[发明专利]一种评价和表征透水路面渗透特性方法

权利要求书

1.一种评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定新建或现役透水路面联锁块的平面几何尺寸，确定联锁块的排列规则及基层材料；

步骤2，基于所述透水路面联锁块的平面几何尺寸、联锁块的排列规则及基层材料，采用实验方法得到透水路面结构渗透系数和基层材料渗透系数；

步骤3，基于所述透水路面联锁块的平面几何尺寸、联锁块的排列规则及基层材料，根据所述实验方法的实验条件以及所述基层材料渗透系数，通过ANSYS-FLUENT建立CFD仿真模型，运行不同情况下的仿真模型，得到透水路面结构渗透系数的模拟结果，对比所述模拟结果和步骤2所得透水路面结构渗透系数，两者差别在设定范围内时，则模型有效，反之，调节模型参数，直至所述模拟结果和步骤2所得透水路面结构渗透系数的差别在设定范围内；得到透水路面的有限元仿真渗透模型；

步骤4，根据步骤2所述的实验方法，采用现场原位实验测实际路面结构渗透系数，同时得到设定水头变化范围的水流动时间及平均流速；

步骤5，根据现场原位渗透实验条件，采用步骤3所述方法构建CFD有限元模型，设定实际路面基层及接缝材料的渗透系数并运行CFD有限元模型，得到基于仿真分析的渗透系数；判断仿真分析和基于步骤4所述实验得到的渗透系数差异性，若满足误差要求，得到基层及接缝材料的实际渗透系数，并根据仿真模型运行结果评估实际透水路面表面渗透性能，同时通过该模型预估不同降雨条件下透水路面的渗透能力。

2.根据权利要求1所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤2中，实验方法所用装置具体包括控制器（1）、激光仪（3）以及渗水管（4），激光仪（3）连接控制器（1）的输入端，控制器（1）的输出端连接电脑（2），进行数据采集，并设置控制器开关，激光仪（3）设置在渗水管（4）内部，渗水管（4）的顶部设置支架（5），激光仪（3）通过悬挂杆与支架（5）连接，渗水管（4）顶端开口，用于放置支架（5），渗水管（4）放置在透水路面顶部，透水路面由联锁块（6）与基层材料（7）组成。

3.根据权利要求2所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤2中，进行室内透水路面渗透实验：

采用所述实验装置进行渗透实验，通过向渗水管注水给定初始水头高度，打开控制器并通过激光测距仪记录水头随时间的变化，并根据修正达西定律 v=k*iⁿ 确定测试条件下透水路面的实际渗透系数，得到给定水头变化范围的水流动时间，其中，v为水的流速，mm/s; k为修正的达西渗透系数，mm/s; i为水力梯度，mm/mm。

4.根据权利要求2所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤3中，根据步骤2所述实验装置的几何参数，通过ANSYS-FLUENT建立CFD仿真模型；

设置出入口边界条件类型，输入基层材料渗透系数值；

运行不同条件下的仿真模型，得到透水路面结构渗透系数的模拟结果，对比所述模拟结果和步骤2所得透水路面结构渗透系数，两者差别在设定范围内时，则模型有效，反之，调节模型参数，直至所述模拟结果和步骤2所得透水路面结构渗透系数的差别在设定范围内；得到透水路面的有限元仿真渗透模型。

5.根据权利要求4所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤3中，有限元仿真渗透模型进出口边界条件为压力入口和压力出口。

6.根据权利要求2所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤2中所用实验装置为简化实验装置，实验装置尺寸满足至少一个单元排列模式即可。

7.根据权利要求1所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤2中，为控制实验变量，所述联锁块均为不透水砖块。

8.根据权利要求2所述的评价和表征透水路面渗透特性方法，其特征在于，步骤2中，所述渗水管为圆柱形渗水管，位移传感器精度为0.01mm。