一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，包括外试验箱，内置有内试验箱；路堤模型试验箱，用于填筑路堤模型；室内空气循环控制系统，用于控制外试验箱或内试验箱的内部温度或气流流向；空气干燥控制系统，用于控制内试验箱的内部湿度；太阳光照模拟控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制光辐射量；水分补偿控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制水分含量；数据采集测试系统，埋设于路堤模型内，用于监测路堤模型内的温度、湿度、风速及热流密度。适用于大尺度的路堤蒸发散热模型的研究，受外界环境影响小、模拟因素多，可同时满足对比试验和单一试验需求，操作简单、试验结果可信度高。

【技术实现步骤摘要】
一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置
本专利技术属于路堤降温试验
，具体涉及一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置。
技术介绍
随着国家重大工程青藏公路、青藏铁路的建设和运行，同时随着经济的发展、城市化的推进，使得气候变暖，在气候和人为因素的双重作用下，使得多年冻土区的冻土层开始退化，导致青藏公路、铁路发生融沉现象。故保持冻土热稳定性是确保冻土区稳定性的关键。针对青藏高原冻土区高等级公路热稳定性要求，拟采用多孔沥青或多孔沥青混凝土路面结构改善冻土区公路路堤的热稳定性。多孔沥青路面的蒸发主要包括两部分，一是路表孔隙中的水分直接蒸发；二是路面下土体中的水分通过迁移、蒸发，再通过连贯孔隙以水汽的形式向大气逸出。开展多孔沥青路面蒸发散热效应对公路路堤及其土层热稳定性影响机理的试验和理论研究，可为青藏高原高速公路工程的科学建设提供理论支持。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提出一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，通过室内试验定量研究路堤蒸发散热机理及其对路堤降温效果的影响因素和对路堤热稳定性影响的作用机理，适用于大尺度的路堤蒸发散热模型的研究，试验结果受外界环境影响小，模拟对路堤蒸发散热影响的因素多，且可同时满足对比试验和单一试验的需求，操作简单，试验结果可信度高，借鉴性强。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：本专利技术提出的一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，包括：外试验箱，内置有内试验箱；路堤模型试验箱，用于填筑路堤模型，且位于内试验箱中；室内空气循环控制系统，用于控制外试验箱或内试验箱的内部温度或气流流向；空气干燥控制系统，用于控制内试验箱的内部湿度；太阳光照模拟控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制光辐射量使路堤模型进行水分蒸发散热；水分补偿控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制路堤模型的水分含量，并根据外部的补水量确定路堤模型的水分蒸发量；数据采集测试系统，埋设于路堤模型中，用于监测路堤模型内不同位置处的温度、湿度、风速及热流密度。优选地，室内空气循环控制系统包括位于外试验箱内的第一制冷机组和位于内试验箱内的第二制冷机组，第一制冷机组和第二制冷机组均包括至少一个制冷机且电连接有温控计算机。优选地，空气干燥控制系统包括干燥器、湿度探头和干燥控制器，干燥控制器电连接位于内试验箱中的干燥器和湿度探头，干燥控制器还电连接有第一程控计算机。优选地，太阳光照模拟控制系统包括模拟太阳光灯泡组、辐射测量探头和调节支架，调节支架架设于路堤模型试验箱的上方，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均悬吊于调节支架上并位于路堤模型的上方，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均至少一个并电连接有光照控制器，光照控制器电连接有第二程控计算机。优选地，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均可进行高度调节。优选地，水分补偿控制系统包括架设于路堤模型试验箱上方的旋转喷水头，旋转喷水头连接有控制水流量的水分控制器，水分控制器电连接有第三程控计算机。优选地，路堤模型试验箱为对称机构，包括两个支撑板，支撑板的外侧均连接有至少一个斜撑机构，两支撑板的相邻侧与底部均铺设有保温板，且通过选择性增设保温板将两支撑板之间的区域进行隔断。优选地，斜撑机构的一端与支撑板的外侧连接，另一端与地面连接，且斜撑机构的倾角可调。优选地，路堤模型从下至上依次填筑有土层、路基填土层、级配碎石层和多孔沥青层，级配碎石层选择性埋设通风管，且通风管贯穿路堤模型。优选地，数据采集测试系统包括探头组和土壤热流仪，两者均电连接有数采仪，数采仪电连接有数据采集计算机，探头组包括温度探头、水分探头和微风速探头，温度探头和水分探头位于路堤模型的表面或内部，微风速探头位于路堤模型的表面或级配碎石层的内部或多孔沥青层的内部，土壤热流仪布设于土层的内部。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1)适用于大尺度的路堤蒸发散热模型的研究，可同时满足对比试验和单一试验的需求，实用性强，能够实现多人同时操作、操作简单；2)密封性能好，可大大降低外界环境对试验结果的影响，且易于调节和保持所需内部环境，试验结果准确度高，可借鉴性强；3)用于研究路堤蒸发散热机理及其对路堤降温效果的影响因素和对路堤热稳定性影响的作用机理，模拟对路堤蒸发散热影响的外界气候因素多，同时，可调节路堤模型的多孔沥青层的厚度、孔隙率、含水量等内部因素，使得试验结果更具有可信度。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的路堤模型试验箱结构示意图；图3为本专利技术的斜撑机构结构示意图；图4为本专利技术的路堤模型断面图；图5为本专利技术的内试验箱剖视图。附图标记说明：1、外试验箱；2、内试验箱；3、路堤模型试验箱；4、温控计算机；5、第一程控计算机；6、第二程控计算机；7、第三程控计算机；8、数据采集计算机；11、第一制冷机组；21、第二制冷机组；22、干燥器；23、干燥控制器；24、模拟太阳光灯泡组；25、光照控制器；26、旋转喷水头；27、水分控制器；28、数采仪；29、槽孔；210、固定装置；211、门闩；31、斜撑机构；32、支撑板；33、保温板；34、路堤模型；311、限位块；311a、铰接座；312、第一滑槽座；313、第二滑槽座；314、第一连杆；315、第二连杆；316、调节座；A、土层；B、路基填土层；C、级配碎石层；D、多孔沥青层；E、土工布；F、通风管；G、探头组；H、土壤热流仪。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本专利技术的限定。如图1-5所示，一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，包括外试验箱1，内置有内试验箱2；路堤模型试验箱3，用于填筑路堤模型34，且位于内试验箱2中；室内空气循环控制系统，用于控制外试验箱1或内试验箱2的内部温度或气流流向；空气干燥控制系统，用于控制内试验箱2的内部湿度；太阳光照模拟控制系统，架设于路堤模型34的上方，用于控制光辐射量使路堤模型34进行水分蒸发散热；水分补偿控制系统，架设于路堤模型34的上方，用于控制路堤模型34的水分含量，并根据外部的补水量确定路堤模型34的水分蒸发量；数据采集测试系统，埋设于路堤模型34中，用于监测路堤模型34内不同位置处的温度、湿度、风速及热流密度。其中，该试验装置用于监测大尺度的路堤蒸发量及蒸发带来的降温效应，研究路堤蒸发散热机理及其对路堤降温效果的影响因素和对路堤热稳定性影响的作用机理。采用外试验箱1和内试验箱2双层封闭环境设计，能够为内试验箱2中的路堤模型试验箱3提供恒定湿度和温度等测试环境，且易于调节和保持所需内部环境，可排除试验中外部环境带来的不利影响，使得试验结果更加准确，可借鉴性强。该内试验箱2空间大，路堤模型试验箱3内可制备大尺度的路堤模型34，且可同时制备一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，其特征在于：所述监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置包括：/n外试验箱(1)，内置有内试验箱(2)；/n路堤模型试验箱(3)，用于填筑路堤模型(34)，且位于所述内试验箱(2)中；/n室内空气循环控制系统，用于控制所述外试验箱(1)或所述内试验箱(2)的内部温度或气流流向；/n空气干燥控制系统，用于控制所述内试验箱(2)的内部湿度；/n太阳光照模拟控制系统，架设于所述路堤模型(34)的上方，用于控制光辐射量使所述路堤模型(34)进行水分蒸发散热；/n水分补偿控制系统，架设于所述路堤模型(34)的上方，用于控制所述路堤模型(34)的水分含量，并根据外部的补水量确定所述路堤模型(34)的水分蒸发量；/n数据采集测试系统，埋设于所述路堤模型(34)中，用于监测所述路堤模型(34)内不同位置处的温度、湿度、风速及热流密度。/n

【技术特征摘要】
1.一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，其特征在于：所述监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置包括：
外试验箱(1)，内置有内试验箱(2)；
路堤模型试验箱(3)，用于填筑路堤模型(34)，且位于所述内试验箱(2)中；
室内空气循环控制系统，用于控制所述外试验箱(1)或所述内试验箱(2)的内部温度或气流流向；
空气干燥控制系统，用于控制所述内试验箱(2)的内部湿度；
太阳光照模拟控制系统，架设于所述路堤模型(34)的上方，用于控制光辐射量使所述路堤模型(34)进行水分蒸发散热；
水分补偿控制系统，架设于所述路堤模型(34)的上方，用于控制所述路堤模型(34)的水分含量，并根据外部的补水量确定所述路堤模型(34)的水分蒸发量；
数据采集测试系统，埋设于所述路堤模型(34)中，用于监测所述路堤模型(34)内不同位置处的温度、湿度、风速及热流密度。


2.如权利要求1所述的监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，其特征在于：所述室内空气循环控制系统包括位于所述外试验箱(1)内的第一制冷机组(11)和位于所述内试验箱(2)内的第二制冷机组(21)，所述第一制冷机组(11)和所述第二制冷机组(21)均包括至少一个制冷机且电连接有温控计算机(4)。


3.如权利要求1所述的监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，其特征在于：所述空气干燥控制系统包括干燥器(22)、湿度探头和干燥控制器(23)，所述干燥控制器(23)电连接位于所述内试验箱(2)中的所述干燥器(22)和所述湿度探头，所述干燥控制器(23)还电连接有第一程控计算机(5)。


4.如权利要求1所述的监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，其特征在于：所述太阳光照模拟控制系统包括模拟太阳光灯泡组(24)、辐射测量探头和调节支架，所述调节支架架设于所述路堤模型试验箱(3)的上方，所述模拟太阳光灯泡组(24)和所述辐射测量探头均悬吊于所述调节支架上并位于所述路堤模型(34)的上方，所述模拟太阳光灯泡组(24)和所述辐射测量探头均至少一个并电连接有光照控制器(25)，所述光照控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙斌祥，沈航，姜奕，王飞凡，黄尹泰，童玉英，
申请(专利权)人：绍兴文理学院元培学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33