專利名稱：模擬太陽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)用于各級道路尤其是高等級道路中，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安全。在道路修筑中通常采用高性能浙青或通過浙青改性來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輻射的能力，使浙青路面在日光輻射下升溫慢、溫度低(相對于未涂覆材料時(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。而通過室內(nèi)模擬太陽輻射對比試驗(yàn)試件表面溫度變化，即差熱現(xiàn)象，可以為道路材料性能、病害檢測研究提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而，本發(fā)明公開了一種使用模擬太陽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
針對研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對浙青路面溫度的影響問題，本發(fā)明提供了一種模擬太陽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)路面試件接收太陽能輻射的輻照度；
2)打開輻射源開關(guān)，用太陽能功率表測量各試件安裝架中心輻照度，通過調(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)閉輻射源開關(guān)；
3)在安裝架位置安裝編號的路面試件，測量并記錄環(huán)境溫度；用紅外測溫儀測量并記錄各路面試件表面初始溫度，打開輻射源并記錄時(shí)間；4)按固定時(shí)間間隔，用紅外測溫儀測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)對多個(gè)路面試件進(jìn)行對比試驗(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輻射條件下路面試件差熱的試驗(yàn)方法，從而能夠針對研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對浙青路面溫度的影響問題進(jìn)行試驗(yàn)，用來為道路材料性能、病害檢測研究提供試驗(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2% —18%空隙率的路面標(biāo)準(zhǔn)車轍板試件進(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。打開輻射源開關(guān)，采用TES-1333太陽能輻射儀測量9個(gè)試件安裝架位置半球向日射輻照度，通過調(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)打開輻射源開關(guān)，用太陽能功率表測量各試件安裝架中心輻照度，通過調(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)閉輻射源開關(guān)； 3)在安裝架位置安裝編號的路面試件，測量并記錄環(huán)境溫度；用紅外測溫儀測量各路面試件表面初始溫度，打開輻射源并記錄時(shí)間； 4)按固定時(shí)間間隔，用紅外測溫儀測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)明公開了一種模擬太陽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組成的低成本簡便試驗(yàn)裝置。本發(fā)明可通過調(diào)整輻射源數(shù)量、布局及高度，模擬太陽輻射對各不同材料或規(guī)格的路面試件照射；并通過改變路面試件及表面輻照度等試驗(yàn)條件，對比分析試驗(yàn)過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、病害檢測的研究提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明針對研究現(xiàn)有道路表面涂覆材料及透水等病害對瀝青路面溫度的影響問題，條件可控、成本低、簡便易行，試驗(yàn)數(shù)據(jù)精確、有效，具有復(fù)現(xiàn)性。
文檔編號G01N25/20GK102866174SQ20121033878
公開日2013年1月9日 申請日期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, 岳學(xué)軍, 侯曙光, 李忠玉, 劉玉恒, 郝長峰, 蔚廣義 申請人:河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司