[发明专利]一种用于公路防覆冰表面层耐久性测试的试验箱及使用方法

说明书

技术领域

本发明属于评价路面防覆冰性能的装置，具体涉及一种用于公路防覆冰表面层耐久性测试的试验箱及使用方法。

背景技术

公路交通不但是国家的经济命脉，更关乎国家战略安全。我国地域辽阔、气候条件复杂，冬季降雪结冰地域面积广。尤其是在高寒地区及山区，路面或桥面积雪结冰问题较为严重甚至需要封闭交通，严重影响道路运输效率和交通安全。传统清除路面积雪的方法主要采用人工、机械铲除或撒布融雪盐等被动防冰技术，不仅劳动强度大、使用效果滞后，而且融雪盐也对道路结构物、植被和生态环境造成严重破坏。通过将防覆冰材料与水泥基或沥青基材料混合制备而成的防覆冰功能层均匀铺筑于路面上，冬季时可在一定程度上排除路面积水，抑制路面结冰。

目前，针对道路“随降随融、下雪畅通、雪停道清”的主动融冰雪技术的研究已逐渐成为热点方向，而将防覆冰材料应用于道路路面防覆冰方面的研究尚不多见。有鉴于此，将超疏水性能引入到路面材料防覆冰性能设计中对优化现有防冰、除冰技术具有其他融冰除雪方法不可比拟的优点。因此，设计出一种用于公路防覆冰表面层耐久性测试的试验箱，对试件进行相应的测试并进行性能优化显得必要。本发明功能多样、效率高、布局更加合理，能精确模拟在自然条件下路面防覆冰功能层表面耐久性能逐渐衰减的过程。

发明内容

本发明的目的在于实现与克服现有技术的不足而提供一种功能多样、效率高、布局更加合理的模拟多环境对路面防覆冰功能层耐久性影响的试验箱，该装置能模拟单一环境因素或多种因素叠加对路面防覆冰功能层耐久性能的影响。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种用于公路防覆冰表面层耐久性测试的试验箱，它包括试验箱、主机控制系统、温度湿度模拟系统、降雨凝冰模拟系统、雨水循环系统、太阳辐射模拟系统、酸碱盐腐蚀模拟系统、路面磨耗模拟系统等；主机控制系统设于试验箱外部；温度湿度模拟系统设于试验箱内右侧；降雨凝冰模拟系统设于试验箱内试件正上方；雨水循环系统设于试验箱内底部；太阳辐射模拟系统设于试验箱内顶部；酸碱盐腐蚀模拟系统设于试验箱内；路面磨耗模拟系统设于试验箱内左侧壁上。

优选的，所述试验箱为三面封闭、一面开放的长方体，包括试验箱体、透明玻璃门、合页等组成；所述试验箱体与所述透明玻璃门经两片合页相连接；所述试验箱体由两层结构组成，外层由金属材质制成，内层由保温、耐高温效果佳的双层XPS保温板制成，中间为隔热层；所述透明玻璃门为有机质材料制成，其内壁贴有防紫外线玻璃贴膜，可阻隔99％以上的有害紫外线；透过所述玻璃门能对整个试验过程进行实时观测；

优选的，所述主机控制系统设于试验箱外部，可通过数字按键在屏幕显示器上输入所需测试项目与相应的试验参数值并进行自动试验，所测试验数据可通过主机控制系统底部的输出口打印输出；

优选的，所述温度湿度模拟系统设于试验箱内右侧，包括制冷系统、制热系统、湿度调控系统、温度感应器、湿度感应器；所述制冷系统与制热系统均设置于所述湿度调控系统下方；所述温度湿度模拟系统能模拟温度范围为-20～80℃，湿度为0～100％的环境；所述试验箱内部温度与湿度大小数据经分布于试验箱内部的温度感应器与湿度感应器搜集并传输至主机控制系统进行数据处理分析；

优选的，所述降雨凝冰模拟系统设于试验箱内试件正上方，包括雨水储存系统、降雨模拟系统等；所述降雨模拟系统能模拟雨滴直径为0.01～0.2mm的降雨；通过主机控制系统可调控降雨量及流量等参数；通过温度湿度模拟系统与降雨凝冰模拟系统共同结合使用可改变雨水的初始物相，进而模拟出冻雨结冰、凝霜结冰以及降雪结冰等工况；

优选的，所述雨水循环系统设于试验箱内试件底部，包括雨水收集箱、输水管、微型水泵等；试件经降雨凝冰模拟系统所未经消耗完的雨水通过内置微型水泵经输水管循环输送至所述雨水储存系统再次利用；

优选的，所述太阳辐射模拟系统设于试验箱内顶部，包括1kW氙灯光源、辐射感应器等；所述氙灯光源能模拟波长为100～400nm的太阳光紫外线辐射；所述太阳辐射模拟系统能模拟自然环境下紫外线辐射对路面防覆冰功能层表层老化的影响，通过与温度湿度模拟系统共同调控紫外线强度和环境温度，使本试验箱保持较佳的试验环境；

优选的，所述酸碱盐腐蚀模拟系统设于试验箱内，与所述降雨凝冰模拟系统共同使用，可调节雨水中pH值、硫酸盐、镁盐、碳酸盐等浓度，通过降雨模拟系统将含酸碱盐的雨水喷洒于防覆冰试件表面，进而模拟其对路面防覆冰功能层耐久性的影响；