本發(fā)明屬于路面工程與試驗(yàn)測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種路面半剛性基層材料凍融試驗(yàn)機(jī)；特別適用于路面工程半剛性基層抗凍試驗(yàn)。

背景技術(shù)：

半剛性基層材料因其具有整體性強(qiáng)、承載力高等特點(diǎn)，在公路路面工程中廣泛應(yīng)用。但是半剛性基層亦具有抗凍性較差的缺點(diǎn)，容易在凍融作用下產(chǎn)生破壞。所以，對于處于寒冷地區(qū)的公路工程來說，半剛性基層的抗凍性是重要性能指標(biāo)。

常規(guī)的抗凍試驗(yàn)方法是采用冰箱或冰柜進(jìn)行試驗(yàn)，使得試驗(yàn)中規(guī)定的冷凍溫度往往達(dá)不到或不能穩(wěn)定，甚至試件無法凍透，做出來的試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性很難保證；而且，在凍融循環(huán)過程中，每次凍結(jié)結(jié)束需要人工將試件放入水槽融化，每次融化后又需要人工將試件放入冰箱，耗時(shí)耗力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種路面半剛性基層材料凍融試驗(yàn)機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中冷凍溫度達(dá)不到或不能穩(wěn)定、試件無法凍透、試驗(yàn)精度低、耗時(shí)耗力等問題。

本發(fā)明包括試件箱、水循環(huán)系統(tǒng)、控制器、制冷系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)；試件箱包括試件箱蓋、試件箱體；制冷系統(tǒng)包括散熱風(fēng)扇、冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器；蒸發(fā)器布置在試件箱體的側(cè)壁上；冷凝器、壓縮機(jī)與蒸發(fā)器采用管路連接；水循環(huán)系統(tǒng)包括水箱、水泵、加熱管、水箱溫度傳感器；試件箱體側(cè)壁上設(shè)有入水口，底部設(shè)有出水口；水箱置于試件箱下方；水箱具有上水位、下水位、溢水口；加熱管、水箱溫度傳感器相距分離安裝在水箱上；進(jìn)水口與自來水管相連接，根據(jù)水箱水位情況對水箱中的水自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充；放水閥和溢水口與地漏連接，水泵與試件箱入水口管路連接；水泵與計(jì)算機(jī)電控連接；進(jìn)行冷凍作業(yè)時(shí)，通過安裝在試件箱體側(cè)壁上的蒸發(fā)器對試件箱體進(jìn)行制冷；快速均勻地降至設(shè)定的溫度；冷凍結(jié)束后，啟動(dòng)融解程序，水泵啟動(dòng)，將水箱中的水通過試件箱入水口注入試件箱體；通過試件箱出水口排出，加熱管對水箱的水加熱，形成恒溫水循環(huán)；試件在水中開始融化。

本發(fā)明控制器包括計(jì)算機(jī)接口、試件箱溫度傳感器接口、水溫傳感器接口、主控微電腦、繼電器；控制器的計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)電連接，試件箱溫度傳感器接口、水溫傳感器接口與試件箱溫度傳感器、水箱溫度傳感器電連接；計(jì)算機(jī)通過控制軟件對試驗(yàn)進(jìn)行全過程控制，主控微電腦顯示凍融試驗(yàn)儀當(dāng)前溫度平均值、循環(huán)數(shù)、凍融狀態(tài)等，通過手動(dòng)設(shè)置各階段試驗(yàn)參數(shù)，對試驗(yàn)進(jìn)行控制。

一個(gè)優(yōu)化的本發(fā)明方案，制冷系統(tǒng)還包括循環(huán)風(fēng)扇；循環(huán)風(fēng)扇安裝在試件箱蓋下方；循環(huán)風(fēng)扇使箱體內(nèi)空氣產(chǎn)生對流，保證箱體內(nèi)溫度的均勻性。

一個(gè)優(yōu)化的本發(fā)明方案，水循環(huán)系統(tǒng)還包括過濾槽；過濾槽安裝在試件箱體出水口的下方，過濾槽有效過濾試件凍融后掉落的殘?jiān)?，使水路循環(huán)通暢。

一個(gè)優(yōu)化的本發(fā)明方案，還包括試件架；試件架為板式雙層結(jié)構(gòu)，下部留有空間；試件架安裝在試件箱體內(nèi)；試驗(yàn)時(shí)，試件置于試件箱體內(nèi)的試件架上，保證試件均勻受凍。

一個(gè)優(yōu)化的本發(fā)明方案，還包括隔溫透明樹脂板，隔溫透明樹脂板上具有試件箱傳感器插孔，傳感器插孔沿對角線均布；隔溫透明樹脂板置于試件箱蓋下方，循環(huán)風(fēng)扇安裝在隔溫透明樹脂板下方；傳感器插孔有效固定傳感器的位置，試驗(yàn)人員在打開試件箱蓋觀察試驗(yàn)進(jìn)展時(shí)，隔溫透明樹脂板可減少溫度損失，起到更好的保溫作用。

本發(fā)明的積極效果在于：只需設(shè)定凍結(jié)溫度和時(shí)間、融解時(shí)間、凍融循環(huán)次數(shù)，即能自動(dòng)完成凍融周期全過程，實(shí)現(xiàn)路面半剛性基層材料凍融循環(huán)試驗(yàn)的全自動(dòng)化，縮短試驗(yàn)周期；在凍融轉(zhuǎn)換過程中，不用人為注水、搬運(yùn)、計(jì)時(shí)、測溫；可根據(jù)試驗(yàn)需要，自主設(shè)定凍融參數(shù)，方便靈活；減少人工，效率高；還設(shè)置了循環(huán)風(fēng)扇加強(qiáng)空氣對流，使箱體內(nèi)快速均勻的達(dá)到設(shè)定溫度，試驗(yàn)精度高；可及時(shí)準(zhǔn)確的得到半剛性基層材料抗凍性數(shù)據(jù)，提高北方地區(qū)路面半剛性基層施工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明正視結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明后視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明試件箱與水箱剖視圖；

圖5為本發(fā)明水箱俯視圖；

圖6為本發(fā)明試件架示意圖；

圖7為本發(fā)明隔溫透明樹脂板示意圖；

圖中：1試件箱蓋、2試件箱體、3水箱、4控制器、5制冷系統(tǒng)、6計(jì)算機(jī)、7試件架、8隔溫透明樹脂板、9循環(huán)風(fēng)扇、10散熱風(fēng)扇、11水泵、12冷凝器、13壓縮機(jī)、14蒸發(fā)器、15過濾槽、16加熱管、17水箱溫度傳感器、2a試件箱入水口、2b試件箱出水口、2c試件箱出水口閥門、3a水箱上水位、3b水箱下水位、3c溢水口、4a計(jì)算機(jī)接口、4b試件箱溫度傳感器接口、4c水溫傳感器接口、4d主控微電腦、4e繼電器、5a進(jìn)水口、5b放水閥、8a試件箱傳感器插口。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括試件箱、水循環(huán)系統(tǒng)、控制器4、制冷系統(tǒng)5、計(jì)算機(jī)6；試件箱包括試件箱蓋1、試件箱體2、試件架7、隔溫透明樹脂板8。

如圖4、圖6所示，試件架7為板式雙層結(jié)構(gòu)，下部留有空間；試件架7安裝在試件箱體2內(nèi)；試驗(yàn)時(shí)，試件置于試件箱體2內(nèi)的試件架7上，保證試件均勻受凍。

如圖4、圖7所示，隔溫透明樹脂板8上具有試件箱傳感器插孔8a，傳感器插孔8a沿對角線均布；隔溫透明樹脂板8置于試件箱蓋1下方，傳感器插孔8a有效固定傳感器的位置，試驗(yàn)人員在打開試件箱蓋1觀察試驗(yàn)進(jìn)展時(shí)，隔溫透明樹脂板8可減少溫度損失，起到更好的保溫作用。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，制冷系統(tǒng)5包括散熱風(fēng)扇10、冷凝器12、壓縮機(jī)13、蒸發(fā)器14、循環(huán)風(fēng)扇9；蒸發(fā)器14布置在試件箱體2的側(cè)壁上；冷凝器12、壓縮機(jī)13與蒸發(fā)器14采用管路連接；進(jìn)行冷凍作業(yè)時(shí)，通過安裝在試件箱體2側(cè)壁上的蒸發(fā)器14對試件箱體2進(jìn)行制冷；循環(huán)風(fēng)扇9安裝在隔溫透明樹脂板8下方；在循環(huán)風(fēng)扇9的作用下，箱體內(nèi)空氣產(chǎn)生對流，保證箱體內(nèi)溫度的均勻性，快速均勻地降至設(shè)定的溫度。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，水循環(huán)系統(tǒng)包括水箱3、水泵11、過濾槽15、加熱管16、水箱溫度傳感器17；試件箱體2側(cè)壁上設(shè)有入水口2a，底部設(shè)有出水口2b；出水口2b處安裝有試件箱出水口閥門2c；水箱3置于試件箱下方；水箱3具有上水位3a、下水位3b、溢水口3c；過濾槽15安裝在試件箱體出水口2b的下方，過濾槽15有效過濾試件凍融后掉落的殘?jiān)?，使水路循環(huán)通暢；加熱管16、水箱溫度傳感器17相距分離安裝在水箱3上；進(jìn)水口5a與自來水管相連接，根據(jù)水箱水位情況對水箱中的水自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充；放水閥5b和溢水口3c與地漏連接，水泵11與試件箱入水口2a管路連接；水泵11與計(jì)算機(jī)6電控連接；冷凍結(jié)束后，啟動(dòng)融解程序，水泵11啟動(dòng)，將水箱3中的水通過試件箱入水口2a注入試件箱體2；通過試件箱出水口2b排出，加熱管16對水箱的水加熱，形成恒溫水循環(huán)；試件在水中開始融化。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示控制器4包括計(jì)算機(jī)接口4a、試件箱溫度傳感器接口4b、水溫傳感器接口4c、主控微電腦4d、繼電器4e；控制器4的計(jì)算機(jī)接口4a與計(jì)算機(jī)6電連接，試件箱溫度傳感器接口4b、水溫傳感器接口4c與試件箱溫度傳感器、水箱溫度傳感器17電連接；計(jì)算機(jī)6通過控制軟件對試驗(yàn)進(jìn)行全過程控制，主控微電腦4d不僅顯示凍融試驗(yàn)儀當(dāng)前溫度平均值、循環(huán)數(shù)、凍融狀態(tài)等，還能夠直接通過它手動(dòng)設(shè)置各階段試驗(yàn)參數(shù)，對試驗(yàn)進(jìn)行控制。

具體試驗(yàn)方法是：

打開水龍頭，確保正常水壓；然后打開試件箱將待試驗(yàn)的試件放入試件箱體2內(nèi)；蓋好隔溫透明樹脂板8，插好傳感器，關(guān)上試件箱蓋1。打開面板上的電源開關(guān)，進(jìn)入計(jì)算機(jī)6操作程序，根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)定冷凍時(shí)間、融化時(shí)間、恒溫時(shí)間及凍融次數(shù)等參數(shù)，開始新試驗(yàn)；凍融循環(huán)即開始自動(dòng)運(yùn)行，如水箱缺水將自動(dòng)補(bǔ)水并會(huì)出現(xiàn)報(bào)警提示。當(dāng)完成設(shè)定的循環(huán)次數(shù)后系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并提示試驗(yàn)已完成。