CN104155201A - 一种融雪路面评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种融雪路面评价方法。所述装置包括环境箱、控制台和压缩机，所述环境箱包括碎冰机、试件台和收集称量装置；所述碎冰机固定安装在所述环境箱的顶部，所述收集称量装置安装在所述环境箱的底部，所述试件台固定安装在所述收集称量装置上方，所述碎冰机底部设置成可更换的筛底，试件台有一定的倾斜角度以保证融化的雪水能顺利流下。本发明提供的降雪融雪模拟装置可模拟降雪和融雪过程，且造价较低，所需设备简单易操作；本发明提供的融雪评价方法可以比较相同条件下不同路面的融雪率，如对比分析普通路面和含有各种添加剂的路面的融雪率，从而确定添加的种类或含量，有利于科研工作的顺利进行。

Description

一种融雪路面评价方法

技术领域

本发明涉及一种融雪路面评价方法。

背景技术

在常年降雪或降雪量大的地方，很容易由于降雪后路面结冰而导致车祸等交通事故，因此，道路建造商或相关部门，在施工前，应选择具有良好的融雪效果的道路成分，从而筑成具有优良融雪效果的道路，有效减少交通事故的发生。

随着交通安全意识的提高，人们意识到路面结冰对于交通事故的恶劣影响，越来越多的科研人员开始从事融雪路面的研究，为了方便室内实验使用，降雪模拟装置，但截至到目前还没有一种合理地、成熟地、快速地评价添加剂自融性路面、钢纤维加热等融雪路面的室内测试融雪速率的仪器。

公告号为CN202973701U的实用新型专利文件公开了一种人工气候环境试验室用降雪装置，其包括冷空气循环供给装置和水雾供给装置：冷空气循环供给装置的送风口和回风口设置在试验室内并且送风口位于回风口上方，由送风口流入并从回风口流出的试验室的冷空气在试验室内形成下沉气流，水雾供给装置设有雾化喷头阵列，该雾化喷头阵列安装在试验室内并位于所述下沉气流的流动路径中，所述雾化喷头阵列喷洒出的水雾在随下沉气流下降的过程中结成冰晶，在试验室内形成降雪。根据其降雪形成过程可知，这种人工气候环境试验室用降雪装置需要具有较大的高度空间，以使水雾结成冰晶形成降雪，故装置所需空间大。

公告号为CN203586642U的实用新型专利文件公开了一种V型绝缘子串覆雪试验用造雪装置，包括试验舱、供水单元和工期单元，共七单元设置在试验舱内，试验舱内顶部设有支架，支架的正上方设有喷枪，绝缘子呈V型排列悬挂于支架上，喷枪喷出气水混合物，在试验舱内形成降雪。同上，装置所需空间大。

另一方面，以上提及的降雪模拟装置均不能模拟融雪，目前部分研究者采用对路面先结冰后融冰的实验，实际上这并不是融雪实验而是融冰实验。虽然也有部分学者提出过利用融雪路面的裸露率作为评价指标，但这里面有很多问题。首先裸露面积本身测定误差较大，其次部分未裸露路面积雪的下部也有可能融掉，第三降雪过大时可能融雪小于降雪，会出现没有裸露面积的情况，但并不能认为没有融雪。因此，对于评价路面的融雪效果的实验方法及其评价指标都存在或多或少的问题且目前很难统一。所以，研究发明一种合理的模拟路面融雪降雪实验方法迫在眉睫。

部分科研人员采用将提前制好的冰，并将与试件相同截面的整块冰放置在试件表面，但由于路面本身的纹理构造以冰层表面的不平整形造成路面与冰层出现较大间隙，实验结果离散型大，与自然降雪差别较大，误差较大，不能真实地反应路面的融雪效果。部分科研人员采用先结冰后融冰的实验来表征路面的融雪效果，但这与实际情况相差很大，与自然环境中的降雪过程和机理不一致。

根据文献可知，一些科研结构研制了一定的设备来评价路面的融雪效果，如哈尔冰工业大学刘晓鸿教授采用MTS系统，对方形试件进行静力除冰实验；日本交通研究室和旭川开发建设部联合研制出鼓轮内接型冻结路面走行机；长安大学自行研制的车辙破冰路面仪等等，这些设备对自应力破冰路面实验效果较好，但是对于自融性路面或者加热式路面实验效果并不好。因为在低温下，非自应力路面车辙变形几乎为零，冰层不会破裂。另外，大部分科研人员的研究主要集中在融冰或者破冰，与在实际情况中先下雪在温度极低下才会结成冰层并不相符。这些开发的实验仪器，均不能进行融雪实验，若等到冬季进行现场检测，则时间长，费用高。公告号为CN202421178U的实用新型专利公开了一种盐化物自融雪路面融雪寿命预测装置，其中在试件底部设置了孔状的试件台，孔状的试件台下方设置了倾斜导流板，使融化形成的水流入计量装置。但是，试件台上的试件是不渗水的，所以底部设置成多孔，并不能使试件表面融雪形成的水顺利到达下方倾斜导流板，表面溶掉的水还是要从试件侧边流下，这会影响测试准确度，还会增加溶掉水的水流路径，进而增加试验时间。

所以，研究发明一种新的室内降雪融雪实验仪器及评价方法能最大程度上模拟路面降雪过程，并通过公式计算融雪率，使得不同试件之间存在可比性，是急需解决的。

发明内容

针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种降雪融雪模拟装置，一种融雪路面评价方法，可模拟路面降雪过程以及自然环境温度下融雪过程，进而可评价融雪路面的融雪性能。

第一方面，本发明提供了一种降雪融雪模拟装置，包括环境箱、碎冰机、试件台、收集称量装置、控制器、压缩机、温度传感器和温度控制器，其特征在于：所述碎冰机固定安装在所述环境箱的顶部，所述收集称量装置安装在所述环境箱的底部，所述试件台固定安装在所述收集称量装置上方。

优选的是，所述温度传感器设置在试件台的一侧。

上述任一方案中优选的是，所述控制器和所述压缩机安装在所述环境箱一侧。

上述任一方案中优选的是，所述控制器和压缩机安装在所述环境箱的右侧。

上述任一方案中优选的是，所述控制器布置于所述压缩机上方。

上述任一方案中优选的是，所述环境箱的上表面、左侧表面和/或前表面设置有透明窗，以便观察实验过程等情况。

上述任一方案中优选的是，所述环境箱的左侧表面为可活动门，以便于放入、取出试件及更换碎冰机筛底。

上述任一方案中优选的是，所述控制器包括箱体和控制面板。

上述任一方案中优选的是，所述温度控制器布置在所述控制器的箱体内。

上述任一方案中优选的是，所述控制面板包括收集称量装置的显示器装置、温度控制调节装置、碎冰机开关和碎冰机转速调节装置。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机为刀片式碎冰机。当刀片旋转碎冰时，小于该筛孔的冰晶便洒落到试件上部。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机底部可更换具有不同筛孔尺寸的筛底。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机底部筛孔为0.5-2mm。根据24小时内不同的降雪量，可更换具有不同筛孔尺寸的碎冰机底部，具体降雪量与筛孔尺寸的对应，如下表所示：

上述任一方案中优选的是，所述试件台包括倾斜段和水平段及连接段，所述连接段的左右两端分别与倾斜段和水平段连接，且所述连接段底端设有开口。试件台设计成为倾斜可以更好的收集融掉的雪水，公告号为CN202421178U的实用新型专利文件中在试件底部设置成多孔，但是试件台上的试件是不渗水的，所以这样并不能很好的收集融掉的雪水，效果不大，表面溶掉的水还是要从试件侧边流下，而试件台设置成倾斜的，试件也会是倾斜的，这样试件表面融掉的水就可以及时流下。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机的中心线和所述试件台的倾斜段的中心线重合。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段与水平线之间的夹角为1-5°。

上述任一方案中优选的是，所述试件台连接段的底端开口为圆形。

上述任一方案中优选的是，所述试件台连接段的底端开口尺寸为5-10mm。

上述任一方案中优选的是，所述收集称量装置包括电子称和盛水容器，所述盛水容器布置于电子称上方。

上述任一方案中优选的是，所述试件台连接段的底端开口的中心线与所述收集称量装置的中心线重合。

上述任一方案中优选的是，所述压缩机位于一个封闭式的箱体内。

上述任一方案中优选的是，所述降雪融雪模拟装置的上板上设置装冰口，所述装冰口位于碎冰机上方，以便于放入事先准备好的冰。

上述任一方案中优选的是，所述降雪融雪模拟装置的六个表面设置有保温层，以减少热量损失，节约能源，保护环境。

上述任一方案中优选的是，所述降雪融雪模拟装置还包括报警装置。当收集称量装置的质量超过电子称的称量范围、环境箱温度比设定稳固过高或过低时或压缩机内有异物或水分时，报警装置报警，以便操作人员及时检查、整修或更换，减少事故的发生，并有利于实验顺利进行，减少由于故障导致的浪费和反复工作。

上述任一方案中优选的是，所述降雪融雪模拟装置还包括自动保护装置。当收集称量的显示数值不在变化、环境箱温度持续不断升高或降低等故障时，所述自动保护装置自动断电，停止工作，达到保护的目的，能有效减少事故发生。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段、水平段和连接段由陶瓷、玻璃或聚乙烯中的一种或几种制成。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段、水平段的材料为陶瓷，连接段的材料为聚乙烯。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段、水平段的材料为玻璃，连接段的材料为聚乙烯。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段、水平段的材料为玻璃，连接段的材料为陶瓷。

上述任一方案中优选的是，所述试件台的倾斜段、水平段的材料为陶瓷，连接段的材料为玻璃。

上述任一方案中优选的是，所述收集称量装置的显示装置为液晶显示装置。

上述任一方案中优选的是，所述温度控制调节装置为旋钮式。

上述任一方案中优选的是，所述温度控制调节装置为数显装置，既可以准确设定温度，还可以显示环境箱中的实时温度，有利于进行重复实验。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机开关为按钮式开关。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机开关为拉闸式开关。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机转速调节装置为旋钮式。

上述任一方案中优选的是，所述碎冰机转速调节装置为数显装置，既可以准确设定碎冰机的转速，还可以以数字形式显示碎冰机的实时转动速率，有利于进行重复实验。

上述任一方案中优选的是，所述环境箱的温度可以任意调节。

上述任意方案中，所述环境箱的六个表面均由可拆卸的外壳构成，以便于检修。同理，控制器的箱体和压缩机所在的封闭箱体也都是由可拆卸的外壳构成，以便于检修。

所述降雪融雪模拟装置的试件包括车辙板试件、水泥混凝土路面试件，也可以采用其他符合要求的试件，主要是指大小复合试件台的大小，包括可以被固定在试件台的现场切割试件或者其他切割试件。

所述降雪融雪模拟装置可用于自融式路面、热熔式或微波式路面。

本装置通过改变加入碎冰机中冰的质量以及碎冰机底部筛孔控制冰晶的大小，模拟降雪量的大小，其中碎落的冰晶随碎冰机的旋转通过筛孔自由落下以模拟路面降雪过程，最大程度上保证均匀洒落。

本装置的试件平台有一定的倾斜角度，保证能够在融化后的雪水顺利流走，并进入收集称量装置。采用碎冰机，完全足以模拟室内实验，另外相比水汽形成冰晶，采用碎冰机形成冰晶，造价较低，所需设备简单易操作。

所述降雪融雪模拟装置的操作步骤包括：

1.接通电源，打开电源开关，设定环境箱温度、碎冰机转速等；

2.将试件固定在试件台的倾斜段；

3.打开压缩机开关；

4.待所述环境箱温度达到设定温度，将事先准备好的冰块放入碎冰机中；

5.打开碎冰机开关，并记录收集称量装置的初始显示数值；

6.隔一定时间段记录试件上流下水的质量，直至试件上部积雪融完为止；

7.关机，断开电源。

第二方面，本发明提供了一种融雪路面评价方法，其包括以下步骤：

步骤A：根据降雪量，由公式m＝hs×ρ_水计算实验所需的冰的质量，其中m是实验所需冰的质量，h是降雪量，s是碎冰机底部面积；

步骤B：制作试件；

步骤C：根据降雪强度，安装相应筛孔的碎冰机底盘；

步骤D：根据步骤A计算的所需冰的质量，事先准备好至少为所需质量的冰块；

步骤E：打开降雪融雪模拟装置电源开关，根据实验降雪强度调节碎冰机，设置碎冰机旋转速度、环境箱温度等参数，其中不同的降雪强度与碎冰机的转速对应关系如下：

步骤F：放入试件，打开压缩机开关，所述降雪融雪模拟装置的压缩机开始运转，待所述环境箱温度达到设定温度，取步骤A中得到的所需质量的冰块放入碎冰机中；

步骤G：打开碎冰机开关，碎冰机开始工作，碎冰机旋转的同时，形成降雪；

步骤H：记录收集称量装置的初始质量或将其归零，每隔一定时间段记录试件上流下水的质量，即收集称量的显示数值(显示在控制面板上)，直至试件上部的积雪融完为止；

步骤I：根据记录的质量变化和时间，计算融雪速率。

优选的是，所述步骤依次进行。

上述任一方案中优选的是，所述步骤的实施顺序为：B→A→C→D→E→F→G→H→I。

上述任一方案中优选的是，所述步骤的实施顺序为：B→C→A→D→E→F→G→H→I。

上述任一方案中优选的是，所述步骤的实施顺序为：A→C→B→D→E→F→G→H→I。

上述任一方案中优选的是，所述步骤的实施顺序为：A→D→B→C→E→F→G→H→I。

上述任一方案中优选的是，所述步骤的实施顺序为：A→B→D→C→E→F→G→H→I。

上述任一方案中优选的是，所述步骤A中计算所需冰的质量是，s取值0.0314m²。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为方冰块。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为10*10*10mm³的方冰块。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为24*24*24mm³的方冰块。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为36*36*36mm³的方冰块。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为50*50*50mm³的方冰块。

上述任一方案中优选的是，所述步骤C中事先准备的冰块为20*20*20mm³的方冰块。

上述任一方案中优选的是，步骤G中每隔5-20分钟记录一次收集称量的显示数值。记录的时间间隔可以根据实际做出调整，如果收集称量装置的显示数值变化慢，可适当增长记录时间间隔，如果收集称量装置的显示数值变化快，可适当缩短记录时间间隔。

上述任一方案中优选的是，步骤G中每隔5分钟记录一次收集称量的显示数值。

上述任一方案中优选的是，步骤G中每隔10分钟记录一次收集称量的显示数值。

上述任一方案中优选的是，步骤G中每隔20分钟记录一次收集称量的显示数值。

通过本发明提供的融雪路面评价方法，计算出路面的融雪率，可以比较相同条件下不同路面的融雪率，如对比分析普通路面和含有各种添加剂的路面的融雪率，从而确定添加的种类或含量，有利于科研工作的顺利进行。

上述任一方案中优选的是，所述融雪率可通过以下公式计算：

错误！未找到引用源。

其中：R(T)为融雪率，g/(min*m²)；

T为试验温度，℃；

△m为质量变化，g；

△t为前后读数时间差，min；

S为落雪面积(约等于碎冰机底盘面积，cm²，固定值)。

上述任一方案中优选的是，所述融雪率的计算公式在计算时取值为碎冰机底面积。

上述任一方案中优选的是，所述融雪率的计算公式中，落雪面积S取值0.0314cm²。

其中，公式中的试验温度T可以为任意温度，如可以是零下35°至零度，也可以是零上的温度。

其中，数据的处理根据所记录的实验数据，做出相应的折线图，取斜率变化不大的一段直线的斜率，做为融雪率，直线与实测数据的相关率在0.97以上。

优选的是，第二方面的融雪路面评价方法采用第一方面所述的降雪融雪模拟装置进行实验。在计算融雪率时，如果数据的相关性在0.97以上，则回归直线的斜率作为△m，记录的时间间隔为△t。

如果数据的相关性小于0.97，应舍去刚开始或者融雪结束时的数据，取相关性较好的数据再做出一个回归直线，取回归直线的斜率作为△m，记录的时间间隔为△t计算融雪率。

本发明提供的降雪融雪模拟装置及其评价方法可使用的试件包括现场切割试件，还包括现成的车辙板试件，或者其他符合要求的试件，主要是指大小复合试件台的大小，包括可以被固定在试件台的现场切割试件或者其他方式成型的试件，对于析出式自融路面，热熔式等非依靠变形除冰路面均适用。即最大程度上模拟了路面降雪以及融雪过程，避免了高额的实验费用和现场检测困难。

本装置的试件台有一定的倾斜角度，保证能够在融化后的雪水顺利流走，并进入收集称量装置。采用碎冰机，完全足以模拟室内实验，另外相比水汽形成冰晶，采用碎冰机形成冰晶，造价较低，所需设备简单易操作。通过本发明提供的融雪路面评价方法，计算出路面的融雪率，而本发明提供的融雪路面融雪率计算公式，有利于以后行业内的认证、沟通，对本行业的进步有重要意义，可以比较相同条件下不同路面的融雪率，如对比分析普通路面和含有各种添加剂的路面的融雪率，从而确定添加的种类或含量，有利于科研工作的顺利进行。

附图说明

图1是按照本发明的降雪融雪模拟装置的一实施例的主视图。

图2是按照本发明的融雪路面评价方法的流程图。

图3是按照本发明的融雪路面评价方法的一实施例的融雪质量与时间的关系图。

图4是按照本发明的融雪路面评价方法的另一实施例的融雪质量与时间的关系图。

图5是按照本发明的融雪路面评价方法的另一实施例的融雪质量与时间的关系图。

图6是按照本发明的融雪路面评价方法的另一实施例的融雪质量与时间的关系图。

图7是按照本发明的融雪路面评价方法的另一实施例的融雪质量与时间的关系图。

图8是按照本发明的融雪路面评价方法的另一实施例的融雪质量与时间的关系图。

其中，1装冰口；2碎冰机；3碎冰机筛底；4环境箱；5试件台；61电子称，62盛水容器；7控制面板；8压缩机。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，以下结合具体实施例及附图对本发明做进一步说明，但本发明的内容不仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种降雪融雪模拟装置，其主视图如图1所示，包括环境箱4、碎冰机2、试件台5、收集称量装置、控制器、压缩机8、温度传感器和温度控制器；碎冰机2为刀片式，包括电机和旋转刀片，固定安装在环境箱4的顶部，而碎冰机筛底3可更换具有不同筛孔尺寸的筛底，以模拟不同的降雪量；所述收集称量装置包括电子称61和盛水容器62，安装在环境箱4的底部，盛水容器62布置于电子称61上方；试件台5固定安装在所述收集称量装置上方，试件台5包括与水平线夹角为3°的倾斜段、水平段及底端设有直径为5mm的圆形开口的连接段，连接段的左右两端分别与倾斜段和水平段连接，连接段的开口中心线与收集称量装置的中心线重合，试件台5的倾斜段、水平段和连接段由陶瓷制成，试件通过试件固定螺栓固定在试件台5上；温度传感器设置在试件台5的后侧，所述控制器和压缩机8安装在环境箱4的右侧，压缩机8布置在一个封闭的箱体内，该箱体的每个面的面板都可拆卸，以便检修，所述控制器布置于压缩机8上方；环境箱4的左侧表面为可活动门，该活动门可左右活动，所述控制器包括箱体和控制面板7，所述温度控制器布置在所述控制器的箱体内，控制面板7包括收集称量装置的显示器装置、温度控制调节装置、碎冰机开关和碎冰机转速调节装置，其中温度控制调节装置和碎冰机转速调节装置都是数显的，既能显示装置当前的温度和碎冰机的转速，也能准确设置，利于进行重复实验，碎冰机2的开关为拉闸式开关；环境箱4的六个表面的均由可拆卸的外壳构成，以便于检修。同理，所述控制器的箱体和压缩机8所在的封闭箱体也都是由可拆卸的外壳构成。

实施例1.1.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述降雪融雪模拟装置的上板上设置装冰口1，装冰口1位于碎冰机2上方。

实施例1.1.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述降雪融雪模拟装置的六个表面设置有保温层。

实施例1.1.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述降雪融雪模拟装置还包括报警装置。

实施例1.1.4

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述降雪融雪模拟装置还包括自动保护装置。

实施例1.1.5

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的上表面设置有透明窗。

实施例1.1.6

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的左侧表面设置有透明窗。

实施例1.1.7

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的前表面设置有透明窗。

实施例1.1.8

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的上表面和左侧表面设置有透明窗。

实施例1.1.9

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的左侧表面和前表面设置有透明窗。

实施例1.1.10

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的上表面和前表面设置有透明窗。

实施例1.1.11

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，环境箱4的上表面、左侧表面和前表面设置有透明窗。

实施例1.2.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段与水平线之间的夹角为4°。

实施例1.2.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段与水平线之间的夹角为5°。

实施例1.2.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段与水平线之间的夹角为2°。

实施例1.2.4

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段与水平线之间的夹角为3°。

实施例1.2.5

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段与水平线之间的夹角为1°。

实施例1.3.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的连接段底部有一个直径为7mm的圆形开口。

实施例1.3.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述试件台的连接段底部有一个直径为9mm的圆形开口。

实施例1.3.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的连接段底部有一个直径为10mm的圆形开口。

实施例1.4.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述控制器和压缩机8布置在环境箱的左侧，而环境箱的右侧为可左右活动并设置有透明窗的活动门。

实施例1.4.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述控制器和压缩机8布置在环境箱的左侧，而环境箱的后侧为可左右活动并设置有透明窗的活动门。

实施例1.4.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述控制器和压缩机8布置在环境箱的左侧，而环境箱的前侧为可左右活动并设置有透明窗的活动门。

实施例1.4.4

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，而环境箱4的后侧为可左右活动并设置有透明窗的活动门。

实施例1.4.5

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，而环境箱4的前侧为可左右活动并设置有透明窗的活动门。

实施例1.5.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段和连接段由玻璃制成。

实施例1.5.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段和连接段由聚乙烯制成。

实施例1.5.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段的材料为陶瓷，连接段的材料为聚乙烯。

实施例1.5.4

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段的材料为玻璃，连接段的材料为聚乙烯。

实施例1.5.5

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段的材料为玻璃，连接段的材料为陶瓷。

实施例1.5.6

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，试件台5的倾斜段、水平段的材料为陶瓷，连接段的材料为玻璃。

实施例1.6.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述温度控制调节装置为旋钮式。

实施例1.6.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述碎冰机转速调节装置为旋钮式。

实施例1.6.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，所述碎冰机2的开关为按钮式开关。

实施例1.7.1

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，温度传感器设置在试件台5的前侧。

实施例1.7.2

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，温度传感器设置在试件台5的左侧。

实施例1.7.3

一种降雪融雪模拟装置，与实施例1不同的是，温度传感器设置在试件台5的右侧。

实施例2.1

一种融雪路面评价方法，其流程图如图2所示，本实施例中，用于评价AC-13的MFL添加剂试件零下五度时中雪的融雪效果，具体操作如下：

步骤一：制作试件

用粉末状MFL代替矿粉，调整级配，使其满足AC-13的级配范围，其中粉末状MFL的性质、添加比例和指标如表1-4所示，油石比为4.7％，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)T0703-2011，制作符合要求的轮压碾试件，试件尺寸为30*30*5cm^3。

表1 石料的密度

表2 70号道路石油沥青的性能指标

表3 各石料的添加比例

表4 合成级配

步骤二：根据我国降雪等级的划分，可知中雪时24小时内的降雪量为2.5-4.9mm，根据模拟降雪融雪装置的碎冰机2的底面积s，算出需要冰的质量为78.5---153.86g；

步骤三：安装相应1.18mm的碎冰机筛底3；

步骤四：用低温箱或者冰箱准备100g的方块冰，冰块尺寸为24*24*24mm³；

步骤五：打开降雪融雪模拟装置的电源开关，调节环境箱4温度为-5℃、碎冰机2转速为900r/min；

步骤六：将制好的试件固定在试件台5上，打开压缩机8开关，降雪融雪模拟装置的压缩机8开始运转，两小时后，试件表面温度与环境箱4温度一致，将事先准备好的100g冰块放入碎冰机2中；

步骤七：打开碎冰机2开关，碎冰机2开始工作，碎冰机2旋转的同时，形成降雪；

步骤八：将收集称量装置的数值清零，每隔五分钟观察落雪情况，并记录收集称量装置的显

示数值，记录数据如下：

步骤九：根据记录的实验数据，计算融雪率R(T)，其具体操作为先用实验数据做出折线图，同时根据线性回归方程，做出回归直线，如图3所示。

可见，实验数据的相关系数R^2大于0.97，回归直线的斜率为7.6396，所以，公式中△m＝7.6396g，△t＝5min，所以融雪率为：

实施例2.2

一种融雪路面评价方法，用于评价普通AC-13的路面结构在零度时中雪的融雪率，具体包括如下步骤：

步骤一：制作试件

其中试件所用材料性质指标如表5-8所述，油石比为4.7％，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)T0703-2011，制作符合要求的轮压碾试件，试件尺寸为30*30*5cm³。

表5 石料的密度

表6 70号道路石油沥青的性能指标

表7 各石料的添加比例

表8 合成级配

步骤二：根据我国降雪等级的划分，可知中雪时24小时内的降雪量为2.5-4.9mm，根据碎冰机2的底部面积s，算出需要冰的质量为78.5---153.86g；

步骤三：安装相应1.18mm的碎冰机筛底3；

步骤四：用低温箱或者冰箱准备100g的方块冰，冰块尺寸为24*24*24mm³；

步骤五：打开降雪融雪模拟装置的电源开关，调节环境箱4温度为零下5℃、碎冰机2转速为900r/min；

步骤六：将制好的试件固定在试件台5上，打开压缩机8开关，降雪融雪模拟装置的压缩机8开始运转，两小时后，试件表面温度与环境箱4温度一致，将事先准备好的100g冰块放入碎冰机2中；

步骤七：打开碎冰机2开关，碎冰机2开始工作，碎冰机2旋转的同时，形成降雪；

步骤八：将收集称量装置的数值清零，每隔五分钟观察落雪情况，并记录收集水装置的数值，记录数据如下：

步骤七：根据记录的实验数值，计算融雪率R(T)，用excel表格做出数据折线图，根据线性回归方程，做出回归曲线，如图4所示，数据的线性相关系数R^2＝0.9680，小于0.97，所以舍弃融雪开始和结束数据点，选择5min---20min中间四个线性相关性较好的点，计算融雪率，其折线图和回归直线如图5所示，数据的相关系数为0.9945，可知△m＝26.4g，△t＝5min，所以融雪率为：

实施例2.3

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：步骤二中，根据我国小雪时，24小时内的降雪量为0.1-2.4mm，根据碎冰机2底部面积s，计算出所需冰的质量最多为3.14-75.36g，步骤三中，安装筛孔尺寸为0.5mm的碎冰机筛底3；步骤四中，准备30g的冰块；步骤五中，碎冰机2转速设定为1500r/min，记录的数据如下所示：

线图和回归直线如图6所示，所以融雪率为：

实施例2.4

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：步骤二中，根据我国大雪时，24小时内的降雪量为5.0-9.9mm，根据碎冰机2底部面积s，计算出所需冰的质量为157-310.86g，步骤三中，安装筛孔尺寸为1.5mm的碎冰机筛底3；步骤四中，准备200g的冰块；步骤五中，碎冰机2转速设定为750r/min；步骤八中，每隔10分钟记录一次收集称量装置的显示数值，记录的数据如下所示：

其折线图和回归直线如图7所示，所以融雪率为：

实施例2.5

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：步骤二中，根据我国暴雪时，24小时内的降雪量为10mm及以上，根据碎冰机2底部面积s，计算出所需冰的质量为314g及以上，步骤三中，安装筛孔尺寸为2.0mm的碎冰机筛底3；步骤四中，准备320g的冰块；步骤五中，碎冰机2转速设定为650r/min；步骤八中每隔20分钟记录一次收集称量装置的显示数值，记录的数据如下所示：

其折线图和回归直线如图8所示，所以融雪率为：

实施例2.6

一种融雪路面评价方法，与实施例2.4不同的是：步骤八中，每隔20分钟记录一次收集称量装置的显示数值。

实施例2.7.1

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：所述步骤C中事先准备的冰块为10*10*10mm³的方冰块。

实施例2.7.2一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：所述步骤C中事先准备的冰块为36*36*36mm³的方冰块。

实施例2.7.3

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：所述步骤C中事先准备的冰块为50*50*50mm³的方冰块。

实施例2.7.4

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：所述步骤C中事先准备的冰块为20*20*20mm³的方冰块。

实施例2.8.1

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：先进行步骤二，然后实施步骤一，再顺序实施其他步骤。

实施例2.8.2

一种融雪路面评价方法，与实施例2.1不同的是：步骤一至步骤三的实施顺序为：先实施步骤一，然后实施步骤三，然后实施步骤二，之后再顺序实施其他步骤。

实施例2.8.3

一种融雪路面评价方法，与实施例2.8.1不同的是：步骤一至步骤三的实施顺序为：先实施步骤二，然后实施步骤三，然后实施步骤一，之后再顺序实施其他步骤。

实施例2.8.4

一种融雪路面评价方法，与实施例2.8.1不同的是：先实施步骤二，然后实施步骤四，然后顺序实施步骤一和步骤三及其他步骤。

实施例2.8.5

一种融雪路面评价方法，与实施例2.8.1不同的是：先实施步骤二，然后实施步骤一，然后顺序实施步骤四和步骤三及其他步骤。

以上所述实施例只是本发明的优选实施方式，仅用于说明本发明，而非用于限制本发明，本发明不局限于此，应当指出，本发明对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种融雪路面评价方法，其包括以下步骤：

步骤A：根据降雪量，由公式m＝hs×ρ_水计算实验所需的冰的质量，其中m是实验所需冰的质量，h是降雪量，s是碎冰机底部面积；

步骤B：制作试件；

步骤C：根据降雪强度，安装相应筛孔的碎冰机筛底；

步骤D：根据步骤A计算所需冰的质量，事先准备好至少为所需质量的冰块；

步骤E：打开降雪融雪模拟装置电源开关，根据实验所需的降雪强度调节碎冰机，设置碎冰机旋转速度、环境箱温度等参数；

步骤F：放入试件，打开压缩机开关，所述降雪融雪模拟装置的压缩机开始运转，待所述环境箱温度达到设定温度，取步骤A中得到的所需质量的冰块放入碎冰机中；

步骤G：打开碎冰机开关，碎冰机开始工作，碎冰机旋转的同时，形成降雪；

步骤H：记录收集称量装置的初始质量或将其归零，每隔一定时间段记录试件上流下水的质量，即收集称量的显示数值，其显示在控制面板上，直至试件上部的积雪融完为止；

步骤I：根据记录的质量变化和时间，计算融雪速率。

2.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述步骤依次进行。

3.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述步骤的实施顺序为：B→A→C→D→E→F→G→H→I。

4.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述步骤的实施顺序为：B→C→A→D→E→F→G→H→I。

5.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述步骤的实施顺序为：A→C→B→D→E→F→G→H→I。

6.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述步骤A中，计算所需冰的质量时，碎冰机底部面积s取值0.0314m²。

7.如权利要求1中所述的融雪路面评价方法，其特征在于：步骤G中每隔5-20分钟记录一次收集称量装置的显示数值。

8.如权利要求1所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述融雪率可通过以下公式计算：

$R\left(T\right)=\frac{\mathrm{\Δm}}{\mathrm{S\Δt}}$

其中：R(T)为融雪率，g/(min*m²)；

T为试验温度，℃；

△m为质量变化，g；

△t为前后读数时间差，min

S为落雪面积，m²。

9.如权利要求8中所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述融雪率的计算公式在计算时S取值为碎冰机底盘面积。

10.如权利要求8中所述的融雪路面评价方法，其特征在于：所述融雪率的计算公式中，落雪面积S取值0.0314m²。