一种沥青路面排水性能测试仪器

本技术属于仪器测试领域，特别涉及一种沥青路面排水性能测试仪器。

背景技术：

1、公路建设运营过程中，多种因素影响着公路的运营质量，需要首先面对的一大自然影响因素便是降雨。降雨在路面便会形成积水或是水流，积水的厚度影响着公路运营的安全和路面结构的耐久性。因此为了提高道路的安全性，避免路面遭受水损害，在道路设计建造时，需要为道路设计一定的排水性能。道路排水性能的评价是道路排水设计时的重要参考。

2、目前我国对于路面排水性能的评价尚没有统一且行之有效的量化标准。针对已定的沥青路面材料及道路路线几何条件下，对于不同的降雨强度，会对路面的造成何种积水效果，路面排水情况如何，径流渗流分摊的排水任务如何。这些问题目前都没有综合的量化评价手段。

3、道路的排水主要是通过渗流与路面径流完成。在实际的工程中，沥青路面排水大多由路面的径流排除，公路纵向汇集水，横向排出水，出于对沥青路面水稳定性考虑，一般沥青路面孔隙率较小，不能存在过大的渗流。渗流需要如排水路面一类的大孔隙率路面材料；路面径流主要是重力排水，需要道路的横坡纵坡等几何条件提供径流动力。

4、对于路面渗流，是排水路面、透水路面等大孔隙率沥青混合料的排水方式，渗流的大小目前主要是以渗水系数的测定表征，在jtg/t 3350 03 2020《排水沥青路面设计与施工技术规范》、jtg/e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》都提到了渗水系数的测量方式，普通沥青路面虽然亦有渗水系数的测定，但其孔隙率较小，渗水系数也较小，而排水路面和透水路面的渗水系数测试方法与普通沥青路面渗水系数测量方法一致，但其渗水系数一般更大；而对于路面径流的排水能力则没有具体的测试方法或计算方法，仅在《公路路线设计规范》(jtg d20—2017)中提到了对于横坡和纵坡最低要求，以满足排水需求。但在实际工程当中，即使满足了纵坡和横坡的设计，相当多的情况下几何条件叠加路面条件都会产生路面易积水、排水困难等问题，如八车道、十车道等宽路面的情况，横坡、纵坡、合成坡度等几何约束不一定能够保证足够的排水性能。如果能在设计或者室内试验阶段就能够对这些易积水的情况有预见性检测结果并做出调整，那便可以极大提高工程的安全性和经济性。

5、当然，除此之外，沥青路面的沥青材料、石料的性质、混合料的设计等因素均会影响路面的径流与渗流，因此路面的排水性能是一个多因素影响下的结果。因此对于渗流与路面径流结合的排水能力评价应当有一个直观简单的标准。公路在运营过程中，积水对于路面的危害主要是行车安全以及对于路面结构的破坏。

6、积水对于行车安全的影响主要是由于积水达到一定厚度之后，汽车高速行驶过积水会由于积水的水压力过大而使得汽车发生水漂现象，此时汽车方向易跑偏，亦或者是存在的积水在车辆行驶时会轮后产生水雾，影响后车的视距，从而导致交通事故；对于道路路面结构，对于水稳定性较差的沥青路面，积水难以排除容易导致沥青与石料间的粘结性受损，从而产生剥落等危害。

7、现有的沥青混合料渗水测试仪(cn201310641588.4)，包括底座和设于底座上的固定框架，底座上还设有升降平台，所述升降平台通过螺旋上升装置进行高度调节，所述升降平台上向上依次设有试件下固定装置、套筒、试件上固定装置和活塞压缩筒，且所述试件上固定装置与试件下固定装置通过螺栓连接，所述套筒通过固定槽定位在试件上固定装置与试件下固定装置之间，并且所述套筒的内腔与所述活塞压缩筒的内腔连通，在所述试件下固定装置底部还设有向下的流水口。所述活塞压缩筒的下部设有智能电子水表，智能电子水表上设有第一螺纹连接阀门，所述活塞压缩筒的外侧还套有水槽，所述水槽的侧壁上部设有溢流口，且水槽通过第一螺纹连接阀门与所述活塞压缩筒的内腔连通。所述活塞压缩筒的正上方还对应设有活塞装置，所述活塞装置上设有第二螺纹连接阀门，所述底座上还安装有电动机，该沥青混合料渗水测试仪还包括与所述固定框架连接的齿轮链条传动装置，且所述电动机通过所述齿轮链条传动装置与活塞装置连接，当启动电动机时，活塞装置通过齿轮链条传动装置的带动在所述活塞压缩筒的内腔中做上下往复运动。其通过在上述结构中设计了由电动机和齿轮链条传动装置带动的活塞装置，并且配合相应的试件下固定装置、套筒、试件上固定装置、活塞压缩筒和水槽等结构，实现在静水压下的变水头测量与常水头测量，但是结构和操作复杂。

技术实现思路

1、本实用新型的目是提供既能解决路面排水性能的评价问题操作简单的沥青路面排水性能测试仪器，具体是通过测量实时的水膜厚度从而评价此路面是否能处理固定雨量下的降雨，为了直观简单的评价路面的排水能力，以剩余的水膜厚度(即用喷水模拟的降雨在材料上留下的最大积水厚度)表征产生的积水厚度并且通过设置的两个容器收集水量可得出地表径流与渗流各占排除水量的百分比，以研究不同道路材料组合不同几何特征下的排水情况。

2、一种沥青路面排水性能测试仪器，包括水箱、超声波水位测试仪器、喷头、承接水量的容器和车辙板试件；所述水箱底部的水管与喷头连接，所述水管设有水阀；喷头下方设有承接水量的容器，容器内放置车辙板试件，车辙板试件上方设有引流装置。

3、进一步地，所述承接水量的容器包括径流水承接容器和渗流水承接容器，所述渗流水承接容器位于径流水承接容器内。

4、进一步地，所述径流水承接容器内设有若干垫块，垫块上放置所述渗流水承接容器。

5、进一步地，所述渗流水承接容器的垫块上设有所述垫片，所述垫片之上放置已脱模的车辙板试件。

6、进一步地，所述垫片下方放置若干垫块。

7、进一步地，垫片为带孔或者不带孔的金属垫片。

8、进一步地，所述引流装置包括套环，套环上设有引流板。

9、进一步地，所述套环为方形铁环。

10、进一步地，所述套环的长宽与试件一致。

11、进一步地，所述套环的高为2cm～2.5cm。

12、与现有的技术相比，本实用新型的有益效果为：

13、本实用新型的一种沥青路面排水性能测试仪器结构简单，上部为仪器主要部分，下部为室内试验是中增加的系统，包含两个方形容器，试件垫在垫片上，垫片有透水与不透水两种，根据模拟的道路是否存在防水层决定，试件上部用方形铁环固定，试件上表面接一个塑料的薄片导水到外圈更大的方形容器，此处的水表示由路标径流产生的排水，内圈较小的方形容器承接由试件渗流产生的排水。本实用新型的试仪器适用室内室外做无损的沥青路面排水性能测试，计算好排水范围后设置好打开水阀、水位测量仪器即可测量，操作简单，实验不采用其他指标反映排水性能，直接采用积水产生的厚度体现排水能力，精确直观。

技术特征：

1.一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于，包括水箱、超声波水位测试仪器、喷头、承接水量的容器和车辙板试件；所述水箱底部的水管与喷头连接，所述水管设有水阀；喷头下方设有承接水量的容器，容器内放置车辙板试件，车辙板试件上方设有引流装置。

2.根据权利要求1所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述承接水量的容器包括径流水承接容器和渗流水承接容器，所述渗流水承接容器位于径流水承接容器内。

3.根据权利要求2所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述径流水承接容器内设有若干垫块，垫块上放置所述渗流水承接容器。

4.根据权利要求3所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述渗流水承接容器的垫块上设有垫片，所述垫片之上放置已脱模的车辙板试件。

5.根据权利要求4所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述垫片下方放置若干垫块。

6.根据权利要求1所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：垫片为带孔或者不带孔的金属垫片。

7.根据权利要求1~6任一项所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述引流装置包括套环，套环上设有引流板。

8.根据权利要求7所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述套环为方形铁环。

9.根据权利要求7所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述套环的长宽与试件一致。

10.根据权利要求7所述的一种沥青路面排水性能测试仪器 ，其特征在于：所述套环的高为2cm~2.5cm。

技术总结
本技术公开了一种沥青路面排水性能测试仪器，包括水箱、超声波水位测试仪器、喷头、承接水量的容器和车辙板试件；所述水箱底部的水管与喷头连接，所述水管设有水阀；喷头下方设有承接水量的容器，容器内放置车辙板试件，车辙板试件上方设有引流装置；所述承接水量的容器包括径流水承接容器和渗流水承接容器，所述渗流水承接容器位于径流水承接容器内，所述渗流水承接容器的垫块上设有所述垫片，所述垫片之上放置已脱模的车辙板试件，所述垫片下方放置若干垫块。开始试验前，设定好车辙板试件的坡度与降雨强度、降雨时间，并调整好降雨范围覆盖试件表面，随后开始实验开始。

技术研发人员：吴文亮,曾威凯,李智
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：20230829
技术公布日：2024/3/21