[发明专利]一种沥青混合料热传导试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青混合料的试验设备，尤其涉及一种沥青混合料热传导的试验装置。

背景技术

当前，我国大多数高等级路面采用沥青路面结构形式。沥青路面暴露在自然环境中，不仅承受着车辆荷载的反复作用，还经受自然环境尤其是水温状况的影响。沥青路面对温度十分敏感，高温条件下会产生车辙、推移、拥抱、泛油等病害，低温条件下会产生开裂，这些病害不仅降低了路面的服务水平，严重时还会威胁到行车安全。因此，开展沥青路面的温度场及传热性能研究以减轻温度对沥青路面的影响十分必要。沥青混合料的导热系数是进行沥青路面结构温度场和传热性能分析必不可少的热物性参数，选用合理的导热系数测试方法至关重要。

导热系数随材料的组成、结构和温度变化很大，确定材料的导热系数可以采用理论和试验研究两种方法，一般而言，试验测量更为准确。目前，土工材料导热系数的试验测定方法有稳态法和非稳态法两大类，非稳态法的导热微分方程比较复杂，边界条件难以确定，且多用于研究高导热系数材料，或在高温条件下进行测量。稳态法原理比较简单，计算方便，较容易实现导热系数的数字显示。

传统的稳态测试法如热流计法、保护热板法试件尺寸较小，往往适用于均质各向同性的材料，且试验测试精度难以保证。沥青混合料是一种多孔的颗粒性材料，试件尺寸过小则测试结果受集料传热性能的影响越大，因此，迫切需要提供一种适合颗粒性材料大体积试件的热传导试验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确度高、模拟性强、易于操作的沥青混合料热传导试验装置，该装置能够对沥青混合料的导热系数进行测定。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：包括试验箱、聚氨酯泡沫绝热层、恒温循环水箱、加热板、控温器、温度数据采集仪、电脑和智能恒温循环器，其中，试验箱内设置有两个恒温循环水箱，并且两个恒温循环水箱之间设置有与控温器相连接的加热板，加热板和每个恒温循环水箱之间设置有与恒温循环水箱、加热板相接触的试验试件，试验试件上安装有与连接温度数据采集仪相连接的若干温度传感器，温度数据采集仪与用于显示数据的电脑相连接；其中，一个恒温循环水箱与智能恒温循环器的入口相连通，另一个恒温循环水箱与智能恒温循环器的出口相连通；两个恒温循环水箱和试验箱的内壁之间填充有聚氨酯泡沫绝热层。

所述两个恒温循环水箱的顶部和底部与试验箱内壁之间铺设石棉保温层。

所述智能恒温循环器采用型号为DTY-15A的恒温循环器。

所述加热板的发热片为薄片状，并且由硅橡胶制成。

所述加热板为温控式加热板。

每个试验试件和加热板之间设置用于将试验试件和加热板贴附在一起的导热硅片。

所述温度传感器为贴片式温度传感器，型号为JCJ100TTP。

所述温度数据采集仪采用型号为JCJ716B的数据采集器，并通过RS232或RS422/485通讯口，直接与电脑进行通讯。

所述试验试件的表面开设有若干槽，每个槽内安装温度传感器；所述每个恒温循环水箱与智能恒温循环器通过绝热水管相连通。

所述每个试验表面安装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器，具体安装位置为：试验试件与加热板接触的一侧为加热侧，与恒温水箱接触的一侧为恒温侧，加热侧的对角线交点处布设有第一温度传感器，在试验试件的对角线上并且距离试验试件边界大于或等于试验试件厚度的距离处布设第一温度传感器，再在第一温度传感器、第三温度传感器中间布设第二温度传感器；恒温侧的对角线交点处第四温度传感器，第五温度传感器、第七温度传感器、第六温度传感器、第八温度传感器在对角线上按照顺时针顺序依次布置，第五温度传感器、第七温度传感器呈对称布置且距试验试件边缘的距离等于第二温度传感器距离试验试件边缘的距离，第六温度传感器、第八温度传感器呈对称布置且距试验试件边缘距离大于或等于试验试件的厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过在两个恒温循环水箱之间设置加热板，每个恒温水箱和加热板之间设置试验试件，并用聚氨酯绝热泡沫对试件侧向的热量进行控制，减少侧向热量的散失，提高了测试的准确性；试验试件的一侧为加热板，另一侧为恒温循环器，恒温循环器使热量从试件内侧经过试件传导到另一侧后，另一侧的表面温度比较均匀，达到均匀换热的要求，使得试验试件外侧均匀恒温利于提高测试精确度。另外，本发明模拟性强、易于操作，利用本试验装置能够得到沥青混合料的导热系数。