CN102621292B - 通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，给水部件包括阀门、圆柱形盛水容器、进水管、出水管、水压力机，为试验装置提供试验需要的降雨量。所述测试部件包括喷头、圆柱形盛水容器、阀门、出水管、盛水容器。所述支座部件包括可以上下移动的横杆、支撑杆、试件底座。利用该试验装置可以测定不同盐化物含量的沥青混合料在相同降雨量下盐化物的析出量，以及相同盐化物含量的沥青混合料在不同降雨量下盐化物的析出量，分析比较不同降雨量对沥青混合料盐化物析出量的影响及沥青混合料本身因盐化物含量不同而对盐化物析出量的影响，为试验提供可靠的依据，从而为盐化物沥青混合料的长期使用性能评价提供依据。

Description

通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置

技术领域

本发明涉及公路路面试验技术，特别涉及一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，可以应用于模拟夏季降雨后盐化物自融雪路面长期融雪效果的试验，评价盐化物自融雪路面长期融雪性能。

背景技术

冬季我国北方大部分地区伴有积雪结冰，南方个别地区还有冻雨形成，这一直困扰着道路交通部门，需要大量的人力物力清除冰雪，由此各个地方开始了主动抑制冻结技术的研究。主动抑制冻结技术是指在工程建设或大修路面中，预先主动采用相关技术或在混合料中添加专用材料使得路面具有特殊功能从而达到融雪除冰的目的，盐化物自融雪路面是其中的一种。盐化物自融雪路面指在沥青混合料中添加一定的盐化物，使其既能满足路用性能的要求，又具有融冰雪功能。盐化物自融雪路面因其融冰雪效果好、施工工艺简单、易于推广而被广泛应用。如何评价此种路面抑制冻结效果的长期性是该研究的核心问题之一。不同气候条件下(降雪量、降雨量、温度、湿度)，融雪路面有效成分盐化物的析出速率不同，而盐化物的析出速率直接影响其长期融雪效果。

哈尔滨工业大学利用MTS材料试验系统对试件施加静荷载进行除冰试验，长安大学研制了一种路面破冰模拟评价试验装置，模拟在动态重复车辆荷载作用下路面的抑制冻结效果和破冰能力，这两种方法都是模拟低温情况下盐化物自融雪路面的破冰能力，并不能评价融雪路面夏季经过雨水的冲刷后，是否具有融雪性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，该设备通过模拟夏季降雨，测定不同盐化物含量的沥青混合料在相同降雨量下盐化物析出量，以及相同盐化物含量的沥青混合料在不同降雨量下盐化物析出量，为盐化物沥青混合料的长期使用性能评价提供依据，从而为合理的公路设计提供可靠依据。该装置测试原理简单、操作简便，测试设备的检测及仪器的制造费用相对较低，仪器所有元件均为国产，使用、维修方便，并且该测试设备可靠性好，有利于该设备的推广应用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，共分为3个部分：给水部件、测试部件以及支座部件。所述给水部件包括阀门、圆柱形盛水容器、进水管、出水管、水压力机。圆柱形盛水容器内的水由进水管进入水压力机内，通过调节阀门和水压力机，获得试验需要的降雨量后由出水管流入测试部件进行试验。所述仪器测试部件，包括喷头、圆柱形盛水容器、阀门、出水管、盛水容器。喷头下表面为圆弧形构造，通过调节横杆的高度能使降雨充分接触试件表面。所述支座部件，包括可以上下移动的横杆、支撑杆、试件底座。将喷头与横杆相连，可以调节喷头距离试件的高度，使测定的降雨量能满足气象部门的规定。

本发明技术突出的优点在于：

(1)新的试验装置应能够合理地模拟夏季的降雨，通过调节阀门及水压力机，来确定喷头降雨量的大小，保持水流的稳定性。

(2)新的试验装置通过测定雨水冲刷后盐化物的析出量，来评价盐化物自融雪路面的长期使用性能。；

(3)新的试验装置可以使降雨冲刷到整个试件表面，及时将雨水排出，符合路面实际情况，并将雨水收集起来，用于下一次试验，节省大量的水资源，而且使测量结果更加准确。

(4)新装置在设备结构和使用流程两方面都尽可能的简易方便，以便试验的各个地方的使用。

附图说明

图1为本发明的一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置；

图2为试验装置测试部分喷头下表面圆弧形构造图。

图3为试验装置测试部分喷头下表面细节图。

具体实施方式

参照图1，将盛水容器8悬挂于高处，使里面的水可全部排出，水由盛水容器8经出水管10进入水压力机12，水压力机的作用主要是调节水压保持水流稳定，再由进水管9流入喷头，冲刷试件，具体试验步骤如下：

1.将一定质量的水装入盛水容器8中，打开阀门5及水压力机12，使水经出水管10流入喷头2，取一个口径为20厘米的一次性塑料或纸制碗，在其底部凿一比玉米粒稍大的小洞，然后将碗放在一个无盖的罐子上。罐内有一玻璃瓶，瓶口与碗底的小洞相接，用此简易装置来测量降雨量。

将该装置放在试件底座11上承接降水，调节横杆1，使其与试件底座11的距离为70厘米。待一定时间后，用秤称出瓶中的水重，30克水即相当于1毫米的降雨量。通过调节水压，确定每小时的降雨量。

2.将成型好的试件(根据需要可成型大型马歇尔试件或小型马歇尔试件)放在试件底座11上，试件除上表面外，用密封材料密封，通过调节横杆1，保持试件底座11与喷头2的距离，以使喷头洒水面积与试件上表面恰好吻合，按照需要的降雨量调整水压及阀门，开始试验。

3.试验过程中，将盛水容器4的阀门5打开，以便水降落到试件表面后及时排出，能更好地模拟路面实际降雨情况。

4.用盛水容器7收集排出来的雨水。

5.当盛水容器8中的水全部排出后，试验完毕，收集盛水容器4和7内的水，用比重计测定密度，测量水的温度和质量。

6.将收集起来的水倒入盛水容器8中，进行下一次试验，重复上述步骤1-5。

7.当测定另一个降雨量时，重复上述步骤1-6。

最后，对试验数据进行汇总整理，根据某一温度下纯水的比重和冲刷试件后水的比重差，计算出试件内盐化物的析出量。将盐化物的析出量与试件中盐化物总含量进行比较，可以得出盐化物的析出百分率。

该测试装置可以真实地模拟夏季降雨情况对盐化物析出的影响，保证测试结果的可靠性，其实际应用效果显著。

Claims (2)

1.一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，包括给水部件、测试部件以及支座部件，其特征在于，所述给水部件包括第一阀门、第一圆柱形盛水容器(8)、进水管(9)、第一出水管(10)、水压力机(12)，所述测试部件包括喷头(2)、第二圆柱形盛水容器(4)、第二阀门、第二出水管(6)、盛水容器(7)，所述支座部件包括上下移动的横杆(1)、支撑杆(3)、试件底座(11)，第一圆柱形盛水容器(8)通过第一出水管(10)与能够按照需要降雨量调整水压的水压力机(12)相连，并在第一出水管上设有第一阀门，水压力机与进水管(9)相连，进水管与喷头(2)连接，喷头上部有螺纹，与横杆(1)相连，横杆(1)与支撑杆(3)相连，支撑杆(3)上设置第二圆柱形盛水容器(4)，在第二圆柱形盛水容器内设置有试件底座(11)，第二圆柱形盛水容器外与第二出水管(6)相连，第二出水管(6)设置有第二阀门，置于用于收集冲刷试件后水的盛水容器(7)内。

2.根据权利要求1所述的一种通过模拟降雨评价盐化物自融雪路面长期性能的试验装置，其特征在于，所述喷头(2)下表面为圆弧形构造。