專(zhuān)利名稱(chēng)：模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)方法及裝置，尤其涉及一種模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法及裝置。
背景技術(shù)：
浙青路面是道路建設(shè)中最廣泛適用的路面，應(yīng)用于各級(jí)道路尤其是高等級(jí)道路中，具有平整、噪聲低、舒適性好、易修復(fù)等特點(diǎn)。浙青路面是用浙青材料作結(jié)合料的路面結(jié)構(gòu)，浙青結(jié)合料將礦質(zhì)粒料粘結(jié)成整體，增加強(qiáng)度和增強(qiáng)路面抵抗行車(chē)破壞的能力，并使路面具有抗水性。浙青路面的缺點(diǎn)是溫度敏感性較高。由于浙青路面呈黑色，吸收太陽(yáng)輻射較強(qiáng)，路面升溫快、溫度高，特別是在夏季其強(qiáng)度下降更加明顯，若控制不好會(huì)使路面發(fā)軟泛油或推 移剪裂破壞，嚴(yán)重影響了浙青路面的使用壽命和行車(chē)安全。在道路修筑中通常采用高性能浙青或通過(guò)浙青改性來(lái)改善浙青材料的溫度敏感性，這使得道路材料成本大大增加。目前國(guó)內(nèi)外有多種道路表面涂覆材料，能夠使浙青路面減少吸收太陽(yáng)輻射的能力，使浙青路面在日光輻射下升溫慢、溫度低(相對(duì)于未涂覆材料時(shí))，從而相當(dāng)于改善了浙青材料的溫度敏感性。當(dāng)浙青道路出現(xiàn)透水病害時(shí)，由于日光照射，路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)水分逐漸蒸發(fā)而帶走熱量，造成路面透水與不透水的部分在相同時(shí)刻的溫度有差異，發(fā)生差熱現(xiàn)象。在化工行業(yè)有差熱技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用在程序控制溫度下，測(cè)量目標(biāo)物和參比物之間的溫度差與溫度關(guān)系，其主要是通過(guò)加熱物質(zhì)的辦法，考察這兩個(gè)物質(zhì)間的溫度差別。而通過(guò)室內(nèi)模擬太陽(yáng)輻射對(duì)比試驗(yàn)試件表面溫度變化，即差熱現(xiàn)象，可以為道路材料性能、病害檢測(cè)研究提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而，本發(fā)明公開(kāi)了一種使用模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法及裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對(duì)浙青路面溫度的影響問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種模擬太陽(yáng)輻射條件下研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法及裝置，為相關(guān)研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，包括以下步驟
1)預(yù)設(shè)路面試件接收太陽(yáng)能輻射的輻照度；
2)打開(kāi)輻射源開(kāi)關(guān)，用太陽(yáng)能功率表測(cè)量各試件安裝架中心輻照度，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)裝置的輻射源數(shù)量、布局及位置，使各試件安裝架中心接收的輻照度均勻并與設(shè)定值相一致，關(guān)閉輻射源開(kāi)關(guān)；
3)在安裝架位置安裝編號(hào)的路面試件，測(cè)量并記錄環(huán)境溫度；用紅外測(cè)溫儀測(cè)量并記錄各路面試件表面初始溫度，打開(kāi)輻射源并記錄時(shí)間；4)按固定時(shí)間間隔，用紅外測(cè)溫儀測(cè)量上述各路面試件表面的溫度并記錄；
5)在有路面試件表面溫度達(dá)到試驗(yàn)規(guī)定最終溫度或時(shí)間后，關(guān)閉輻射源開(kāi)關(guān)；
6)整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)工具分析各路面試件表面溫差與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即差執(zhí).
7)進(jìn)行平行試驗(yàn)，重復(fù)步驟I至步驟6，完成其余各組試件試驗(yàn)；
8)依據(jù)試驗(yàn)設(shè)定變換不同輻照度，重復(fù)步驟I至步驟7，得到各設(shè)定輻照度條件下試件表面差熱數(shù)據(jù)。根據(jù)上述模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，其特征在于所述輻照度
為半球向日射輻照度。根據(jù)上述模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，其特征在于所述輻射源為50(Tl000w鹵鎢燈。本發(fā)明的另一目的是提供一種模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)裝置，包括蹄腳I、試驗(yàn)試件架2、鋁型材支架3、輻射源4、直角支架5、輻射源安裝升降架6、輻射源控制器7。所述鋁型材支架3構(gòu)成一個(gè)敞開(kāi)的工作框架；所述試驗(yàn)試件架2固定在鋁型材支架3的底部；所述直角支架5上設(shè)有螺紋孔，通過(guò)螺栓旋緊安裝在所述鋁型材支架3的豎柱上，可實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)；所述輻射源安裝升降架6固定在直角支架5上；所述輻射源4安裝分布在輻射源安裝升降架6四周的中間位置，且數(shù)量可調(diào)；所述輻射源控制器7安裝在所述福射源4芳邊。所述輻射源4為50(Tl000w鹵鎢燈等太陽(yáng)光模擬燈。所述試驗(yàn)試件架2由鋁制或鋼制材料構(gòu)成，設(shè)有多個(gè)路面試件安裝位置隔間，同時(shí)對(duì)多個(gè)路面試件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。所述輻射源安裝升降架6由鋁制或鋼制型材構(gòu)成。通過(guò)調(diào)整輻射源4數(shù)量、輻射源安裝升降架6高低位置，保證試驗(yàn)中路面試件表面的輻照度均勻且與設(shè)定值相一致。本發(fā)明的積極有益效果
本發(fā)明提供了一種模擬太陽(yáng)輻射條件下路面試件差熱的試驗(yàn)方法，從而能夠針對(duì)研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對(duì)浙青路面溫度的影響問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)，用來(lái)為道路材料性能、病害檢測(cè)研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)；本發(fā)明還提供了一種模擬太陽(yáng)輻射條件下路面試件差熱的試驗(yàn)裝置，可以連續(xù)改變輻射量參數(shù)，保證試驗(yàn)各路面試件所受輻射強(qiáng)度相同，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、復(fù)現(xiàn)性強(qiáng)，成本低、簡(jiǎn)便易行。


圖I是本發(fā)明試驗(yàn)裝置示意圖。圖中標(biāo)記I.蹄腳、2.試驗(yàn)試件架、3.鋁型材支架、4.輻射源、5.直角支架、6.輻射源安裝升降架、7.輻射源控制器。圖2是實(shí)施例第I組試件差熱曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
以對(duì)2% —18%空隙率的路面標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍板試件進(jìn)行透水病害差熱研究為例，試驗(yàn)方法包括如下步驟
首先采用AC —13級(jí)配的浙青混合料，按照浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程成型空隙率2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%的9種標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍板試件，每種3塊。將上述試件在水槽內(nèi)充分飽水；一組試驗(yàn)為9塊，共進(jìn)行3組試驗(yàn)；根據(jù)試驗(yàn)要求，試件安裝架有9個(gè)試件安裝位置隔間。預(yù)設(shè)定輻照度為lOOOwnT2 ；當(dāng)有試件表面溫度達(dá)到65°C時(shí)，試驗(yàn)終止。打開(kāi)輻射源開(kāi)關(guān)，采用TES-1333太陽(yáng)能輻射儀測(cè)量9個(gè)試件安裝架位置半球向日射輻照度，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)裝置上碘鎢燈的數(shù)量、布局及輻射源安裝升降架高低位置，使試件安裝架9個(gè)安裝中心位置上半球向日射輻照度均勻一致，并與設(shè)定lOOOwnT2的值誤差 (±5%，調(diào)整好的半球向日射輻照度見(jiàn)表I。表I第I組試件安裝中心位置半球向日射輻照度
權(quán)利要求
1.一種模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，其特征在于，所述試驗(yàn)方法包括以下步驟 1)預(yù)設(shè)路面試件接收輻射的輻照度； 2)打開(kāi)輻射源開(kāi)關(guān)，用太陽(yáng)能功率表測(cè)量各試件安裝架中心輻照度，通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)裝置的輻射源數(shù)量、布局及位置，使各試件安裝架中心接收的輻照度均勻并與設(shè)定值相一致，關(guān)閉輻射源開(kāi)關(guān)； 3)在安裝架位置安裝編號(hào)的路面試件，測(cè)量并記錄環(huán)境溫度；用紅外測(cè)溫儀測(cè)量各路面試件表面初始溫度，打開(kāi)輻射源并記錄時(shí)間； 4)按固定時(shí)間間隔，用紅外測(cè)溫儀測(cè)量上述各路面試件表面的溫度并記錄； 5)在有路面試件表面溫度達(dá)到試驗(yàn)規(guī)定最終溫度或時(shí)間后，關(guān)閉輻射源開(kāi)關(guān)； 6)整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析各路面試件表面溫差與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即差熱； 7)進(jìn)行平行試驗(yàn)，重復(fù)步驟I至步驟6，完成其余各組試件試驗(yàn)； 8)依據(jù)試驗(yàn)設(shè)定變換不同輻照度，重復(fù)步驟I到步驟7，得到各設(shè)定輻照度條件下試件表面差熱數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，其特征在于所述輻照度為半球向日射輻照度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法，其特征在于所述輻射源為50(Tl000w鹵鎢燈。
4.一種權(quán)利要求I所述模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法所用的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置包括以下部分蹄腳(I)、試驗(yàn)試件架(2)、鋁型材支架(3)、輻射源(4)、直角支架(5)、輻射源安裝升降架(6)、輻射源控制器(7);所述鋁型材支架(3)構(gòu)成一個(gè)敞開(kāi)的工作框架；所述試驗(yàn)試件架(2)固定在鋁型材支架(3)的底部；所述直角支架(5)上設(shè)有螺紋孔，通過(guò)螺栓旋緊安裝在所述鋁型材支架(3)的豎柱上，可實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)；所述輻射源安裝升降架(6)固定在直角支架(5)上；所述輻射源(4)安裝分布在輻射源安裝升降架(6)四周的中間位置；所述輻射源控制器(7)安裝在所述輻射源(4)旁邊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述試驗(yàn)試件架(2)由鋁制或鋼制材料構(gòu)成，設(shè)有多個(gè)試件安裝隔間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述輻射源安裝升降架(6)由鋁制或鋼制型材構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)裝置，其特征在于所述輻射源(4)為50(Tl000w鹵鎢燈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種模擬太陽(yáng)輻射研究路面試件差熱的試驗(yàn)方法及裝置，所述裝置為蹄腳1、試驗(yàn)試件架2、鋁型材支架3、輻射源4、直角支架5、輻射源安裝升降架6、輻射源控制器7組成的低成本簡(jiǎn)便試驗(yàn)裝置。本發(fā)明可通過(guò)調(diào)整輻射源數(shù)量、布局及高度，模擬太陽(yáng)輻射對(duì)各不同材料或規(guī)格的路面試件照射；并通過(guò)改變路面試件及表面輻照度等試驗(yàn)條件，對(duì)比分析試驗(yàn)過(guò)程中不同路面試件在不同輻射時(shí)間、輻照度條件下表面差熱情況，進(jìn)而為自然條件下路面材料性能、病害檢測(cè)的研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明針對(duì)研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對(duì)瀝青路面溫度的影響問(wèn)題，條件可控、成本低、簡(jiǎn)便易行，試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確、有效，具有復(fù)現(xiàn)性。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102866174SQ20121033878
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者劉廷國(guó), 岳學(xué)軍, 侯曙光, 李忠玉, 劉玉恒, 郝長(zhǎng)峰, 蔚廣義 申請(qǐng)人:河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司