Ogfc混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置及評價方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路材料工程技術領域，涉及瀝青混合料對汽車尾氣降解效果的評價 技術，尤其涉及一種OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置及評價方法。
【背景技術】
[0002] 隨著交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，機動車的應用給人們帶來極大的交通便利，但是， 汽車尾氣的排放卻嚴重破壞著自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，同時也給人類的身心健康帶來危害。 汽車尾氣中含有一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物（HC)、氮氧化合物（主要為NO)等，這些物 質(zhì)的危害性極大。為解決汽車尾氣排放對環(huán)境和人類帶來的嚴重問題，人們在全球范圍內(nèi) 展開了對汽車尾氣凈化技術的研宄。近年來，人們考慮到機動車的載體通常為瀝青路面，因 此將具有催化分解有害氣體的納米TiO 2應用于瀝青混合料中，對汽車尾氣進行降解。
[0003] 譚憶秋等人在《可降解汽車尾氣材料在瀝青路面中的應用性能評價》（中國公路學 報，2010年11月，第23卷，第6期，第21-27頁）中研宄了將催化材料TiO 2以涂覆和摻入 兩種添加方式應用于瀝青混合料中形成可降解汽車尾氣的瀝青路面，并提出一套評價降解 能力的方法。但是該評價方法和試驗設備只適用于評價普通瀝青混合料對汽車尾氣的降解 效果，而對于開級配抗滑磨耗層卻無法適用。
[0004] 開級配抗滑磨耗層（Open Graded Friction Course，簡稱0GFC)具有較大的空隙 率（一般為18-25% )，因此OGFC路面與外界空氣接觸的表面積比較大，同時具有排水、抗 滑、降噪、防眩光等功能。若在OGFC混合料中添加光催化材料TiO 2，可實現(xiàn)其對汽車尾氣的 降解功能，因此有必要開發(fā)一種添加1102的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置 及評價方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種OGFC混合料對汽車尾氣降解效 果的評價裝置及評價方法，其目的是：基于該評價裝置，結(jié)合光照、車轍板試件和汽車尾氣 分析儀等模擬添加光催化材料（主要是納米TiO 2)的OGFC混合料對汽車尾氣的降解過程， 并基于該評價方法，評價添加光催化材料（主要是納米TiO2)的OGFC混合料對汽車尾氣的 降解效果，提出評價指標。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種OGFC混合料對汽車尾氣降解效 果的評價裝置，包括密閉容器、汽車發(fā)動機、汽車尾氣分析儀和車轍板試件，所述密閉容器 與所述汽車發(fā)動機和所述汽車尾氣分析儀連接，所述車轍板試件設置于所述密閉容器中， 還包括供風裝置，所述供風裝置設置于所述密閉容器中。
[0007] 密閉容器為圓柱形，其尺寸可根據(jù)實際模擬情況選擇，優(yōu)選的是，密閉容器的直徑 為500mm、高度為500mm。密閉容器可由任何材料制作，優(yōu)選的是有機玻璃，其質(zhì)量輕，便于 搬運、拆裝，而且透明，便于觀察內(nèi)部情況，而且可以接受自然光的照射。汽車發(fā)動機為汽油 發(fā)動機、柴油發(fā)動機、電動汽車電動機或者混合動力等。
[0008] 優(yōu)選的是，還包括容器蓋，所述容器蓋設置于所述密閉容器的開口端。
[0009] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述容器蓋與所述密閉容器之間通過緊固件連接。
[0010] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述容器蓋與所述密閉容器之間設置密封圈。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述容器蓋的中心設置電線插孔，所述電線插孔內(nèi) 設置密封圈。電線插孔用于將紫外線燈管和供風裝置的電線引出至密閉容器外部。
[0012] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述容器蓋上設置兩個探頭插孔，所述兩個探頭插 孔內(nèi)均設置密封圈。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述兩個探頭插孔與所述電線插孔在同一直徑上， 且兩個探頭插孔與電線插孔的距離均為（2/3) R，其中R為容器蓋的半徑。
[0014] 容器蓋與密閉容器之間設置密封圈，且通過緊固件連接，而且在電線插孔、探頭插 孔、進氣閥門、排氣閥門和控制閥門等部位設置密封圈、密封墊片或者密封塞，使整個密閉 容器具有良好的密封性。
[0015] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述容器蓋的下方懸掛紫外線燈管。
[0016] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述紫外線燈管懸掛在兩個探頭插孔之間的區(qū)域。
[0017] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述紫外線燈管的數(shù)量至少為三個。紫外線燈管的 數(shù)量不同，產(chǎn)生的光照強度也不同，通過控制紫外線燈管的數(shù)量模擬不同光照條件下OGFC 混合料對汽車尾氣的降解過程。優(yōu)選的是，紫外線燈管的數(shù)量為五個。燈管的功率為5W。
[0018] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述紫外線燈管的上方設置燈罩，使燈光聚集，且向 下方照射?？稍诿總€紫外線燈管的上方設置燈罩，也可在所有紫外線燈管的上方設置一個 較大的燈罩。
[0019] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述密閉容器的底部設置試件支架。
[0020] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述車轍板試件設置于所述試件支架上。
[0021] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述車轍板試件與紫外線燈管之間的垂直距離為 200-300_。在該距離范圍內(nèi)，模擬環(huán)境與真實路面環(huán)境相符合，光照可充分照射在車轍板 試件上，且TiO 2可將密閉容器中的尾氣分解為碳酸鹽和硝酸鹽，從而降解尾氣中的有害物 質(zhì)。
[0022] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述汽車尾氣分析儀與采樣探頭之間設置采樣 氣管。本發(fā)明的采樣氣管較短，能夠收集到滿足測試要求的氣體量即可，優(yōu)選的長度為 100-500mm。采樣探頭采集氣體，氣體經(jīng)過采樣氣管進入汽車尾氣分析儀進行濃度測試，若 采樣氣管較短，則需要采集的氣體也較少，只需從密閉容器中抽取較少的氣體即可滿足測 試要求，且結(jié)果準確，而且不影響密閉容器中氣體的變化，使車轍板試件對氣體的降解過程 保持穩(wěn)定均衡，確保評價結(jié)果的準確性和可靠性。
[0023] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述采樣探頭插入探頭插孔內(nèi)，并伸入車轍板試件 與紫外線燈管之間的區(qū)域，以充分收集到均勻的氣體，確保評價結(jié)果準確、可靠。
[0024] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述密閉容器一側(cè)的下方設置排氣閥門。
[0025] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述密閉容器另一側(cè)的中間部位設置進氣閥門。
[0026] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述進氣閥門與所述汽車發(fā)動機之間設置排氣管。 排氣管可選用金屬軟管，要求具有良好的耐高溫性能。排氣管長度為1米。
[0027] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述排氣管上設置控制閥門。
[0028] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述供風裝置的數(shù)量至少為兩個。供風裝置產(chǎn)生風， 使密閉容器和OGFC混合料中的氣體均勻分布，且避免密閉容器中的氣體出現(xiàn)分層現(xiàn)象。供 風裝置可選擇風扇、吹風機等。
[0029] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述供風裝置均勻地設置于所述密閉容器的下方。
[0030] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述車轍板試件由添加光催化材料的OGFC混合料 制備而成。
[0031] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述光催化材料為Ti02。
[0032] 本發(fā)明的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其結(jié)構簡單、操作方便、 經(jīng)濟實用，可通過控制紫外線燈管的數(shù)量模擬不同光照條件下OGFC混合料對汽車尾氣的 降解過程。
[0033] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種可采用上述任一評價裝置的 OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價方法，按照先后順序包括以下步驟：
[0034] 步驟一：車轍板試件的制備；
[0035] 步驟二：汽車尾氣的產(chǎn)生；
[0036] 步驟三：路面降解汽車尾氣的模擬及汽車尾氣中各氣體濃度的測試；
[0037] 步驟四：數(shù)據(jù)處理；
[0038] 所述車轍板試件由添加光催化材料的OGFC混合料制備而成，所述OGFC混合料對 汽車尾氣降解效果的評價指標為降解率。
[0039] 優(yōu)選的是，所述降解率為氣體初始濃度與穩(wěn)定后濃度之差，再與初始濃度之比的 百分數(shù)，降解率
【主權項】
1. 一種OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，包括密閉容器、汽車發(fā)動機、汽 車尾氣分析儀和車轍板試件，所述密閉容器與所述汽車發(fā)動機和所述汽車尾氣分析儀連 接，所述車轍板試件設置于所述密閉容器中，其特征在于：還包括供風裝置，所述供風裝置 設置于所述密閉容器中。
2. 如權利要求1所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在于：還 包括容器蓋，所述容器蓋設置于所述密閉容器的開口端。
3. 如權利要求2所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在于：所 述容器蓋與所述密閉容器之間通過緊固件連接。
4. 如權利要求2或3所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在 于：所述容器蓋與所述密閉容器之間設置密封圈。
5. 如權利要求4所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在于：所 述容器蓋的中心設置電線插孔，所述電線插孔內(nèi)設置密封圈。
6. 如權利要求5所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在于：所 述容器蓋上設置兩個探頭插孔，所述兩個探頭插孔內(nèi)均設置密封圈。
7. 如權利要求6所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，其特征在于： 所述兩個探頭插孔與所述電線插孔在同一直徑上，且兩個探頭插孔與電線插孔的距離均為 (2/3) R，其中R為容器蓋的半徑。
8. -種OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價方法，按照先后順序包括以下步驟： 步驟一：車轍板試件的制備； 步驟二：汽車尾氣的產(chǎn)生； 步驟三：路面降解汽車尾氣的模擬及汽車尾氣中各氣體濃度的測試； 步驟四：數(shù)據(jù)處理； 其特征在于：所述車轍板試件由添加光催化材料的OGFC混合料制備而成，所述OGFC混 合料對汽車尾氣降解效果的評價指標為降解率。
9. 如權利要求8所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價方法，其特征在于：所 述降解率為氣體初始濃度與穩(wěn)定后濃度之差，再與初始濃度之比的百分數(shù)。
10. 如權利要求8所述的OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價方法，其特征在于： 所述光催化材料為TiO2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價裝置，包括密閉容器、汽車發(fā)動機、汽車尾氣分析儀、車轍板試件和供風裝置，所述供風裝置設置于密閉容器中。本發(fā)明還公開了一種評價方法，按照先后順序包括以下步驟：車轍板試件的制備；汽車尾氣的產(chǎn)生；路面降解汽車尾氣的模擬及汽車尾氣中各氣體濃度的測試；數(shù)據(jù)處理。所述車轍板試件由添加光催化材料的OGFC混合料制備而成，所述OGFC混合料對汽車尾氣降解效果的評價指標為降解率。該評價裝置可通過控制紫外線燈管的數(shù)量模擬不同光照條件下OGFC混合料對汽車尾氣的降解過程。該評價方法準確可靠，與真實路面對汽車尾氣的降解情況相符合。
【IPC分類】G01N31-10
【公開號】CN104807950
【申請?zhí)枴緾N201510192516
【發(fā)明人】徐世法, 索智, 許鷹, 柳浩 , 張濤, 汪京, 王曉曉
【申請人】北京建筑大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月22日