瀝青路面紅外線加熱試驗裝置及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青路面紅外線加熱試驗裝置及試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國公路的高速發(fā)展，以前修建的瀝青公路，由于受交通量迅速增長、車輛大型化、超載嚴重以及施工質(zhì)量等因素影響，致使瀝青路面遠未達到使用年限即出現(xiàn)了裂縫、坑槽、車轍、沉陷等病害，因此急需適當(dāng)?shù)臑r青路面養(yǎng)護技術(shù)對此加以適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法是翻挖、銑刨、灌縫有病害的瀝青路面，這種方法在實施工程中不僅會污染環(huán)境，而且也會造成大量優(yōu)質(zhì)的瀝青的浪費。面對這種情況，如何采用更環(huán)保、更節(jié)約、影響小的瀝青路面養(yǎng)護方法，所以就出現(xiàn)多種養(yǎng)護方式，主要有紅外線輻射加熱、熱風(fēng)循環(huán)加熱、微波加熱等方式。其中，使用紅外線輻射加熱有病害的瀝青路面時，產(chǎn)生紅外線的裝置需要燃燒石油液化氣燃料加熱合金網(wǎng)格，當(dāng)合金網(wǎng)格的溫度到達一定程度時就會發(fā)出紅外線，進而照射在舊瀝青路面進行加熱，然而在此過程中能源的消耗比較大，由于紅外輻射加熱瀝青路面的技術(shù)還不成熟。
[0003]在使用紅外線輻射加熱瀝青舊路面的實施過程中，如果加熱時間過長或石油液化氣進氣量過大，因而會產(chǎn)生過多的熱量可能會使舊瀝青路面的表面溫度過高而性能退化，更嚴重的情況是表面瀝青著火而炭化變硬，致使瀝青的可再生性大大降低，不僅浪費資源、污染環(huán)境，而且工作效率也會大大降低。所以，需要在使用紅外線輻射加熱的過程中能根據(jù)瀝青路面的材料屬性以及病害情況，通過調(diào)整石油液化氣燃氣的用量和鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速即空氣的進氣量，能夠使燃氣用量和空氣進氣量的預(yù)混合度到一定比例，或者調(diào)節(jié)紅外線發(fā)生裝置和瀝青路面的距離，點燃混合氣使其充分燃燒并釋放更多熱量，使其發(fā)生的紅外線輻射量在實際操作要求的范圍內(nèi)。因此，很有必要設(shè)計一種試驗裝置來進一步對紅外線輻射加熱瀝青路面的技術(shù)進行優(yōu)化研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種精確度高、模擬性強、操作簡單，測得試驗數(shù)據(jù)結(jié)論能對實踐起到理論指導(dǎo)作用的瀝青路面紅外線加熱試驗裝置及試驗方法。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種瀝青路面紅外線加熱試驗裝置，包括試驗臺框架，試驗臺框架上設(shè)置有紅外線發(fā)生裝置，紅外線發(fā)生裝置連接有紅外線發(fā)生控制器、石油液化氣進氣控制閥和變頻鼓風(fēng)機，石油液化氣進氣控制閥連接至石油液化氣源，變頻鼓風(fēng)機連接空氣源，紅外線發(fā)生裝置正下端設(shè)置有用于放置瀝青試驗塊的試驗塊托盤，試驗塊托盤上設(shè)置有能夠采集紅外線發(fā)生裝置紅外線輻射量的紅外輻射流傳感器，試驗時瀝青試驗塊內(nèi)設(shè)置有若干個溫度傳感器，所述紅外輻射流傳感器和溫度傳感器均連接至數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀連接至能夠顯示試驗數(shù)據(jù)的計算機。
[0007]所述試驗臺框架上設(shè)置有升降裝置，所述試驗塊托盤固定設(shè)置在升降裝置上，通過所述升降裝置能夠調(diào)整瀝青試驗塊上表面和紅外線輻射面的距離。
[0008]所述試驗塊托盤與升降裝置的臺面之間設(shè)置有隔熱水箱。
[0009]所述石油液化氣進氣控制閥連接至石油液化氣儲存罐，石油液化氣儲存罐設(shè)置在起吊裝置上，起吊裝置上設(shè)置有能夠采集石油液化氣儲存罐重量數(shù)據(jù)的負荷傳感器，負荷傳感器連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0010]所述溫度傳感器通過熱電偶溫度補償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0011 ] 所述溫度傳感器為K型熱電偶溫度傳感器，熱電偶溫度補償塊為16通道的K型熱電偶溫度補償塊，所述試驗塊托盤底部設(shè)置有通孔，K型熱電偶溫度傳感器的熱電偶導(dǎo)線從所述通孔中引出，并與K型熱電偶溫度補償塊的補償線相連。
[0012]所述紅外線發(fā)生裝置與試驗臺框架之間的空隙，以及瀝青試驗塊與試驗塊托盤之間均設(shè)置有隔熱材料。
[0013]一種瀝青路面紅外線加熱試驗方法，包括以下步驟:
[0014]1)將瀝青試驗塊放置在試驗塊托盤上，并將若干個溫度傳感器分別布置在瀝青試驗塊的表面和內(nèi)部；
[0015]2)調(diào)節(jié)瀝青試驗塊上表面和紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射面間的距離；
[0016]3)打開石油液化氣進氣控制閥至極限開度的2/3，打開變頻鼓風(fēng)機，啟動紅外線發(fā)生裝置對瀝青試驗塊進行加熱，紅外輻射流傳感器采集紅外線發(fā)生裝置紅外線輻射量，同時瀝青試驗塊上的溫度傳感器采集瀝青試驗塊上表面以及內(nèi)部的溫度；
[0017]4)調(diào)節(jié)石油液化氣控制閥的開度，并在20Hz?50Hz范圍內(nèi)按梯度逐漸降低變頻鼓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速頻率，當(dāng)溫度傳感器檢測到瀝青試驗塊表面溫度為160°C?180°C，瀝青試驗塊內(nèi)30?40mm深度處的溫度達到70°C?100°C時，停止加熱，記錄加熱時間以及燃氣消耗量，即完成瀝青路面紅外線加熱試驗方法。
[0018]所述的步驟1)中布置溫度傳感器時，在瀝青試驗塊與紅外線發(fā)生裝置相對面的對角線中心上設(shè)置溫度傳感器，在對角線上沿對角線中心等間距分別布置深度為10mm、20mm、30mm和40mm的溫度傳感器，溫度傳感器通過熱電偶溫度補償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0019]所述步驟2)中瀝青試驗塊上表面和紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射面的距離在10mm?20mm范圍內(nèi)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置試驗時瀝青試驗塊放置在試驗塊托盤里面，瀝青試驗塊上以及內(nèi)部安裝有與連接數(shù)據(jù)采集儀相連接的若干溫度傳感器，數(shù)據(jù)采集儀與用于顯示數(shù)據(jù)的計算機相連接，在試驗塊托盤的邊沿上還安裝有與連接數(shù)據(jù)采集儀相連接的紅外線輻射傳感器，能夠采集紅外線輻射量，通過紅外線發(fā)生控制器控制紅外線發(fā)生裝置的開始和停止，石油液化氣進氣控制閥控制石油液化氣的進氣量，變頻鼓風(fēng)機控制空氣的進氣量，使對瀝青試驗塊的加熱效率高，本發(fā)明的裝置模擬性強、易于操作，在利用紅外線輻射加熱瀝青路面時，能夠在燃氣量最少的情況下使路面達到就地?zé)嵩偕囊?，并且使工作效率達到最高。
[0021]進一步，紅外線輻射加熱瀝青試驗塊時，能夠根據(jù)溫度傳感器反饋的溫度信號，利用升降裝置來改變?yōu)r青試驗塊和紅外線發(fā)生裝置之間的距離，使瀝青試驗塊能夠達到更好的加熱效果，避免瀝青路面吸收的過多的熱量而炭化或者加熱不徹底的問題。
[0022]更進一步，將隔熱水箱放置在升降裝置的上面，用水管分別接隔熱水箱的進端水和出水端口，而連接進水端口的水管與自來水水龍頭相連，利用隔熱水箱對試驗塊托盤進行冷卻，避免了紅外線輻射加熱試驗塊托盤及升降裝置，保證了整個裝置的可靠性。
[0023]進一步，利用吊裝裝置起吊石油液化氣儲存罐，利用負荷傳感器采集石油液化氣儲存罐重量數(shù)據(jù)對傳送給數(shù)據(jù)采集儀，在試驗時能夠精確的檢測石油液化氣的消耗量，提高試驗測量的準確性，以最少的消耗獲得最大的加熱效果，節(jié)約能源。
[0024]進一步，紅外輻射流傳感器通過數(shù)據(jù)線連接至數(shù)據(jù)采集儀，溫度傳感器通過熱電偶溫度補償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀，利用熱電偶溫度補償塊能夠更精確的測量試驗時的溫度數(shù)據(jù)，提高了試驗的精度，對工程實踐具有更好的指導(dǎo)意義。
[0025]進一步，在試驗時，在瀝青試驗塊和托盤周圍以及底部都鋪有隔熱材料，瀝青試驗塊被放置在試驗塊托盤上，防止了試驗塊托盤的熱量傳導(dǎo)給試驗塊，影響試驗的精度；紅外線發(fā)生裝置周圍和試驗框架之間的空隙利用隔熱材料塞緊，防止了熱量向上竄升，破壞設(shè)備上面的線路和通氣軟管，提高了整個裝置的可靠性和安全性。
[0026]本發(fā)明的試驗方法利用紅外線發(fā)生控制器控制紅外線發(fā)生裝置的開始和停止，紅外輻射流傳感器采集紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射量，同時瀝青試驗塊上的溫度傳感器采集瀝青試驗塊上表面以及內(nèi)部的溫度，石油液化氣進氣控制閥控制石油液化氣的進氣量，變頻鼓風(fēng)機控制空氣的進氣量，本發(fā)明的試驗方法模擬性強、易于操作，在利用紅外線輻射加熱瀝青路面時，能夠在燃氣量最少的情況下使路面達到就地?zé)嵩偕囊?，并且使工作效率達到最高。
[0027]進一步，瀝青試驗塊上表面中心設(shè)置溫度溫度傳感器，瀝青試驗塊對角線上等距設(shè)置有不同深度的溫度傳感器，這樣布置溫度傳感器可以更直觀的反應(yīng)瀝青試驗塊的溫度梯度，準確反映瀝青試驗塊的表面和內(nèi)部不同位置的溫度，使試驗的結(jié)果具有指導(dǎo)性，提高了試驗的可靠性。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0030]圖3a是試驗臺框架上支架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b是試驗臺框架左支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3c是試驗臺框架右支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3d是試驗臺框架橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，5-1-上支架、5-2-右支撐架、5-3-前橫梁、5-4-后橫梁、5_5_左支撐架；
[0031]圖4是試驗塊托盤的俯視不意圖；
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