專利名稱：熱反射型瀝青路面熱物理環(huán)境改善性能測試設備的制作方法
技術領域：
本實用新型提出了ー種熱反射型浙青路面熱物理環(huán)境性能改善的測試設備，屬于道路工程試驗用設備。
背景技術：
浙青路面因其材料色澤黑，使得路面具有較強的吸熱能力，熱量的大量聚集、蓄積，又使得路面溫度不斷升高，在外部荷載的作用下就很容易產(chǎn)生流動變形，從而形成車轍。車轍的產(chǎn)生，將破壞原有的路面結構強度誘發(fā)其他病害，這對浙青路面的高溫穩(wěn)定性堤出了更高的要求。另ー方面，由于浙青路面能有效地儲存太陽輻射，一條條浙青道路儼然成為給城市加熱的“電熱絲”，烘烤著城市周圍的大氣和生活環(huán)境，加劇了城市的“熱島效應”。熱物理環(huán)境主要是指由大氣下空間的熱輻射、溫度、空氣濕度和風速等要素構成的熱環(huán)境。浙青路面的熱物理環(huán)境亦由上述要素構成，其中熱輻射及環(huán)境溫度對它影響最大。當前新型熱反射型浙青路面主要是通過在浙青路面表面散布ー層具有特殊功能的太陽熱反射涂料，通過反射太陽熱輻射從源頭上減少太陽熱輻射進入路面結構內(nèi)而產(chǎn)生積聚，從而抑制路面溫度過度升高。國外工程實踐證明，熱反射型浙青路面路表溫度比普通浙青路面路表溫度低10 15°C甚至更高。路面溫度的降低可以大大減少了路面車轍等高溫病害的產(chǎn)生，并有力緩解“熱島效應”帶來的惡劣影響，從而確保路面結構的服務功能、延長浙青路面的使用壽命。但是目前尚沒有一種能夠測量此種路面熱物理環(huán)境(反射性能及有無涂層對路面溫度場及周圍熱環(huán)境影響)的測試設備。如何緩解和解決浙青路面高溫穩(wěn)定性不足以及由于浙青路面的吸熱作用而導致的城市“熱島效應”尤為重要，并且提出一種簡單合理的測試設備是亟待解決的問題。本實用新型的測試設備，可以模擬實際路面受輻射情形和測量整個面層結構的溫度，對比有無反射涂層路面的溫度，并能測量不同太陽高度角度下其熱反射途徑，用以評價其對周圍環(huán)境的影響。為最終找到影響浙青路面高溫穩(wěn)定性突變的臨界輻射量和溫度，為解決浙青路面高溫穩(wěn)定性不足的問題提供可靠依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種熱反射型浙青路面熱物理環(huán)境性能改善的測試設備。其設備原理簡單、操作簡便、試驗結果直觀，可以實現(xiàn)快捷、客觀、真實反應涂刷太陽熱反射涂層后其降溫效果評價，井能測量不同太陽高度角度下，其熱反射途徑，用以評價其對周圍環(huán)境的影響。裝置的制造費用相對較低，使用、維護簡單，并且該測試裝置可靠性較好，利于推廣應用。本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的該裝置由試件裝配系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)三個系統(tǒng)組成。[0010]試件裝配系統(tǒng)包括試件箱、試件、載物臺，轉動支架，弧形支撐臂和光電傳感器組成，試件箱由保溫材料做成，試件正上方接受日光模擬光源照射，圓形載物臺外側圓周上每隔5°設有圓形插孔，由此弧形支撐臂固定于載物臺上，此弧形臂弧度角為90°并在其外邊緣設有插孔，光電傳感器可通過插孔固定在弧形支撐臂上，實現(xiàn)光電傳感器對試件在以其為直徑的半球內(nèi)全方位測試，載物臺底部中心下設有轉動支架，帶動整個載物臺繞中心做左右60°轉動。環(huán)境控制系統(tǒng)由環(huán)境箱、溫度控制機和通風設備組成，環(huán)境箱正面有可視化窗ロ，溫控機位于環(huán)境箱右下方，環(huán)境箱還設有通風ロ與通風設備相連；所述的日光模擬光源是由氙氣燈燈頭，電子鎮(zhèn)流器和線組構成，且其光照強度可調(diào)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含環(huán)境箱空氣溫度傳感探頭和敷設在試件表面與內(nèi)部的溫度采集器通過數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)字記錄顯示儀相連。本實用新型技術突出的優(yōu)點在于 I)與實際狀況相關性良好，該試驗設備能夠較好模擬不同地區(qū)、路面結構等在太陽輻射作用下，路面結構層溫度場分布情況。2)該試驗設備能夠對路用太陽熱反射角進行測量，進而描述太陽熱的反射途徑及解釋對周圍環(huán)境改善效果機理。3)該測試設備為自主開發(fā)，原理簡單，制造、測試及維修簡単，試驗過程可以實現(xiàn)全程控制及監(jiān)控，試驗結果直觀。

圖I為本實用新型裝置的主視圖；圖2為本實用新型裝置的右視圖；圖3為本實用新型裝置的俯視以下結合附圖對本實用新型的內(nèi)容做進ー步詳細說明。
具體實施方式
參照圖I、圖2、圖3所示，圖中1、日光模擬光源；2、環(huán)境箱；3、空氣溫度傳感探頭；4、載物臺；5、數(shù)字記錄顯示儀；6、日光模擬光源強度控制按鈕；7、溫度傳感器開關；8、環(huán)境箱溫度調(diào)節(jié)按鈕；9、電源總開關；10、轉動支架；11、溫控機；12、溫度采集器；13、試件；14、通風ロ(出氣)；15、通風ロ(進氣)；16、光電傳感器；17、弧形支撐臂；18、插孔。該試驗裝置在環(huán)境箱2右下部安裝了溫控機11、溫控機11通過安置在環(huán)境箱里的空氣溫度傳感探頭3和與溫控機11相連的通風ロ 14、15控制溫度，環(huán)境箱2內(nèi)部上方中心設置有日光模擬光源1，放置在載物臺4正中的試件13接受光源照射，試件13內(nèi)部安置有溫度采集器12，溫度采集器12與數(shù)字記錄顯示儀5相連，可以時時記錄、顯示數(shù)據(jù)，試件13上方設有光電傳感器16,能接測量件表面反射光的福射強度,載物臺4下方有轉動支架10,可以調(diào)節(jié)載物臺4繞中心左右旋轉。本實用新型用以評價浙青路面熱輻射涂層的反射及吸收能力及熱輻射反射途徑的測量，進而得出其降溫效果，通過試驗模擬實際路面結構層、改變不同影響因素，對浙青路面熱輻射涂層的反射及吸收能力的分析評價和降溫效果的對比，可深入認識浙青路面熱反射涂層對改善浙青路面高溫穩(wěn)定性和對周圍環(huán)境降溫效果的影響，結合原材料試驗結果分析，真正的建立環(huán)境影響因素、輻射反射材料性質(zhì)與浙青路面高溫穩(wěn)定性之間的關系，從而為浙青路面結構表面反射材料的選擇和結構層組合提供依據(jù)。因此本實用新型是ー種目前為止較為科學實用的測試儀器。此項實用新型可以方便快捷地實現(xiàn)預期的目標，具有廣泛的應用價值。根據(jù)事先擬定的試驗條件、將溫度控制機調(diào)節(jié)到規(guī)定溫度，試件預處理后置于試件裝配區(qū)中心，調(diào)節(jié)轉動支架使載物臺轉動到預設角度，安置支撐臂到預設位置，調(diào)節(jié)好光電傳感器，在可視化控制平臺輸入?yún)?shù)，包括環(huán)境箱輻射強度、數(shù)據(jù)記錄頻率等，啟動輻射光源開關后，整個試驗過程開始。試驗過程中，視具體情況通過溫控調(diào)節(jié)按鈕和輻射強度控制開關，調(diào)節(jié)溫控機輸出溫度和輻射強度，可以模擬道路在不同季節(jié)里溫度、太陽輻射強度和輻射角變化。試驗的全過程，可以任意變換各個控制參數(shù)，可以實現(xiàn)試驗條件多狀態(tài)模擬。 通過變換不同的測試條件(輻射強度、環(huán)境箱溫度、熱反射涂料及結構組合)并結合原材料試驗結果分析，最終得到影響浙青路面高溫穩(wěn)定性的主要因素，為研究改善因浙青路面高溫穩(wěn)定性不足而引發(fā)車轍和用于路面表面熱輻射反射材料選擇及路面結構組合提供可靠依據(jù)。該測試方法可真實地反映不同測試條件、結構組合的浙青面層在實際太陽輻射下，表面輻射反射、吸收狀況及內(nèi)部溫度場狀況，井能保證測試結果的可靠性，其實際應用效果顯著。本實用新型共分為3個部分環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試件裝配系統(tǒng)。環(huán)境控制系統(tǒng)由環(huán)境箱、溫度控制機和通風設備組成，聯(lián)通電源的溫度控制機通過送/抽風控制環(huán)境箱內(nèi)試驗溫度，用以對比不同空氣溫度條件下對路面結構的影響。所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含環(huán)境箱空氣溫度傳感探頭和敷設在試件表面與內(nèi)部的溫度采集器通過數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)字顯示儀相連，可以實時顯示并記錄測試數(shù)據(jù)。所述試件裝配系統(tǒng)包括試件箱，試件、載物臺，轉動支架，支撐臂和光電傳感器，試件箱由保溫材料做成，最多可放置20cm厚的路面結構層試件，試件正上方接受日光模擬光源照射，圓形載物臺外側設有插孔，支撐臂由此可360°固定于載物臺上，光電傳感器固定支撐臂上，能夠在以試件為直徑的半球內(nèi)采集試件表面反射光強度，載物臺底部中心下設有轉動支架，可以帶動整個載物臺繞中心轉動，用以模擬不同太陽高度角(太陽熱輻射入射途徑)。
權利要求1.熱反射型浙青路面熱物理環(huán)境性能改善測試設備，其特征在于，該裝置由試件裝配系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)三個系統(tǒng)組成； 所述試件裝配系統(tǒng)包括試件箱、試件(13)、載物臺(4)，轉動支架(10)，弧形支撐臂(17)和光電傳感器(16)組成，試件箱由保溫材料做成，試件(13)正上方接受日光模擬光源(I)照射，圓形載物臺外側圓周上每隔5°設有圓形插孔(18)，由此弧形支撐臂(17)固定于載物臺(4)上，此弧形臂弧度角為90°并在其外邊緣設有插孔，光電傳感器(16)可通過插孔固定在弧形支撐臂上，實現(xiàn)光電傳感器(16)對試件(13)在以其為直徑的半球內(nèi)全方位測試，載物臺(4)底部中心下設有轉動支架(10)，帶動整個載物臺(4)繞中心做左右60°轉動； 所述環(huán)境控制系統(tǒng)由環(huán)境箱(2)、溫度控制機(11)和通風設備組成，環(huán)境箱(2)正面有可視化窗ロ，溫控機(11)位于環(huán)境箱右下方，環(huán)境箱還設有通風ロ(14、15)與通風設備相連；所述的日光模擬光源(I)是由氙氣燈燈頭，電子鎮(zhèn)流器和線組構成，且其光照強度可調(diào)； 所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包含環(huán)境箱空氣溫度傳感探頭(3)和敷設在試件(13)表面與內(nèi)部的溫度采集器(12)通過數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)字記錄顯示儀(5)相連。
專利摘要本實用新型公開了一種用于熱反射型瀝青路面熱物理環(huán)境性能改善的測試設備。該裝置由環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、試件裝配系統(tǒng)三個系統(tǒng)組成，可以實現(xiàn)在太陽熱輻射作用下瀝青路面結構層溫度的采集，對比有無熱反射涂層路面結構溫度變化情況，并能測量不同太陽高度角度下其熱反射途徑，用以評價其對周圍環(huán)境的影響。該裝置具有測試、維修簡單，數(shù)據(jù)采集方便等優(yōu)點。
文檔編號G01N33/42GK202453351SQ20112053581
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者何利濤, 彌海晨, 程承, 胡苗, 鄭木蓮 申請人:長安大學