[发明专利]一种针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置及方法

权利要求书

1.一种针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置，其特征在于，包括：

路面结构试验箱体(1)，所述路面结构试验箱体(1)内填充待测试透水路面(Ⅰ)和土基(Ⅱ)，所述土基(Ⅱ)位于所述待测试透水路面(Ⅰ)的下方；所述路面结构试验箱体(1)的底部设置有排水口(2)和补水口(3)；所述路面结构试验箱体(1)的内部并位于所述路面结构试验箱体(1)的底部设置有排水垫板(7)，隔开土基(Ⅱ)和位于所述路面结构试验箱体(1)底部的排水口(2)，用于汇集土基(Ⅱ)内部雨水并流畅排出所述路面结构试验箱体(1)；所述排水垫板(7)上密布排水孔(8)；

表面接触式制冷装置(4)，所述表面接触式制冷装置(4)用于对所述待测试透水路面(Ⅰ)进行降温；所述表面接触式制冷装置(4)包括接触式橡胶囊(11)和冷浴循环机(12)，所述接触式橡胶囊(11)放置在所述待测试透水路面(Ⅰ)的顶面；所述接触式橡胶囊(11)内填充有冷媒；所述接触式橡胶囊(11)上设置有进液口(13)和出液口(14)，所述进液口(13)和所述出液口(14)通过管路连接所述冷浴循环机(12)形成闭环；

地下水补水模拟装置(5)，所述地下水补水模拟装置(5)包括储水槽，所述储水槽通过管线与所述补水口(3)相连接，并且，所述储水槽内的水面与所述路面结构试验箱体(1)内预设的地下水位高度一致，用以模拟地下水的毛细作用；所述储水槽的高度能调整；所述储水槽设置有循环补水装置和溢流口，能够维持恒定的水面高度；以及，

温度传感器和含水量传感器，所述温度传感器用于测量待测试透水路面(Ⅰ)和/或所述土基(Ⅱ)的温度，所述含水量传感器用于测量待测试透水路面(Ⅰ)和/或所述土基(Ⅱ)的含水量。

2.根据权利要求1所述的针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置，其特征在于，所述路面结构试验箱体(1)为敞口方形结构，由有机玻璃制成，能直接观察所述路面结构试验箱体(1)的内部情况。

3.根据权利要求1所述的针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置，其特征在于，所述路面结构试验箱体(1)的一侧设置有高度标尺。

4.根据权利要求1所述的针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置，其特征在于，所述路面结构试验箱体(1)的侧壁上开设有若干通孔(6)，所述若干通孔(6)沿高度方向布置，每个所述通孔(6)配有防水旋盖，当需要测定设定位置的待测试透水路面(Ⅰ)和/或土基(Ⅱ)的温度和含水量时，打开对应的所述防水旋盖，在待测试透水路面(Ⅰ)和/或土基(Ⅱ)的内部植入所述温度传感器和所述含水量传感器。

5.根据权利要求1所述的针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置，其特征在于，所述路面结构试验箱体(1)的外部设置有可拆卸的保温层(10)。

6.一种基于上述权利要求1至5任一项所述针对高地下水条件的透水路面冻融试验装置的透水路面冻融试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，关闭路面结构试验箱体(1)底部的排水口(2)，从路面结构试验箱体(1)侧面的通孔(6)植入温度传感器和含水量传感器至待测试透水路面(Ⅰ)和/或土基(Ⅱ)的内部；

步骤2，将储水槽与路面结构试验箱体(1)底部的补水口(3)连接，并保证储水槽内的水面与路面结构试验箱体(1)内预设的地下水位高度一致，用以模拟地下水的毛细作用；

步骤3，布置表面接触式制冷装置(4)，并在路面结构试验箱体(1)的外部安装保温层(10)；

步骤4，启动表面接触式制冷装置(4)，设置冷却温度，持续若干小时；同时采样记录待测试透水路面(Ⅰ)内部的温度分布情况；

步骤5，关闭表面接触式制冷装置(4)，卸下路面结构试验箱体(1)顶部的保温层(10)，静置若干小时，使待测试透水路面(Ⅰ)逐步恢复室温，当待测试透水路面(Ⅰ)恢复至室温后重新安装保温层(10)；

步骤6，重复步骤4和步骤5，直到达到目标冻融循环次数；

步骤7，进行冻融循环后的透水路面(Ⅰ)性能测试，分析路面结构内部水分迁移和温度场的变化，取样测试路面材料强度指标，考察经历设定次数冻融后的透水路面(Ⅰ)性能变化。