CN103323302A - 一种实现车辙试件温度梯度的隔热层 - Google Patents

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王慧
刘少文
申俊敏
沈佳
周韶华
赵建斌
刘建伟
张艳聪
边睿
董文春
马艳艳
姚晓琪
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Beijing Hangtian Hangyu Test & Control Technology Institute
Shanxi Province Transport Science Research Institute
Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
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Beijing Hangtian Hangyu Test & Control Technology Institute
Shanxi Province Transport Science Research Institute
Shanxi Jiaoke Highway Survey and Design Institute
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Abstract

本发明公开了一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，包括左侧隔热层（1）和右侧隔热层（2）2个独立并可以组合的部分，二者均为由2个互相垂直的长方体组成的“V”字形结构；二者恰好可以拼合组成一个无缝隙的“回”字形组合体，该组合体内壁横截面和外壁横截面均为正方形；拼合处可通过工具扣（4）固定连接；二者均由外壳和保温层（3）组成；保温层（3）材质为硅酸铝，厚度均为3cm；外壳材质为Q235普通碳素结构钢，厚度均为1.5mm。本发明保证外部环境温度不传到试模外侧壁，并防止车辙试模与隔热层之间缝隙的散热和吸热；对控制车辙试件侧壁的温度非常有效，而且不影响试模的成型，结构简单、成本低廉、制作方便、可重复使用。

Description

一种实现车辙试件温度梯度的隔热层
技术领域
 本发明属于公路沥青路面使用性能评价的室内试验仪器领域，具体涉及一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，以提供一种为实现沥青路面结构抗车辙性能评价试验中沥青混合料试件温度梯度实现的外部隔热层设计的技术方案。
背景技术
我国经济的高速发展带了的交通量大幅度地增加，高速公路、一级公路的交通渠道化，超载重载的情况愈演愈烈，加之夏季罕见持续的高温，车辙问题已经成为影响我国公路健康发展的突出问题。
车辙的存在严重地影响了路面的平整度，使轮迹带沥青层厚度减薄，降低了面层以及路面结构的整体强度，也由此进一步引起裂缝、坑槽等其它路面破坏；存在较大辙槽的路段，会造成雨天时路表排水不畅，使得路面的抗滑能力下降，车辆在超车或者更换车道时方向难以控制，影响了车辆操纵的稳定性；由于积水的存在，车辆易于发生漂滑而影响高速行车的安全。此外，在寒冷地区辙槽会被冰雪所覆盖，也使得路面的抗滑能力降低，严重威胁行车安全，而且车辙的存在缩短了路面的使用寿命，降低了道路的服务质量。因此，正确评价沥青路面的车辙情况对于有效防治车辙病害具有重要意义。
为此，我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中提出采用沥青混合料车辙试验评价沥青混合料的抗车辙性能。试验中将试件连同试模一起，置于已达到试验温度60℃±1℃的恒温室中，保温不小于5h，也不得超过12h。这是为了保证车辙试件的整体的温度都保持在60℃±1℃。但是，这与沥青路面的实际温度存在很大的差异。实际的沥青路面结构持续经受着各种环境因素的综合作用，这种作用的结果集中体现为路面温度场的分布。当车辙试验的试件厚度为5cm时，试验温度条件与路面温度场的差异对车辙试验结果的影响较小。但是，当车辙试验的试件厚度为10cm或15cm或更大时，这种差异对车辙试验结果的影响就会放大，而无法忽略。而要实现车辙试件温度梯度是通过分别控制试件表面、侧壁和底面的温度来实现的。本发明就是为了实现车辙试件侧壁温度控制的隔热设计。
已有的一些研究是在试件侧壁用隔热材料与钢模隔开，以保证钢模的温度不至于传到试件侧壁。采用的隔热材料往往是隔热纸。在往最下层试模倒入沥青混合料之前，紧贴试模的四面内壁放置隔热纸。但是这种隔热方法容易在试件分层碾压成型过程中折断或损坏隔热纸而影响隔热效果，而且使得试件成型过程的操作复杂化。这种隔热纸是一次性使用的，造成了不必要的浪费。
发明内容
本发明就是为了解决现有车辙试件侧壁温度控制的隔热设计隔热效果不佳、操作复杂、浪费严重等问题，从而提出一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，以提供一种为实现沥青路面结构抗车辙性能评价试验中沥青混合料试件温度梯度实现的外部隔热层设计的技术方案，达到材料适宜、隔热功能良好、方便易用、可重复使用的目的。
本发明的技术方案：
一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，包括左侧隔热层和右侧隔热层2个独立并可以组合的部分，二者均为由2个互相垂直的长方体组成的“V”字形结构；
左侧隔热层和右侧隔热层尺寸满足的条件为：二者恰好可以拼合组成一个无缝隙的“回”字形组合体，该组合体内壁横截面和外壁横截面均为正方形；拼合处可通过工具扣固定连接；组合体内壁横截面的边长，与试模外侧壁横截面的边长对应相等，高度与试模高度相等；
左侧隔热层和右侧隔热层均由外壳和用于与试模外侧壁接触的保温层组成；保温层材质为硅酸铝，厚度均为3cm；除左侧隔热层内壁的2个平面和右侧隔热层内壁的2个平面之外，左侧隔热层和右侧隔热层的其他表面均设有用于支撑保温层的外壳，材质为Q235普通碳素结构钢，厚度均为1.5mm。
本发明的有益效果：
1.保温层主要起保温隔热的作用，隔热层外壳主要起支撑保温层的作用；
2.在试模外侧壁用隔热材料与外部环境温度隔开，保证外部环境温度不传到试件和试模外侧壁，并防止车辙试模与隔热层之间缝隙的散热和吸热；
3.对控制车辙试件侧壁的温度非常有效，而且不影响试模的成型，结构简单、成本低廉、制作方便、可重复使用。
附图说明
图1是本发明以及全高试模的结构示意图；
图2是本发明以及全高试模的组合示意图。
附图各标记分别表示：
1-左侧隔热层；
2-右侧隔热层；
3-保温层（隔热材料）；
4-工具扣；
5-试模。
具体实施方式
一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，包括左侧隔热层和右侧隔热层2个独立并可以组合的部分，二者均为由2个互相垂直的长方体组成的“V”字形结构；
左侧隔热层和右侧隔热层尺寸满足的条件为：二者恰好可以拼合组成一个无缝隙的“回”字形组合体，该组合体内壁横截面和外壁横截面均为正方形；拼合处可通过工具扣固定连接；组合体内壁横截面的边长与宽，与试模外侧壁横截面的边长对应相等，高度与试模高度相等；
左侧隔热层和右侧隔热层均由外壳和用于与试模外侧壁接触的保温层组成；保温层材质为硅酸铝，厚度均为3cm；除左侧隔热层内壁的2个平面和右侧隔热层内壁的2个平面之外，左侧隔热层和右侧隔热层的其他表面均设有用于支撑保温层的外壳，材质为Q235普通碳素结构钢，厚度为1.5mm。
下面结合附图，对本发明的工作流程作进一步的说明。
如图1和图2所示，一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，包括左侧隔热层和右侧隔热层，它们分别位于车辙试模的左侧和右侧。左、右隔热层厚度为3cm，采用相同的材质，它们围绕在试模周围，使用工具扣连接。为了保证隔热层紧密包围在车辙试模的周围，隔热层内部的边长与试模外侧的边长相等，高度与试模高度相同，这样防止了车辙试模与隔热层之间缝隙的散热和吸热。隔热层共计有四个平面，分别位于长方体车辙试模的四个侧面的外侧。
左、右隔热层外壳采用Q235普通碳素结构钢，厚度1.5mm，主要其支撑保温层的作用。左、右隔热层外壳都只有六个平面，内侧的两个面是开放式的，没有采用同样的材质封闭。这样就形成了一个厚度为3cm的空间用于填充硅酸铝形成内部保温层，主要起保温隔热的作用。硅酸铝保温层直接与试模外侧壁接触。
车辙试件的温度梯度，是通过分别控制试件表面、侧壁和底面的温度，来使试件内部形成温度梯度。
上述技术方案的车辙试件隔热层对于控制车辙试件侧壁的温度是非常有效的，而且不影响试模的成型，结构简单、成本低廉、制作方便、可重复使用。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种实现车辙试件温度梯度的隔热层，其特征在于，
包括左侧隔热层（1）和右侧隔热层（2）2个独立并可以组合的部分，二者均为由2个互相垂直的长方体组成的“V”字形结构；
左侧隔热层（1）和右侧隔热层（2）尺寸满足的条件为：二者恰好可以拼合组成一个无缝隙的“回”字形组合体，该组合体内壁横截面和外壁横截面均为正方形；拼合处可通过工具扣（4）固定连接；组合体内壁横截面的边长，与试模（5）外侧壁横截面的边长对应相等，高度与试模（5）高度相等；
左侧隔热层（1）和右侧隔热层（2）均由外壳和用于与试模（5）外侧壁接触的保温层（3）组成；保温层（3）材质为硅酸铝，厚度均为3cm；除左侧隔热层（1）内壁的2个平面和右侧隔热层（2）内壁的2个平面之外，左侧隔热层（1）和右侧隔热层（2）的其他表面均设有用于支撑保温层（3）的外壳，材质为Q235普通碳素结构钢，厚度均为1.5mm。
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