本发明在使用时，由于只需在柔性支座周圈涂一圈薄薄的橡皮泥，所以当测定完毕以后，上提装置，柔性支座即可将周圈的橡皮泥带起，不用专门再清理橡皮泥。

3、本发明不但可以用来评价已通车路面的透水情况，而且对未施工路面，可以事先按照确定好的材料配比做车辙板试块模拟车辙区状况，用本发明仪器测定透水情况，将测定结果反馈给施工方，施工方根据反馈信息调整材料配方，从而指导车辙区路面施工。

总之，本发明通过简单的结构，不但为评价车辙区透水情况提供了准确的信息，而且为极易发生车辙的未施工路面提供了指导意见，实用性强，有利于大孔隙路面的使用和推广，从而改善了我们的行车和生活环境，具有突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款规定的创造性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明柔性支座的详图。

图3是本发明支撑柱的结构示意图。

图中：1-刻度筒，2-出水孔，3-流量控制阀，4-喷头，5-透水桶，6-溢流口，7-支撑柱，8-柔性支座，9-配重底座，10-水准仪，11-物料投放口，12-顶盖。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明的车辙区路面用的透水测定仪，它包括一个环状的支撑架、透明刻度筒1、水开关，喇叭状喷头4、透水桶5、水准仪10和柔性支座8。从图1可以看出，所述的环状的支撑架是由环状的配重底座9、设在配重底座9上的支撑柱7以及设在支撑柱7上的顶盖12组成，在顶盖12上设有水准仪10，顶盖12中心开有中心孔，刻度桶1从顶盖12中心孔伸入与顶盖中心孔紧密配合，刻度桶1底部设有出水孔2，出水孔2上安装有水开关(图中未画出)，水开关的出水端上拧上喇叭状喷头4，喷头4的喷水面是带有滴水孔的喷水面，喷水面刚好扣合固定在透水桶5上，透水桶5底端伸入环状的配重底座中后紧紧套在硅橡胶材质的柱状柔性支座8中；柱状柔性支座8下端从配重底座9伸出外露。

从图1还可以看出，在透水桶5侧壁离桶底0.5cm-2cm处开设有溢流口6，溢流口6的作用是控制水桶中水面高度，溢水口通过管道引出到支撑架外。在透水桶5侧壁设有物料投放口11，物料投放口11的作用是便于做堵塞试验时投放物料。

本发明选择在透水桶5侧壁离桶底0.5cm-2cm处开设有溢流口6，是考虑模拟降雨量路面积水的程度而设置的。

为了保持装置的稳定性，透水桶5与配重底座9之间粘结在一起，刻度筒1与顶盖12粘合在一起。

为了便于控制水的流量，在水开关与出水口之间装有流量控制阀3。

上述高度可调的支撑柱结构见图3所示，是由上下螺杆和中间的螺纹套组成，螺纹套的内侧分别与上下螺杆的外侧螺纹连接，螺纹套上部设有止动螺母，当需要调节支撑柱7高度时，松开止动螺母，旋动上螺杆相对螺纹套旋动，从而调整下螺杆相对上螺杆的位置。

利用本发明透水测定仪对车辙区透水系数的测定方法如下。

第一步：在容易发生车辙的路段选取测量位置，并清理干净；

第二步：将透水测定仪放置在测量位置，要求柔性支座8的中心对准测量位置中心部位，用手上提透水测定仪，使柔性支座8自然下垂与地面刚好接触，此时在柔性支座8周圈涂覆橡皮泥，然后下放透水测定仪，柔性支座8周圈在重力以及装置本身的压力作用下，通过橡皮泥与地面紧密贴合；

第三步：调整配重底座9上几个支撑柱7的高度，让水准气泡居中，从而保证喷头中的水是垂直落在路面上的；

第四步：向刻度筒1中注水，并记下刻度筒1中水的高度，打开水开关，开始计时，通过流量控制阀3或者水开关的旋转角度控制水流的大小，使透水桶5中的液面高度尽可能保持在在0.5cm-2cm，在注水过程中收集从溢流口6出来的水，注水一段时间后，停止计数，当做堵塞实验时，从投料口放入颗粒，反复操作；

第五步：根据计量结果计算路面的透水系数。

透水系数计算按以下公式计算Cw＝(V2-V1-V0)/[(T2-T1)*S]

公式中：Cw——路面或试件的透水系数，单位ml/s·cm2

V1——开始计时的水量，单位ml，

V2——结束计时的水量，单位ml，

V0——水面高度出水控制孔下面放一个水盆或者其他容器内的水量，单位ml，

T1——开始计时的时间，单位s

T2——结束计时的时间，单位s。

S—表示透水桶的底面积，单位cm²

第六步：在同一路段选取多个测定点，按照步骤2-5依次测量，将多次测定得到的的结果取平均值即得到该路段的透水系数。

Claims (8)

1.一种车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，它包括一个环状的支撑架、刻度桶、水开关，喇叭状喷头、透水桶、水准仪和柔性支座，其中：

所述的环状的支撑架是由环状的配重底座、支撑柱以及顶盖组成，所述的支撑柱设在配重底座的周圈，且支撑柱为高度可调节结构；所述的顶盖中心开有中心孔，中心孔内径与刻度桶外径相匹配，在顶盖上设有水准仪；所述的配重底座的内径与环状柔性底座外径匹配；

所述的刻度桶从顶盖中心孔伸入，并与环状顶盖中心孔紧密配合，量筒的底部设有出水口，出水口上安装有水开关，水开关的出水孔上拧上喇叭状喷头；

所述的喇叭状喷头的喷水面是带有滴水孔的喷水面，喷水面刚好扣合在透水桶上，透水桶底端伸入环状的配重底座中后紧紧套在环状中；

所述的柔性支座是一个柱状的皱褶结构，柔性支座上端套在透水桶底端，柔性支座下端从配重底座伸出外露。

2.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，喷头的喷水面固定在透水桶顶端，透水桶与配重底座之间粘结在一起。

3.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，所述的柔性支座选用硅橡胶材质。

4.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，在透水桶侧壁离桶底0.5cm-2cm处开设有溢水口，溢水口通过管道引出到筒体外。

5.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，在透水桶侧壁设有物料投放口。

6.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，上述支撑柱为螺纹螺杆结构。

7.如权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪，其特征在于，在水开关与出水口之间装有流量控制阀。

8.一种利用权利要求1所述的车辙区路面用的透水测定仪测定车辙区透水系数的方法，其特征在于，方法如下：

第一步：在容易发生车辙的路段选取测量位置，并清理干净；

第二步：将透水测定仪放置在测量位置，要求柔性支座的中心对准测量位置中心部位，用手上提透水测定仪，使柔性支座自然下垂与地面刚好接触，此时在柔性支座周圈涂覆薄薄的橡皮泥，然后下放透水测定仪，柔性支座周圈在重力以及装置本身的压力作用下，通过橡皮泥与地面紧密贴合；

第三步：调整配重底座上几个支撑柱的高度，让水准气泡居中，从而保证喷头中的水是垂直落在路面上的；

第四步：向刻度筒中注水，并记下刻度筒中水的高度，打开水开关，开始计时，通过流量控制阀或者水开关的旋转角度控制水流的大小，使透水桶中的液面高度保持在在0.5cm-2cm，在注水过程中收集从溢流出来的水，注水一段时间后，停止计数，当做堵塞实验时，从投料口放入颗粒，反复操作；

第五步：根据计量结果计算路面的透水系数

透水系数计算按以下公式计算Cw＝(V2-V1-V0)/[(T2-T1)*S]；

公式中：Cw——路面或试件的透水系数，单位ml/s·cm2；

V1——开始计时的水量，单位ml；

V2——结束计时的水量，单位ml；

V0——溢流出来的水量，单位ml；

T1——开始计时的时间，单位s；

T2——结束计时的时间，单位s；

S—表示透水桶的底面积，单位cm²；

第六步：在同一路段选取多个测定点，按照步骤2-5依次测量，将多次测定得到的的结果取平均值即得到该路段的透水系数。