[發明專利]一種測定融雪劑合理用量的試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201910247831.1
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN110057972B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郭德棟;倪暉;周小鵬;黃軍瑞;李晉;劉文江
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N3/08
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

本發明公開了一種測定融雪劑合理用量的試驗裝置及試驗方法，試驗裝置由控制系統、溫控裝置、供水裝置及壓力測試裝置組成。溫控裝置由制冷裝置、冷凍試驗槽、溫控箱殼體等組成，用于控制融雪劑溶液試樣的溫度；壓力測試裝置由支柱、升降桿、升降馬達、貫入桿、千分表等組成，用于測定貫入融雪劑試樣時的壓力，進而判斷融雪劑的合理用量。試驗方法利用上述試驗裝置，按照試驗準備、測定和結果整理三個步驟進行。通過上述試驗裝置和試驗方法可以準確測定保證行車安全前提下，不同溫度時單位降水量所需的融雪劑合理用量，試驗結果能夠為現場融雪除冰作業中準確確定融雪劑的撒布量提供依據。

技術領域

本發明屬于城市道路、機場道路和公路等的融雪除冰技術領域，具體涉及到一種準確測定融雪劑合理用量的試驗裝置及試驗方法。

背景技術

我國大部分地區的公路、城市道路和機場道路等在冬季都會受到冰雪影響。道路的積雪結冰不僅導致交通中斷，還容易引發交通事故，帶來嚴重的經濟和生命財產損失。近年來，由于全球氣候變暖等因素的影響，持續強降雪等極端惡劣天氣呈現不斷增加的趨勢。道路積雪結冰時，路面的摩擦系數降低，使得車輛行駛、制動困難，極易發生交通事故。目前，全世界范圍內采用最多的融雪除冰方式是撒布融雪劑，據不完全統計，全球每年大約使用3000萬噸融雪劑，且融雪劑用量還呈現逐年增加的趨勢。根據形態不同，融雪劑可分為固態和液態融雪劑兩類。融雪劑的使用使人們出行方便，在快速融化道路積雪、保障人們出行和交通運輸安全等方面發揮著重要的作用。但另一方面，在工程實踐中，融雪劑的用量通常按照經驗進行判斷和確定，無法準確計算或測定。融雪劑的撒布量偏低，則無法達到融雪除冰的效果，這使得實際應用過程中，廣大養護人員為保證行車安全，往往過度使用融雪劑，融雪劑撒布過多，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且對工程構造物、周邊植被及土壤等產生巨大的危害。

融雪劑通過降低冰點達到融雪除冰的目的，可以根據降水量、環境溫度以及融雪劑的種類測定冰點達到環境溫度時的融雪劑溶液濃度，進而計算出冰雪融化時所需的融雪劑使用量。但申請人通過大量的調查和研究發現，通過上述方法得出的融雪劑用量遠遠超過其合理用量。冰雪對道路的危害主要在于顯著降低路面的抗滑能力，進而影響行車安全；撒布融雪劑后，融雪劑（固體）快速溶化或直接（液體融雪劑）與路表降水形成了融雪劑溶液；隨著環境溫度的不斷降低，融雪劑溶液開始結冰，溫度越低，結冰的強度越高，路表的抗滑能力也越低。因此，融雪劑的合理用量是在某環境溫度和路表降水量條件下，在保證行車安全的前提下，某種融雪劑的最低撒布量。融雪劑的合理用量顯著低于按照冰點計算得出的使用量，約為其用量的?～?，按照該合理用量進行融雪除冰作業，不僅可以降低成本，節約資源，還能夠避免融雪劑過度使用帶來的危害。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種測定融雪劑合理用量的試驗裝置和試驗方法，通過該裝置和方法能夠準確測定出在保證行車安全的前提下，融雪除冰作業所需的融雪劑最低用量，即融雪劑的合理用量。通過合理控制的融雪劑使用量，既能夠保證道路安全和暢通，又可以減少資源浪費，保護工程構造物和周邊環境。

一種測定融雪劑合理用量的試驗裝置，由控制系統、供水裝置、溫控裝置和壓力測試裝置組成；所述的控制系統由總電源開關3、溫控裝置開關4、壓力測試裝置開關5、數據處理與控制單元、數據接口2和散熱窗1組成；所述的數據處理與控制單元主要由中央處理器6、壓力傳感器10組成；所述的壓力傳感器10用于感應并測試貫入量為2.5mm時冰塊所承受的壓力。

所述的總電源開關3對整個試驗裝置供電并控制；壓力測試裝置開關5單獨控制壓力測試裝置的供電；溫控裝置開關4單獨控制溫控裝置的供電。

所述的供水裝置主要由注水容器19、電動二通閥20及出水管組成。

所述的溫控裝置主要由制冷裝置、冷凍試驗槽13、溫控箱殼體組成，制冷裝置由制冷劑容器16、蒸發器15、風機14及組成，通過管道閥門連接。

所述的冷凍試驗槽13用于放置并冷凍盛樣筒17中的試樣，通過制冷裝置使制冷劑循環對其進行降溫，中間留有循環孔18。