[發明專利]一種監測大尺度路堤蒸發散熱降溫效應的試驗裝置

在審

• 申請號: 202010921026.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111999342A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 孫斌祥;沈航;姜奕;王飛凡;黃尹泰;童玉英
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院元培學院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發明公開了一種監測大尺度路堤蒸發散熱降溫效應的試驗裝置，包括外試驗箱，內置有內試驗箱；路堤模型試驗箱，用于填筑路堤模型；室內空氣循環控制系統，用于控制外試驗箱或內試驗箱的內部溫度或氣流流向；空氣干燥控制系統，用于控制內試驗箱的內部濕度；太陽光照模擬控制系統，架設于路堤模型的上方，用于控制光輻射量；水分補償控制系統，架設于路堤模型的上方，用于控制水分含量；數據采集測試系統，埋設于路堤模型內，用于監測路堤模型內的溫度、濕度、風速及熱流密度。適用于大尺度的路堤蒸發散熱模型的研究，受外界環境影響小、模擬因素多，可同時滿足對比試驗和單一試驗需求，操作簡單、試驗結果可信度高。

技術領域

本發明屬于路堤降溫試驗技術領域，具體涉及一種監測大尺度路堤蒸發散熱降溫效應的試驗裝置。

背景技術

隨著國家重大工程青藏公路、青藏鐵路的建設和運行，同時隨著經濟的發展、城市化的推進，使得氣候變暖，在氣候和人為因素的雙重作用下，使得多年凍土區的凍土層開始退化，導致青藏公路、鐵路發生融沉現象。故保持凍土熱穩定性是確保凍土區穩定性的關鍵。針對青藏高原凍土區高等級公路熱穩定性要求，擬采用多孔瀝青或多孔瀝青混凝土路面結構改善凍土區公路路堤的熱穩定性。多孔瀝青路面的蒸發主要包括兩部分，一是路表孔隙中的水分直接蒸發；二是路面下土體中的水分通過遷移、蒸發，再通過連貫孔隙以水汽的形式向大氣逸出。開展多孔瀝青路面蒸發散熱效應對公路路堤及其土層熱穩定性影響機理的試驗和理論研究，可為青藏高原高速公路工程的科學建設提供理論支持。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提出一種監測大尺度路堤蒸發散熱降溫效應的試驗裝置，通過室內試驗定量研究路堤蒸發散熱機理及其對路堤降溫效果的影響因素和對路堤熱穩定性影響的作用機理，適用于大尺度的路堤蒸發散熱模型的研究，試驗結果受外界環境影響小，模擬對路堤蒸發散熱影響的因素多，且可同時滿足對比試驗和單一試驗的需求，操作簡單，試驗結果可信度高，借鑒性強。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：

本發明提出的一種監測大尺度路堤蒸發散熱降溫效應的試驗裝置，包括：

外試驗箱，內置有內試驗箱；

路堤模型試驗箱，用于填筑路堤模型，且位于內試驗箱中；

室內空氣循環控制系統，用于控制外試驗箱或內試驗箱的內部溫度或氣流流向；

空氣干燥控制系統，用于控制內試驗箱的內部濕度；

太陽光照模擬控制系統，架設于路堤模型的上方，用于控制光輻射量使路堤模型進行水分蒸發散熱；

水分補償控制系統，架設于路堤模型的上方，用于控制路堤模型的水分含量，并根據外部的補水量確定路堤模型的水分蒸發量；

數據采集測試系統，埋設于路堤模型中，用于監測路堤模型內不同位置處的溫度、濕度、風速及熱流密度。

優選地，室內空氣循環控制系統包括位于外試驗箱內的第一制冷機組和位于內試驗箱內的第二制冷機組，第一制冷機組和第二制冷機組均包括至少一個制冷機且電連接有溫控計算機。

優選地，空氣干燥控制系統包括干燥器、濕度探頭和干燥控制器，干燥控制器電連接位于內試驗箱中的干燥器和濕度探頭，干燥控制器還電連接有第一程控計算機。

優選地，太陽光照模擬控制系統包括模擬太陽光燈泡組、輻射測量探頭和調節支架，調節支架架設于路堤模型試驗箱的上方，模擬太陽光燈泡組和輻射測量探頭均懸吊于調節支架上并位于路堤模型的上方，模擬太陽光燈泡組和輻射測量探頭均至少一個并電連接有光照控制器，光照控制器電連接有第二程控計算機。

優選地，模擬太陽光燈泡組和輻射測量探頭均可進行高度調節。