[发明专利]一种模拟透水混凝土层的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟透水混凝土层的试验装置及方法，它解决了现有技术中不能直观地观察透水混凝土内部堵塞颗粒的运移和堵塞演变过程的问题，利用堆积聚丙烯酸钠小球模拟透水混凝土试件进行实验研究，可以对试件进行可视化，更加直观的观察试件内部堵塞的发展进程和堵塞颗粒的运移情况；其技术方案为：包括透明水槽，所述透明水槽的顶部具有顶板；所述透明水槽中设置多层金属网，放置于透明水槽内部不同层的聚丙烯酸钠小球经金属网压缩形成不同粒径、不规则间隙的球体，以模拟透水混凝土集料。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种模拟透水混凝土层的试验装置及方法。

背景技术

我国于2014年开始的“海绵城市”建设中广泛应用透水混凝土路面来缓解城市防涝压力。采用透水混凝土路面结构有助于改善道路的设计，从而使降雨不产生或尽量少产生地表径流。与传统混凝土相比，透水混凝土只含少量细骨料或几乎不含细骨料，在其结构内部含有大量相互贯通的孔隙，孔隙率通常在15％～30％之间。

透水混凝土路面的堵塞引起渗透性降低，是其主要病害之一。目前对于颗粒物随雨水入渗的引起堵塞虽有一些研究，但都是基于真实的透水混凝土试件，结合电导率测试，来进行堵塞模拟试验，研究透水路面的堵塞机理。但这样的方法并不能直观地观察透水混凝土内部堵塞颗粒的运移和堵塞演变过程。

综上所述，现有技术中对于如何直观地观察透水混凝土内部堵塞颗粒的运移和堵塞演变过程的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种模拟透水混凝土层的试验装置及方法，利用堆积聚丙烯酸钠小球模拟透水混凝土试件进行实验研究，可以对试件进行可视化，更加直观的观察试件内部堵塞的发展进程和堵塞颗粒的运移情况。

本发明采用下述技术方案：

一种模拟透水混凝土层的试验装置，包括透明水槽，所述透明水槽的顶部具有顶板；所述透明水槽中设置多层金属网，放置于透明水槽内部不同层的聚丙烯酸钠小球经金属网压缩形成不同粒径、不规则间隙的球体，以模拟透水混凝土集料。

进一步的，所述顶板为带孔钢板。

进一步的，多层金属网的网格间隙不同。

进一步的，所述透明水槽的一侧靠上位置设有进水口，其另一侧靠下位置设有出水口。

进一步的，所述进水口和出水口安装有阀门。

进一步的，所述透明水槽为玻璃材质。

一种模拟透水混凝土层的方法，包括以下步骤：

步骤(1)计算某一体积透水混凝土块在特定孔隙率下所需的聚丙烯酸钠小球体积；

步骤(2)利用排水法得到所述体积的聚丙烯酸钠小球；

步骤(3)将若干聚丙烯酸钠小球放入透明水槽中，使用金属网对所述体积下的聚丙烯酸钠小球进行压缩，使聚丙烯酸钠小球完全填充在预设透水混凝土块的体积下；

步骤(4)进行透水混凝土的堵塞模拟试验。

进一步的，所述步骤(3)中，使用金属网压缩聚丙烯酸钠小球时控制聚丙烯酸钠小球的孔隙率与透水混凝土块一致。

进一步的，选择单一粒径或多种粒径组合形式的聚丙烯酸钠小球模拟透水混凝土层。

进一步的，所述步骤(4)中，试验时配置高清相机，高清相机记录的数据采用图形处理技术进行分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：