[发明专利]径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置及方法

权利要求书

1.径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，包括顶部设置开口的模型箱，在模型箱内从底部到顶部依次设置下基层、上基层和3D打印的混凝土透水路面，在模型箱的底部设置渗流口，渗流口与收集器连通。

2.如权利要求1所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，在模型箱顶部一侧设有与恒定水头供水箱连通的进水口，另一侧设有与循环水箱连通的排水口，循环水箱通过管路与恒定水头供水箱连通。

3.如权利要求2所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，在所述进水口与恒定水头供水箱之间、排水口与循环水箱之间，渗流口与收集器之间均设置有阀门。

4.如权利要求1所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，所述收集器的顶部敞口设置，在收集器的底部设置有称重机构。

5.如权利要求4所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，所述称重机构与控制单元连接。

6.如权利要求5所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，所述模型箱为透明材料制成，在所述模型箱的一侧设置有录像机，录像机与所述的控制单元连接。

7.如权利要求1所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置，其特征在于，所述混凝土透水路面采用水泥、单粒级石灰岩碎石和氨基磺酸盐系高效减水剂制成。

8.如权利要求1-7任一项所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置的制作方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)将3D打印的透水路面、下基层石子和上基层石子放入去离子水中浸泡设定时间，浸泡后进行风干；

2)选择粒径为10-20mm的石子作为下基层，在下基层表面铺设粒径为5-10mm的石子作为上基层，每装填40mm高度压实后继续装填，在上基层的表面安装3D打印的透水路面；

3)进水口与恒定水头供水箱连接，排水口与循环水箱连接，将收集器设于渗流口的下部，在收集器的底部设置称重机构，在模型箱的侧部设置录像机；

4)将称重机构、录像机与控制单元分别单独连接。

9.如权利要求1-7任一项所述的径流作用下3D打印透水路面缩尺模拟装置的试验方法，其特征在于，具体步骤如下：

A.非水相液体运移规律试验：

采用不溶于水单溶于有机溶剂的苏丹红IV对非水相液体进行染色，在模型箱表面中央以设定的速度加入设定体积的的非水相液体，查看并记录收集器所收集的渗流流量的重量；

改变速度进行多次试验；

B.非水相液体包裹的沙粒运移规律试验：

在模型箱内3D打印的透水路面上表面均匀铺设设定质量的包裹非水相液体的沙粒，在模型箱内进行注水排水共n次即完成一次大循环，查看并记录收集器收集的渗流流量的重量，n大于等于5；

进行第二次铺设包裹非水相液体的沙粒，重复注水排水共多次即第二次大循环，记录相应的数据，直至完成至少3次大循环试验，其中，包裹非水相液体的沙粒的粒径为0.15-0.3mm、0.3-0.6mm和0.6-1.18mm，对每种粒径的沙粒进行依次进行试验。

10.如权利要求9所述的试验方法，其特征在于，在试验中，对堵塞的3D打印的透水路面，采用水流冲刷的方式进行冲洗和/或采用吸尘器对透水路面进行吸尘。