模拟寒区隧道路面的检测装置及检测方法制造方法及图纸

公开了模拟寒区隧道路面的检测装置及检测方法，装置中，外壳提供模拟寒区隧道路面的封闭空间，第一保温层设在外壳内部，所述第一保温层围绕基层以保温待模拟路面，待模拟路面包括位于加热单元上的中集料沥青混凝土路面和位于中集料沥青混凝土路面上的细集料沥青混凝土路面，控制单元连接加热单元、制冷单元、路面温度传感器和环境温度传感器，响应于制冷信号，控制单元发送制冷命令使得制冷单元制冷直到封闭空间的环境温度数据处于预定范围，响应于加热信号，控制单元发送加热命令使得加热单元加热到预定温度范围，响应于检测信号，控制单元检测待模拟路面的温度数据。

Inspection Device and Detection Method of Tunnel Pavement in Simulated Cold Area

【技术实现步骤摘要】
模拟寒区隧道路面的检测装置及检测方法
本专利技术涉及隧道路面
，特别是一种模拟寒区隧道路面的检测装置及检测方法。
技术介绍
随着我国经济建设的不断发展，国家路网规划不断完善，公路隧道的建设日益增多，隧道建设的规模也越来越大。同时，隧道向着高海拔高寒地区建设。由于寒区主要分布在极地、高纬度的岛屿和中低纬度的山区地带，因此在修建铁路和公路时，必然会遇到大量的隧道。过去曾修建的隧道，由于对寒冷地区隧道工程特性认识不够，在建设过程中，出现了夏季刚竣工，冬季就发生冻害的问题，比如路面开裂、路面冒水或结冰、洞口处热熔滑塌、衬砌开裂、挂冰等，大大弱化了隧道的使用功能，严重威胁着行车安全。并且对于这些病害需要花费大量人力、物力、财力养护维修，才能勉强通车运营，有的甚至近乎报废，养护治理十分困难，给国家造成了巨大的破坏损失和资金浪费。目前，随着中国交通事业的快速发展，特别是西部大开发和振兴东北经济政策的进一步落实。在西部高海拔和北部的高纬度寒冷地区将会新建大量的隧道，与以往的隧道相比，这些隧道的规模更大、技术要求更高、机电设备更多、运行要求更高等。而隧址地区气候条件却是更加恶劣。在这些新建隧道中采取行之有效的措施，以避免冻害现象的发生，是当前隧道工程界迫切需要解决的问题。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的提出了一种模拟寒区隧道路面的检测装置，其包括，外壳，其提供模拟寒区隧道路面的封闭空间，基层，其配置成支承待模拟路面，所述基层设在外壳内部，隔热垫层，其铺设于所述基层上，加热单元，其设在所述隔热垫层上，第一保温层，其设在外壳内部，所述第一保温层围绕基层以保温待模拟路面，待模拟路面，其包括位于加热单元上的中集料沥青混凝土路面和位于中集料沥青混凝土路面上的细集料沥青混凝土路面，制冷单元，其配置成可控地降低封闭空间内的温度，环境温度传感器，其配置成测量所述封闭空间的环境温度数据，所述环境温度传感器设在所述外壳内部，路面温度传感器，其配置成测量所述待模拟路面的温度数据，所述路面温度传感器设在所述待模拟路面，控制单元，其连接加热单元、制冷单元、路面温度传感器和环境温度传感器，响应于制冷信号，控制单元发送制冷命令使得制冷单元制冷直到封闭空间的环境温度数据处于预定范围，响应于加热信号，控制单元发送加热命令使得加热单元加热到预定温度范围，响应于检测信号，控制单元检测待模拟路面的温度数据。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括用于采集待模拟路面图像数据的图像处理单元，其连接所述控制单元，响应于检测信号，控制单元比较来自图像处理单元的图像数据以检测待模拟路面的裂缝尺寸。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括用于测量待模拟路面的强度数据的强度测量单元，其连接所述控制单元，响应于检测信号，控制单元比较来自强度测量单元的强度数据以检测待模拟路面的强度变化。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括设在外壳下部的操作台，所述操作台包括所述控制单元、电源、用于显示信息的显示屏和用于开闭电源以及发出信号的开关。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，制冷单元连接设有风道的风机，来自制冷单元的冷空气经由风机从风道通过设在外壳的通风孔传输到封闭空间内，所述通风孔以阵列的方式排列于外壳上方。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，所述基层包括凹槽，隔热垫层铺设于所述凹槽底面，第一保温层设在凹槽侧壁，所述第一保温层围绕凹槽以保温待模拟路面。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，控制单元包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，控制单元包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，所述加热单元包括多个加热电缆，所述加热电缆包裹有一层防护套，所述加热电缆基于控制单元的加热命令在待模拟路面的不同区段加热到各自区段的预定温度。所述的模拟寒区隧道路面的检测装置中，所述外壳包括用于开闭的门、用于抽排气体的烟气管道和设在外壳内壁的第二保温层。根据本专利技术的另一方面，一种所述模拟寒区隧道路面的检测装置的检测方法包括以下步骤，第一步骤，待模拟路面放置于基层上，闭合外壳以形成封闭空间，第二步骤，控制单元发送制冷命令使得制冷单元制冷直到封闭空间的环境温度数据处于预定范围，停止制冷，控制单元发送加热命令使得加热单元加热到预定温度范围，停止加热，第三步骤，响应于检测信号，控制单元检测待模拟路面的温度数据、比较来自图像处理单元的图像数据以检测待模拟路面的裂缝尺寸和/或比较来自强度测量单元的强度数据以检测待模拟路面的强度变化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术装置能真实模拟寒区隧道的气候环境，取得沥青路面在低温环境的各项性能，从而确定该试件的抗冻性能，还能通过加热电缆对沥青路面进行加热，达到寒区隧道路面防冻保温的效果，以此来检测该试件在加热电缆的加热下的保温效果和试件的性能变化，由于寒区隧道路面并不是全区段都需要加热，而是根据实际情况，确定相应的加热区段。本专利技术中的加热电缆采用分段控制加热的方式。用该试验仪做的路面实验不仅有鲜明的对比效果，还能得到加热区段到非加热区段过渡区段路面的性能变化情况。本专利技术中的加热电缆温度和试件的环境温度均可以人为控制。通过温控调节器，试件的环境温度可以在一个较大的范围内进行调解，从而可以模拟不同温度环境，得到在该环境下试件的性能变化或者保温效果。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够使得本专利技术的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本专利技术的具体实施方式进行举例说明。附图说明通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的模拟寒区隧道路面的检测装置的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的模拟寒区隧道路面的检测装置的主视示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的模拟寒区隧道路面的检测装置的外壳内部横截面示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的检测方法的步骤示意图。以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟寒区隧道路面的检测装置，其包括，外壳，其提供模拟寒区隧道路面的封闭空间，基层，其配置成支承待模拟路面，所述基层设在外壳内部，隔热垫层，其铺设于所述基层上，加热单元，其设在所述隔热垫层上，第一保温层，其设在外壳内部，所述第一保温层围绕基层以保温待模拟路面，待模拟路面，其包括位于加热单元上的中集料沥青混凝土路面和位于中集料沥青混凝土路面上的细集料沥青混凝土路面，制冷单元，其配置成可控地降低封闭空间内的温度，环境温度传感器，其配置成测量所述封闭空间的环境温度数据，所述环境温度传感器设在所述外壳内部，路面温度传感器，其配置成测量所述待模拟路面的温度数据，所述路面温度传感器设在所述待模拟路面，控制单元，其连接加热单元、制冷单元、路面温度传感器和环境温度传感器，响应于制冷信号，控制单元发送制冷命令使得制冷单元制冷直到封闭空间的环境温度数据处于预定范围，响应于加热信号，控制单元发送加热命令使得加热单元加热到预定温度范围，响应于检测信号，控制单元检测待模拟路面的温度数据。

【技术特征摘要】
1.一种模拟寒区隧道路面的检测装置，其包括，外壳，其提供模拟寒区隧道路面的封闭空间，基层，其配置成支承待模拟路面，所述基层设在外壳内部，隔热垫层，其铺设于所述基层上，加热单元，其设在所述隔热垫层上，第一保温层，其设在外壳内部，所述第一保温层围绕基层以保温待模拟路面，待模拟路面，其包括位于加热单元上的中集料沥青混凝土路面和位于中集料沥青混凝土路面上的细集料沥青混凝土路面，制冷单元，其配置成可控地降低封闭空间内的温度，环境温度传感器，其配置成测量所述封闭空间的环境温度数据，所述环境温度传感器设在所述外壳内部，路面温度传感器，其配置成测量所述待模拟路面的温度数据，所述路面温度传感器设在所述待模拟路面，控制单元，其连接加热单元、制冷单元、路面温度传感器和环境温度传感器，响应于制冷信号，控制单元发送制冷命令使得制冷单元制冷直到封闭空间的环境温度数据处于预定范围，响应于加热信号，控制单元发送加热命令使得加热单元加热到预定温度范围，响应于检测信号，控制单元检测待模拟路面的温度数据。2.如权利要求1所述的模拟寒区隧道路面的检测装置，其中，优选的，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括用于采集待模拟路面图像数据的图像处理单元，其连接所述控制单元，响应于检测信号，控制单元比较来自图像处理单元的图像数据以检测待模拟路面的裂缝尺寸。3.如权利要求1所述的模拟寒区隧道路面的检测装置，其中，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括用于测量待模拟路面的强度数据的强度测量单元，其连接所述控制单元，响应于检测信号，控制单元比较来自强度测量单元的强度数据以检测待模拟路面的强度变化。4.如权利要求1所述的模拟寒区隧道路面的检测装置，其中，模拟寒区隧道路面的检测装置还包括设在外壳下部的操作台，所述操作台包括所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，任锐，彭兴彬，常宏涛，崔一纬，龚林金，陈富翔，陈龙龙，王志伟，
申请(专利权)人：陕西交通技术咨询有限公司，长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61