【技术实现步骤摘要】
本技术涉及仪器测试领域，具体涉及一种排水路面横向渗水系数现场测定仪。
技术介绍
1、沥青路面的渗水过程涉及两个阶段。首先是垂直方向的渗水，这指的是水分从道路表面逐渐渗透至沥青路面的深层，直至抵达防水层。紧接着，渗水进入第二个阶段，即横向流动。在这个阶段，渗入沥青路面内部的水分会沿着水平方向流动，直至最终到达道路排水设施所在的位置。水在沥青路面内部水平流动的能力反映了路面的排水能力，可用横向渗水系数表征。
2、若横向排水不畅，雨水和其它液体会迅速积聚在路面，形成大小不一的水坑和水洼。这些积水不仅会对车辆的行驶造成极大的不便，更可能严重威胁到行车安全。在湿滑的路面上，车辆的抓地力会显著下降，制动距离也会大大延长，增加了交通事故的风险。长期的路面积水还会对路面材料造成持续的侵蚀作用。水分会渗入路面材料的微小缝隙中，逐渐侵蚀其内部结构，导致路面性能逐渐下降。在寒冷地区，积水还会在低温下形成冰层，对路面材料产生冻融作用，进一步加剧路面的损坏和老化。如果排水问题长期得不到解决，积水现象持续存在，还可能导致路基被淹没。路基是支撑路面的重要结构，一旦受到水的浸泡和侵蚀，其稳定性会受到严重影响。长期的水浸会导致路基土壤的软化，进而引发路基的沉降和变形。这不仅会进一步加剧路面的损坏，还可能增大路面坍塌的风险，严重威胁到行车安全。
3、根据相关领域学者的研究，路面内部的排水分为竖向排水和横向排水，而横向排水占排水总量的绝大多数。因此，需要引入一种沥青路面横向排水的评价指标，即横向渗水系数。
4、现行规范中没有针对排
5、在实验中，常采用常水头测试法来测定渗水系数k。这种方法通过保持水头差δh恒定，测量不同截面积a和渗流长度l下的渗流量q，从而计算出渗水系数k。这种方法简单易行，且结果较为准确，因此在工程实践中得到了广泛应用。
6、在规范中，关于渗水系数的测量方法，主要有两大类。第一类主要适用于现场路面和实验室内的沥青混合料车辙板试件。测试方式遵循《排水沥青路面设计与施工技术规范》(jtg/t3350-03-2020)附录d、《公路沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20)中t 0730以及《公路路基路面现场测试规程》(jtg 3450)中t 0971，这些方法均采用变水头测试原理。其中，《排水沥青路面设计与施工技术规范》(jtg/t 3350-03-2020)特别针对排水路面渗水系数大和渗流速度快的特点，推荐使用自动电子式渗水仪，以减少人工读表计时带来的误差。
7、第二类测试方法则专门针对实验室内的渗水实验，用于测定试件的垂直渗水系数。具体测试方法可见于《排水沥青路面设计与施工技术规范》(jtg/t 3350-03-2020)附录c，它针对的是渗水系数较大的排水沥青路面，采用的是常水头法来测定渗水系数。
8、常水头方法的特点在于渗流过程中水头差始终保持稳定，这使得渗流速度不会衰减，因此适用于各种沥青路面的渗水系数测定。然而，当使用变水头方法测定渗水系数较大的路面时，由于渗流时间短，渗流速度在过程中会发生显著变化，从而导致结果的变异系数增大。
9、在相关领域的研究中，有少数学者根据达西定律，提出了横向渗水系数的测量方法，分为变水头法和常水头法。
10、常水头仪器如图1所示，左端为水流输入处，左端容器左边开口是为了维持水头高度，沥青混合料车辙板试件上下以及前后皆被封堵，随后将水从左侧输入进车辙板试件中，水流经过车辙板试件输出到右侧接水仪器，接水仪器的水位高低在实验开始前设置好，与输入水流之间维持恒定的水头高度，压力管用于测量水流输入水箱以及水流输出水箱的水压。通过测量固定时间内流出收集到的水从而测定沥青混合料车辙板试件的横向渗水系数。
11、无论是现场取样还是根据设计文件重新制作试块，室内试验都无法反应真实情况下排水路面的横向排水能力，其次现场取样对路面破坏较大；试验时间长，流量计算结果误差大。
12、本装置的实验原理是基于达西定律，采用常水头测试法。法国水力工程师达西(henry darcy)在1859年通过长期的渗透试验，总结出了水在多孔介质中的渗透定律:渗流量q与垂直于水流方向的截面积a和垂直水头差成正比，而与渗流长度l成反比。这就是著名的达西定律，其表达式为:
13、
14、式中:q为渗流量(cm3/s)，表示单位时间内通过某一截面的流体体积；k为渗水系数(cm/s)，表示多孔介质对流体渗透的难易程度，是一个与介质性质有关的常数；a为渗流断面面积(cm2)，即垂直于水流方向的截面积；δh为水头差(cm)；l为渗流长度(cm)，即流体通过多孔介质的路径长度；j为水力坡度，无量纲。
15、在达西渗流模型中，渗流水做一维的均匀运动，即渗流速度和水力坡度的大小和方向沿渗流方向不变，可推广至三维情况。
技术实现思路
1、本技术针对以上指出的不足，提出了一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，本技术主要用于在现场测量排水路面的横向(水平)渗水系数，反应水在已建成沥青路面内部的流动情况，用于评价已有沥青路面的横向(水平)排水能力；对新路验收，旧路评价体系引入新的评价指标，本技术只考虑渗流水做横向(平面)运动，渗流水的竖向运动不考虑在内。
2、本技术至少通过如下技术方案之一实现。
3、一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，包括带泄流孔的水箱、前储水腔体、侧面挡板、盖板、后储水腔体、流量计；
4、所述前储水腔体、侧面挡板和后储水腔体位于试验区域四周开出的槽中；盖板覆盖在试验区域的沥青路面之上；水箱和流量计分别与前储水腔体和后储水腔体连接。
5、进一步地，所述前储水腔体和后储水腔体形状相同，均为侧面开口的方形容器，顶部开孔，顶部有延长搭板。
6、进一步地，所述前储水腔体和后储水腔体的宽度与试验区域的宽度相等。
7、进一步地，所述水箱侧面下部开孔。
8、进一步地，所述水箱侧面下部的开孔与前储水腔体的顶部开孔相连；所述后储水腔体7的顶部开孔与流量计相连。
9、进一步地，试验区域两侧设有所述侧面挡板，侧面挡板的高度应高于路面排水层高度，长度大于试验区域的长度。
10、进一步地，所述泄流孔的高度高于所述流量计轴心高度，使水箱与流量计形成水头差。
11、进一步地，所述盖板长度长于试验区域的长度，宽度与试验区域相同，使用时放置在试验区域上方。
12、进一步地，所述流量计能显示瞬时流量。
13、进一步地，测定仪所有存在机械缝隙的地方都以防水材料密封。
14、实现所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪的测试方法，包括以下步骤：安装好仪器后，持续往水箱加水，检查仪器的水密性，水仅能从本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于，包括带泄流孔(1)的水箱(2)、前储水腔体(4)、侧面挡板(3)、盖板(5)、后储水腔体(7)、流量计(6)；
2.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述前储水腔体(4)和后储水腔体(7)形状相同，均为侧面开口的方形容器，顶部开孔，顶部有延长搭板。
3.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述前储水腔体(4)和后储水腔体(7)的宽度与试验区域的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述水箱(2)侧面下部开孔。
5.根据权利要求4所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述水箱(2)侧面下部的开孔与前储水腔体(4)的顶部开孔相连；所述后储水腔体的顶部开孔与流量计(6)相连。
6.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：试验区域两侧设有所述侧面挡板(3)，侧面挡板(3)的高度应高于路面排水层高度，长度大于试验区域的长度。<...
【技术特征摘要】
1.一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于，包括带泄流孔(1)的水箱(2)、前储水腔体(4)、侧面挡板(3)、盖板(5)、后储水腔体(7)、流量计(6)；
2.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述前储水腔体(4)和后储水腔体(7)形状相同，均为侧面开口的方形容器，顶部开孔，顶部有延长搭板。
3.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述前储水腔体(4)和后储水腔体(7)的宽度与试验区域的宽度相等。
4.根据权利要求1所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述水箱(2)侧面下部开孔。
5.根据权利要求4所述的一种排水路面横向渗水系数现场测定仪，其特征在于：所述水箱(2)侧面下部的开孔与前储水腔体(4)的顶部开孔相连；所述后储水腔体的顶部开孔与流量计(6)相...
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