[發(fā)明專利]路面用太陽光熱環(huán)境綜合室內(nèi)模擬裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210168076.6
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102661965A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚憶秋;邊鑫;單麗巖;呂建福;周沛延;馬韶軍;周水文;鐘勇;郭斌強;徐加偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種室內(nèi)模擬裝置，具體涉及路面用太陽光熱環(huán)境綜合室內(nèi)模擬裝置。

背景技術(shù)

截止2011年底，我國高速公路總里程已達(dá)8.5萬公里，居世界第二。據(jù)統(tǒng)計，已建成的高速公路中，90％為瀝青混凝土路面，較水泥混凝土路面而言，其具有噪聲小、抗沖擊、韌性好等優(yōu)點。但是，瀝青混凝土路面具有很強的吸熱能力，在高溫條件下穩(wěn)定性降低很快，因此，瀝青混凝土路面與高溫相關(guān)的病害較為嚴(yán)重。夏季，在交通量大、重載比例大和經(jīng)常變速的瀝青混凝土路面上，車轍是最嚴(yán)重、危害性最大的破壞形式之一，據(jù)統(tǒng)計，每年85％的道路養(yǎng)護(hù)維修費用用于高溫車轍的養(yǎng)護(hù)和維修。此外，黑色瀝青路面吸熱率大，路面溫度極易升高并不斷輻射熱量加熱周圍大氣，進(jìn)一步加劇了城市熱島效應(yīng)，影響了人居環(huán)境。

瀝青混凝土路面車轍病害產(chǎn)生的原因主要包括兩個方面：第一，是瀝青混凝土路面的溫度狀況、瀝青混合料溫度穩(wěn)定性等內(nèi)部因素；第二，是氣溫條件、交通荷載等外部因素。外部因素往往無法人為控制，因此，只能通過改善內(nèi)部因素，來控制和減輕瀝青混凝土路面與溫度相關(guān)病害的產(chǎn)生與發(fā)展。長期以來，國內(nèi)外重點在提高瀝青結(jié)合料與混合料的溫度穩(wěn)定性方面開展研究，提出了瀝青改性、添加纖維、優(yōu)化級配等技術(shù)措施，被動應(yīng)對瀝青混凝土路面使用過程中面臨的環(huán)境溫度變化，解決了一定時期、不同區(qū)域、不同條件下的一些具體工程技術(shù)問題，但是瀝青混凝土路面與溫度相關(guān)的病害仍然十分嚴(yán)重。

被動應(yīng)對瀝青混凝土環(huán)境溫度變化方面?zhèn)鹘y(tǒng)方法的缺陷以及人們對城市熱島效應(yīng)的重視，促使越來越多的新技術(shù)和新方法應(yīng)用于瀝青混凝土路面的降溫措施之中，基于主動調(diào)節(jié)瀝青路面的環(huán)境溫度狀況這一思路，科研工作者從不同角度，尋求降溫對策。

20世紀(jì)80年代，歐洲國家研究了一種大孔隙排水瀝青混凝土路面，該類路面空隙率為15-25％，中面層降溫最大值為3℃，具有一定的降溫效果；日本道路工作者于2002年研制了一種保水性鋪裝的新型瀝青混凝土路面，在開級配瀝青混合料的間隙中填充一種高吸水性的保水材料，當(dāng)溫度升高時，儲藏的水分蒸發(fā)，帶走熱量，從而降低路面溫度，該路面高溫季節(jié)降溫最大值為13.7℃，但由之帶來的水損害現(xiàn)象十分嚴(yán)重；2008年，陳繼松在同一種路面結(jié)構(gòu)型式的路段進(jìn)行了灑水降溫研究，上面層最大降溫值為5℃，但該方法的安全性以及對AC密級配和SMA路面的適用性尚待研究；長安大學(xué)的沙愛民于2010年采用了一種特殊石料代替部分或全部集料加入瀝青混合料，可降低5℃并有效改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，但該石料對瀝青混凝土的水穩(wěn)定性有一定的不良影響；自20世紀(jì)70年代，太陽熱反射涂層技術(shù)就在美國、西歐及日本相繼開始研究，80年代，其理論表述基本形成，90年代后期，隨著技術(shù)的發(fā)展，高性能樹脂的合成、高反射率顏料的發(fā)展以及更精確、更快捷檢測儀器的研制成功使太陽熱反射涂層技術(shù)更加完善，自20世紀(jì)90年代開始，太陽熱反射涂層在我國的發(fā)展也呈現(xiàn)出方興未艾之勢；2009年，長安大學(xué)的馬骉、武漢理工大學(xué)的胡曙光以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)的譚憶秋就相繼從不同角度開始了路面用潛熱材料的制備及調(diào)溫性能的研究，該方向獨辟蹊徑，將潛熱類材料摻入瀝青混合料，巧妙利用其相變調(diào)溫特性對路面進(jìn)行降溫，降溫幅度達(dá)8-10℃，但潛熱材料的摻入對瀝青混合料的路用性能有一定影響。然而現(xiàn)有技術(shù)對瀝青混凝土路面光熱環(huán)境的室內(nèi)太陽光熱溫控模擬裝置只能模擬太陽光而忽略太陽熱，無法實現(xiàn)瀝青混凝土路面熱環(huán)境中對流傳熱，不能檢測空氣濕度，不能模擬降雨對瀝青混凝土路的影響，以及不能實現(xiàn)瀝青混凝土路面所受光熱影響，不能對太陽模擬光源功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，存在自動化以及集成化程度低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有室內(nèi)太陽光熱溫控模擬裝置無法實現(xiàn)瀝青混凝土路面熱環(huán)境中對流傳熱，忽略空氣濕度及降雨對瀝青混凝土路面溫度的影響，，不能對太陽模擬光源功率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，存在自動化以及集成化程度低的問題，提出了路面用太陽光熱環(huán)境綜合室內(nèi)模擬裝置。

本發(fā)明所述的路面用太陽光熱環(huán)境綜合室內(nèi)模擬裝置，它包括保溫箱，它還包括噴淋裝置、光源、空氣加濕系統(tǒng)、空氣濕度傳感器、風(fēng)扇、空氣溫度傳感器、車轍試件凹槽和排水孔，

所述的噴淋裝置、光源、空氣加濕系統(tǒng)、空氣濕度傳感器、風(fēng)扇、空氣溫度傳感器、車轍試件凹槽和排水孔均位于保溫箱的內(nèi)部，

所述的噴淋裝置位于保溫箱8的頂部，該噴淋裝置用于模擬下雨狀態(tài)，使保溫箱底部受雨均勻；

所述的光源通過可調(diào)整長度的吊線固定在保溫箱的頂部中心位置，光源是功率可調(diào)的太陽模擬光源；

所述的空氣加濕系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)保溫箱內(nèi)部的空氣濕度；