一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及沥青路面测试技术领域，具体是一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法，包括太阳运动模拟部分、道路结构模拟部分和驱动与校核部分，太阳运动模拟部分包括从动齿轮、组合日光灯、日光灯支架和开关，从动齿轮的转轴固定设置，组合日光灯通过日光灯支架固定在从动齿轮上并与从动齿轮同步转动，用于控制组合日光灯的照射功率，道路结构模拟部分设置在组合日光灯处于最高点时的正下方，从动齿轮、组合日光灯、日光灯支架和道路结构模拟部分均设置在保温箱内，驱动与校核部分能够将从动齿轮每24小时驱动旋转一周。本发明专利技术能够解决现在模拟沥青路面吸热实验的考虑条件单一、应用范围较窄、以及模拟不够准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法
本专利技术涉及沥青路面测试
，具体是一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法。
技术介绍
沥青混凝土路面是我国高速公路的主要路面结构形式，占全部路面形式的90％以上,但是沥青路面的车辙现象严重影响了沥青路面的性能。车辙主要在夏季高温时产生，为降低车辙的出现率，近年来，很多学者和研究人员在进行沥青路面的降温技术研究，而这需要在最不利情况下进行沥青路面在降温措施前后的吸热实验。由于研究要求、时间以及天气的限制，沥青路面的吸热实验只能在夏季的晴好天气下进行，降低了实验的效率。针对这种现状，很多研究人员开发了在室内模拟沥青路面在晴好天气下吸热的装置，基础模拟的是在室内情况下用日光灯模拟太阳光，然后将四块沥青车辙板置于日光灯下进行吸热试验，这种模拟实验虽然能够使沥青进行吸热，但是却存在几大缺点：(1)日光灯是固定不动的，也就是模拟实验中没有考虑到太阳光的照度变化以及太阳光的入射角度变化，使四块车辙板不能受热均匀，存在偏差较大，即使实验后四块车辙板的温度取平均值，也是没有多大意义的；(2)日光灯的功率没有进行合理的计算，不能较为准确地模拟沥青路面在太阳光下的吸热量：(3)沥青车辙板周边没有隔热设施，车辙板易进行热传导，受周围环境影响大；(4)实验中，只有用车辙板模拟沥青路面的吸热情况，没有考虑不同路面结构和不同道路结构对沥青路面的温度影响，使实验模拟的环境过于单一和太过理想化。2012年，长安大学的程承在硕士论文《热反射型沥青路面涂料制备与性能评价》中提出了一种室内降温效果测试平台，此装置对以上提到的基础模拟进行了改善。该试验台主要由试件装配区和太阳模拟光源两部分组成。装配区可以模拟多种面层结构，主要采用黄土进行填充并捣实。采用反射型红外灯模拟太阳光源，置于试验台上部，可通过支架调节照射高度，以便可以通过多次调整后达到试件表面均匀受热目的。但是这种模拟也有以下不足：(1)试件装配区可以模拟不同的面层结构，但是没有考虑其他路面结构层对路面温度的影响；(2)模拟太阳光源没有考虑太阳光的照度和入射角度，虽然可通过支架调节亮度，但是沥青受热情况却不同于在日光下，使沥青表面受热不均；(3)采用的反射型红外灯模拟太阳光源，红外灯的功率没有进行计算，在不同的温度下，沥青升温速度不同，沥青内部有关温度的系数也不同，实验中应尽量接近太阳光源，提高数据的准确性；(4)所述的室内降温效果测试平台外部没有整体的保温措施，大的温差情况下，即使沥青外部有高密度泡沫，沥青温度还是受到影响。通过以上分析可知，现有的模拟装置考虑的条件过于单一和模拟的准确度较低，不能准确地反应沥青路面的吸热情况。因此，我们需要一种考虑多种条件和模拟范围更广的室内模拟沥青路面吸热装置，来进一步提升实验数据的准确性。
技术实现思路
根据以上的分析，为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种室内模拟沥青路面吸热装置及方法，本专利技术能够解决现在模拟沥青路面吸热实验的考虑条件单一、应用范围较窄、以及模拟不够准确的问题。一种室内模拟沥青路面吸热装置，包括太阳运动模拟部分、用于模拟不同形式路面结构的道路结构模拟部分和用于驱动太阳运动模拟部分转动的驱动与校核部分，太阳运动模拟部分包括从动齿轮、组合日光灯、日光灯支架和开关，从动齿轮的转轴固定设置，组合日光灯通过日光灯支架固定在从动齿轮上并能够与从动齿轮同步转动，开关与组合日光灯连接，用于控制组合日光灯的照射功率，道路结构模拟部分设置在组合日光灯处于最高点时的正下方，从动齿轮、组合日光灯、日光灯支架和道路结构模拟部分均设置在保温箱内，驱动与校核部分能够将从动齿轮每24小时驱动旋转一周。所述驱动与校核部分包括机械钟表和步进电机，步进电机的电机轴上安装有主动齿轮，且电机轴与机械钟表的分盘连接，主动齿轮与从动齿轮啮合。所述道路结构模拟部分包括承装箱，承装箱内设置有若干个道路结构模拟区，道路结构模拟区的上表面水平且水平高度与从动齿轮的转轴同高，各道路结构模拟区之间通过隔热区分隔。所述道路结构模拟区的个数为2-4个。所述隔热区的材质为隔热泡沫。所述承装箱的底部设置有方便移动的车轮，承装箱的一个侧板设置为便于道路模拟区装卸的可活动形式。所述组合日光灯包括若干个日光灯，每个日光灯上均连接有开关。所述组合日光灯包括三盏日光灯，每盏日光灯的功率为400-500瓦。所述从动齿轮上在日光灯支架的中心对称位置设置有配重重物，日光灯支架与组合日光灯整体相对于从动齿轮轴心产生的扭矩与配重重物相对于从动齿轮轴心产生的扭矩相等。一种室内模拟沥青路面吸热方法，包括如下步骤：步骤一，驱动与校核部分驱动从动齿轮转动，转动速率为从动齿轮每24小时旋转一周；步骤二，当组合日光灯随从动齿轮同步转动至用于模拟不同形式路面结构的道路结构模拟部分的上方时，随着组合日光灯在道路结构模拟部分上方位置的变化，通过开关控制组合日光灯的照射功率来模拟一天之内随着太阳对地面入射角度的变化而使地面受到不同的照射强度。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的室内模拟沥青路面吸热装置通过太阳运动模拟部分、用于模拟不同形式路面结构的道路结构模拟部分和用于驱动太阳运动模拟部分转动的驱动与校核部分，从动齿轮的转轴固定设置，组合日光灯通过日光灯支架固定在从动齿轮上并与从动齿轮同步转动，通过从动齿轮和组合日光灯能够模拟太阳与地球之间的相对运动；通过开关能够控制组合日光灯的照射功率，因此能够模拟太阳在一天之内随着对地面入射角度的变化地面所受的照射强度也是变化的；从动齿轮、组合日光灯、日光灯支架和道路结构模拟部分均设置在保温箱内，能够保护实验装置，同时也可以进一步防止沥青路面与外部环境的热交换，保证了模拟时，模拟的更加仿真；驱动与校核部分能够将从动齿轮每24小时驱动旋转一周，因此能够模拟沥青路面在晴好天气下9点到17点的吸热情况，照射时间符合太阳实际对路面的照射情况，因此本专利技术的装置能够解决现在模拟沥青路面吸热实验的考虑条件单一、应用范围较窄、以及模拟不够准确的问题。进一步的，驱动与校核部分包括机械钟表和步进电机，步进电机的电机轴上安装有主动齿轮，且电机轴与机械钟表的分盘连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，通过步进电机驱动主动齿轮，进一步驱动从动齿轮转动，步进电机与机械钟表的分盘连接且同步转动，通过机械钟表显示的时间，能够反应主动齿轮或者从动齿轮是否出现了故障，故可以进行齿轮的校核，以及反映从动齿轮是否按照正常的时间进行转动。进一步的，道路结构模拟部分中的道路结构模拟区的上表面水平且水平高度与从动齿轮的转轴同高，因此能够模拟太阳照射底面的实际情况，能够准确模拟日出日落的情形；同时各道路结构模拟区之间通过隔热区分隔，因此防止了车辙板易进行热传导，受周围环境影响大的缺陷。进一步的，道路结构模拟区的个数为2-4个，因此能够同时进行不同路面结构或者不同道路结构的沥青路面吸热试验模拟，应用范围更广。进一步的，承装箱的一个侧板设置为便于道路模拟区装卸的可活动形式，因此能够进行内部道路材料的更换，方便实验的进行。进一步的，组合日光灯包括若干个日光灯，每个日光灯上均连接有开关，因此能够通过开关开控制日光灯开关的个数，能够模拟一天之中由于太阳入射角的不同，地面所受的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内模拟沥青路面吸热装置，其特征在于，包括太阳运动模拟部分、用于模拟不同形式路面结构的道路结构模拟部分和用于驱动太阳运动模拟部分转动的驱动与校核部分，太阳运动模拟部分包括从动齿轮(1)、组合日光灯(3)、日光灯支架(13)和开关(4)，从动齿轮(1)的转轴固定设置，组合日光灯(3)通过日光灯支架(13)固定在从动齿轮(1)上并能够与从动齿轮(1)同步转动，开关(4)与组合日光灯(3)连接，用于控制组合日光灯(3)的照射功率，道路结构模拟部分设置在组合日光灯(3)处于最高点时的正下方，从动齿轮(1)、组合日光灯(3)、日光灯支架(13)和道路结构模拟部分均设置在保温箱(7)内，驱动与校核部分能够将从动齿轮每24小时驱动旋转一周。

【技术特征摘要】
1.一种室内模拟沥青路面吸热装置，其特征在于，包括太阳运动模拟部分、用于模拟不同形式路面结构的道路结构模拟部分和用于驱动太阳运动模拟部分转动的驱动与校核部分，太阳运动模拟部分包括从动齿轮(1)、组合日光灯(3)、日光灯支架(13)和开关(4)，从动齿轮(1)的转轴固定设置，组合日光灯(3)通过日光灯支架(13)固定在从动齿轮(1)上并能够与从动齿轮(1)同步转动，开关(4)与组合日光灯(3)连接，用于控制组合日光灯(3)的照射功率，道路结构模拟部分设置在组合日光灯(3)处于最高点时的正下方，从动齿轮(1)、组合日光灯(3)、日光灯支架(13)和道路结构模拟部分均设置在保温箱(7)内，驱动与校核部分能够将从动齿轮每24小时驱动旋转一周。2.根据权利要求1所述的一种室内模拟沥青路面吸热装置，其特征在于，所述驱动与校核部分包括机械钟表(8)和步进电机(20)，步进电机(20)的电机轴(6)上安装有主动齿轮(2)，且电机轴(6)与机械钟表(8)的分盘(15)连接，主动齿轮(2)与从动齿轮(1)啮合。3.根据权利要求1所述的一种室内模拟沥青路面吸热装置，其特征在于，所述道路结构模拟部分包括承装箱(11)，承装箱(11)内设置有若干个道路结构模拟区(17)，道路结构模拟区(17)的上表面水平且水平高度与从动齿轮(1)的转轴同高，各道路结构模拟区(17)之间通过隔热区(18)分隔。4.根据权利要求3所述的一种室内模拟沥青路面吸热装置，其特征在于，所述隔热区(18)的材质为隔热泡沫。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张争奇，李卓琳，罗要飞，黄硕磊，杨建华，李杨，张世豪，王素青，张伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61