CN104655571B - 一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置及其测试方法，属于交通运输工程中公路工程技术领域。本发明测试装置主要包括模拟降雨装置、模拟行车装置和能见度测试装置三个部分。模拟降雨装置可以模拟不同的降雨量，为不同降雨量地区采用排水沥青路面提供有效的指导数据。模拟行车装置可以模拟实际在路面上行驶的车辆，可以在不同速度、不同轮压条件下进行试验。能见度测试装置用于测试在降雨条件下车轮高速运动时的能见度。整个测试装置弥补了现场测试方法的不足，可以为排水沥青路面设计和施工提供有效的数据。

Description

一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置

技术领域

本发明属于交通运输工程中公路工程技术领域，具体涉及一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置及其测试方法。

背景技术

据调查统计在高速公路上行驶的车辆雨天事故率是晴天的5～7倍，而且雨天发生事故时，伤亡人数经济损失也远高于晴天事故，约为晴天事故的1.8～6.2倍。常规路面不能有效地排走降雨，不仅降低了路面与轮胎之间的摩擦系数，而且车辆轮胎甩起的水雾或水花严重降低路面行驶的能见度，这是造成雨天事故的主要原因。为了解决上述问题，在高速公路上开始推广排水性沥青路面，其采用类似“沙琪玛”的多孔结构，使水从路面体内排走，不产生路面积水，保证雨天的行车的安全。目前雨天情况下对排水沥青路面能见度的影响还没有很好的室内模拟测试设备，所以亟需研发一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置。

目前测量雨天条件下排水沥青路面能见度的方法为现场测试。

对于排水沥青路面能见度进行现场测试，通常是选择雨天情况下，将测试车或者测试装置安置在所测路面上进行测量。

现场测量排水沥青路面能见度只能是在路面铺筑完之后进行，具有一定的滞后性，不能及时的指导排水沥青路面设计和施工；现场测试需在雨天情况下进行，不能提前安排合理的试验时间；在测试过程中需要中断交通，影响行车安全；同时在现场测试不能调控降雨量大小，无法得到不同降雨量对能见度的影响数据，从而不能有效地反馈数据来指导排水沥青路面的设计和施工。综合以上情况现场测试能见度不能满足排水沥青路面设计和施工的需要，迫切需要研发一种能模拟雨天条件下测试排水沥青路面能见度的装置。

发明内容

本发明主要目的是解决现场测试能见度不能满足排水沥青路面设计和施工要求的问题。本发明测试装置主要包括模拟降雨装置、模拟行车装置和能见度测试装置三个部分。模拟降雨装置可以模拟不同的降雨量，为不同降雨量地区采用排水沥青路面提供有效的指导数据。模拟行车装置可以模拟实际在路面上行驶的车辆，可以在不同速度、不同轮压条件下进行试验。能见度测试装置用于测试在降雨条件下车轮高速运动时的能见度。整个测试装置弥补了现场测试方法的不足，可以为排水沥青路面设计和施工提供有效的数据。

本发明采用的技术方案如下：

一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，包括模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置、试验箱和系统控制箱；

所述的试验箱包括设于底面上的多个固定轮，所述的系统控制箱与试验箱相连，用于控制模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置及试验箱的工作；

所述的模拟降雨装置包括供水系统、供水管道和喷淋头，所述的喷淋头通过供水管道与供水系统相连，所述的喷淋头设于试验箱的上表面；

所述的模拟行车装置包括车轮、牵引器、变向控制箱、运动导轨和运动齿轮，所述的车轮通过牵引器与变向控制箱相连，所述的运动导轨由齿条组成，用于引导车轮运行；所述的运动齿轮通过和运动导轨的咬合作用带动车轮运动；所述的变向控制箱用于控制车轮运行的方向；

还包括两个螺旋杆，分别设于长乘高的同一侧面的两端，所述的螺旋杆上设有相匹配的螺纹套筒，螺纹套筒通过连接装置与的模拟行车装置相连，用于调节模拟行车装置的上下运动；

所述的能见度测试装置包括位于同一水平面上的发射装置和接收装置，所述的接收装置有两个，分别设在试验箱宽乘高的两个侧面上；所述的发射装置设在牵引器与车轮的连接处。

进一步，优选的是所述的试验箱为长方体，其材质为钢。

所述的试验箱的底面四角上各设有一个固定轮。

进一步，优选的是所述的喷淋头为滴孔大小可调的喷淋头。

进一步，优选的是所述的系统控制箱上设有用于显示测试结果和参数数据的显示屏，还设有电源开关、车轮升降调节按钮、降雨量调节按钮、车轮速度调节按钮、车轮压力调节按钮、运行按钮、急停按钮和数据输出接口。

本发明还提供一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度的测试方法，基于上述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，包括如下步骤：

步骤一，将试验箱置于待测排水沥青路面上，调整固定轮，将试验箱固定在所测路面上，打开系统控制箱的电源开关，调节车轮升降调节按钮，通过螺旋杆、螺纹套筒及连接装置带动模拟行车装置上下运动，使得车轮刚好与所测路面接触；

步骤二，调节降雨量调节按钮，设定试验所需降雨量大小；调节车轮速度调节按钮，设定车轮在试验过程中运行的速度；同时，调节车轮压力调节按钮，设定车轮在试验过程中施加在路面上的压力大小，然后按下运行按钮，测试装置开始试验并开启能见度测试装置和供水系统；

步骤三，供水系统经过供水管道将水运送至喷淋头，以预设的模拟雨量大小开始降水；同时车轮在预设的速度和压力条件下，通过牵引器，在运动齿轮带动的运动导轨上由试验箱一端运行到另一端后，再有变向控制箱改变车轮的运行方向，如此做往返运动为一次试验，在此过程中能见度测试装置将记录相关数据，在显示屏上显示试验测试数据；

步骤四，试验完成后通过数据输出接口，将试验测试数据导出；如果在试验过程中遇到紧急情况，按下急停按钮，则测试装置将被停止运行；当试验结束后，关闭电源开关，将这个装置安放于指定地点，并通过固定轮固定好测试装置以防止发生滑移。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明测试装置可以模拟不同降雨量、调节不同车速和压力，在大型路面模型上进行能见度测试试验，避免了现场试验滞后性、需要中断交通和试验条件不可控的缺点，可以为排水沥青路面的设计和施工提供有效的数据支撑。

附图说明

图1为本发明模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置的结构示意图；

图2为本发明模拟行车装置的结构示意图；

图3为本发明系统控制箱的结构示意图；

1、试验箱；2、固定轮；3、系统控制箱；4、接收装置；5、供水系统；6、供水管道；7、喷淋头；8、车轮；9、牵引器；10、变向控制箱；11、运动导轨；12、运动齿轮；13、连接装置；14、螺旋杆；15、螺纹套筒；16、显示屏；17、电源开关；18、车轮升降调节按钮；19、降雨量调节按钮；20、车轮速度调节按钮；21、车轮压力调节按钮；22、运行按钮；23、急停按钮；24、数据输出接口；25、发射装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

如图1~图3所示，一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，包括模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置、试验箱1和系统控制箱3；

所述的试验箱1包括设于底面上的多个固定轮2，固定轮2可以带动整个试验箱1移动，试验过程中和试验结束时可以有效地固定在指定位置，防止试验箱1发生滑移；

所述的试验箱1为长方体，其材质为钢，具有足够的刚度和强度，可以水平移动或机械吊装。优选方案为所述的试验箱1的底面四角上各设有一个固定轮2。

所述的系统控制箱3与试验箱1相连，用于控制模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置及试验箱1的工作，包括控制开关电源、车轮升降调节、降雨量调节、车轮速度调节、车轮压力调节、运行、急停及数据输出等功能；

所述的模拟降雨装置包括供水系统5、供水管道6和喷淋头7，所述的喷淋头7通过供水管道6与供水系统5相连，所述的喷淋头7设于试验箱1的上表面；供水系统5为模拟降雨装置供水，喷淋头7为滴孔大小可调的喷淋头，可以将水转换为不同大小的雨滴模拟降雨。

所述的模拟行车装置包括车轮8、牵引器9、变向控制箱10、运动导轨11和运动齿轮12，所述的车轮8通过牵引器9与变向控制箱10相连，所述的运动导轨11由齿条组成，用于引导车轮8运行；所述的运动齿轮12通过和运动导轨11的咬合作用带动车轮8运动；所述的变向控制箱10用于控制车轮8运行的方向，以实现车轮往返运行；车轮8的速度和压力可以调节，可以模拟路面上不同速度和不同压力的车辆，在雨天条件下甩起水雾或水花；牵引器9能带动车轮8移动，同时为能见度测试装置的发射装置25提供支撑；

还包括两个螺旋杆14，分别设于长乘高的同一侧面的两端，所述的螺旋杆14上设有相匹配的螺纹套筒15，螺纹套筒15通过连接装置13与的模拟行车装置相连，用于调节模拟行车装置的上下运动；

所述的能见度测试装置包括位于同一水平面上的发射装置25和接收装置4，所述的接收装置4有两个，分别设在试验箱1宽乘高的两个侧面上；所述的发射装置25设在牵引器9与车轮8的连接处，能见度测试装置能测量车轮引起水漂条件下的行驶能见度。

所述的系统控制箱3上设有用于显示测试结果和参数数据的显示屏16，还设有电源开关17、车轮升降调节按钮18、降雨量调节按钮19、车轮速度调节按钮20、车轮压力调节按钮21、运行按钮22、急停按钮23和数据输出接口24。

电源开关17，能以控制整个测试装置的开启和关闭。车轮升降调节按钮18，能调节车轮8上下移动。降雨量调节按钮19，可以调节降水大小模拟降雨。车轮速度调节按钮20，能调节车轮8速度，模拟车辆在路面上的行驶速度。车轮压力调节按钮21，能调节车轮8施加在路面上的压力，模拟不同重量车量在路面上的行驶。运行按钮22，可以在试验参数设置完成后开启试验装置。急停按钮23，可以在出现紧急情况下停止测试装置的运行。数据输出接口24，能将测试得到的数据导出，包括雨量大小、车轮速度和压力、能见度结果、运行时间等数据。

一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度的测试方法，基于上述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，包括如下步骤：

步骤一，将试验箱1置于待测排水沥青路面上，调整固定轮2，将试验箱1固定在所测路面上，打开系统控制箱3的电源开关17，调节车轮升降调节按钮18，通过螺旋杆14、螺纹套筒15及连接装置13带动模拟行车装置上下运动，使得车轮8刚好与所测路面接触；

步骤二，调节降雨量调节按钮19，设定试验所需降雨量大小；调节车轮速度调节按钮20，设定车轮8在试验过程中运行的速度；同时，调节车轮压力调节按钮21，设定车轮8在试验过程中施加在路面上的压力大小，然后按下运行按钮22，测试装置开始试验并开启能见度测试装置和供水系统5；

步骤三，供水系统5经过供水管道6将水运送至喷淋头7，以预设的模拟雨量大小开始降水；同时车轮8在预设的速度和压力条件下，通过牵引器9，在运动齿轮12带动的运动导轨11上由试验箱1一端运行到另一端后，再有变向控制箱10改变车轮8的运行方向，如此做往返运动为一次试验，在此过程中能见度测试装置将记录相关数据，在显示屏16上显示试验测试数据；

步骤四，试验完成后通过数据输出接口24，将试验测试数据导出，包括雨量大小、车轮速度和压力、能见度结果、运行时间等数据；如果在试验过程中遇到紧急情况，按下急停按钮23，则测试装置将被停止运行；当试验结束后，关闭电源开关17，将这个装置安放于指定地点，并通过固定轮2固定好测试装置以防止发生滑移。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，包括模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置、试验箱（1）和系统控制箱（3）；

所述的试验箱（1）包括设于底面上的多个固定轮（2），所述的系统控制箱（3）与试验箱（1）相连，用于控制模拟降雨装置、模拟行车装置、能见度测试装置及试验箱（1）的工作；

所述的模拟降雨装置包括供水系统（5）、供水管道（6）和喷淋头（7），所述的喷淋头（7）通过供水管道（6）与供水系统（5）相连，所述的喷淋头（7）设于试验箱（1）的上表面；

所述的模拟行车装置包括车轮（8）、牵引器（9）、变向控制箱（10）、运动导轨（11）和运动齿轮（12），所述的车轮（8）通过牵引器（9）与变向控制箱（10）相连，所述的运动导轨（11）由齿条组成，用于引导车轮（8）运行；所述的运动齿轮（12）通过和运动导轨（11）的咬合作用带动车轮（8）运动；所述的变向控制箱（10）用于控制车轮（8）运行的方向；

还包括两个螺旋杆（14），分别设于试验箱（1）长乘高的同一侧面的两端，所述的螺旋杆（14）上设有相匹配的螺纹套筒（15），螺纹套筒（15）通过连接装置（13）与模拟行车装置相连，用于调节模拟行车装置的上下运动；

所述的能见度测试装置包括位于同一水平面上的发射装置（25）和接收装置（4），所述的接收装置（4）有两个，分别设在试验箱（1）宽乘高的两个侧面上；所述的发射装置（25）设在牵引器（9）与车轮（8）的连接处。

2.根据权利要求1所述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，所述的试验箱（1）为长方体，其材质为钢。

3.根据权利要求1所述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，所述的试验箱（1）的底面四角上各设有一个固定轮（2）。

4.根据权利要求1所述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，所述的喷淋头（7）为滴孔大小可调的喷淋头。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，所述的系统控制箱（3）上设有用于显示测试结果和参数数据的显示屏（16），还设有电源开关（17）、车轮升降调节按钮（18）、降雨量调节按钮（19）、车轮速度调节按钮（20）、车轮压力调节按钮（21）、运行按钮（22）、急停按钮（23）和数据输出接口（24）。

6.一种模拟雨天条件下排水沥青路面能见度的测试方法，基于权利要求5所述的模拟雨天条件下排水沥青路面能见度测试装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将试验箱（1）置于待测排水沥青路面上，调整固定轮（2），将试验箱（1）固定在所测路面上，打开系统控制箱（3）的电源开关（17），调节车轮升降调节按钮（18），通过螺旋杆（14）、螺纹套筒（15）及连接装置（13）带动模拟行车装置上下运动，使得车轮（8）刚好与所测路面接触；

步骤二，调节降雨量调节按钮（19），设定试验所需降雨量大小；调节车轮速度调节按钮（20），设定车轮（8）在试验过程中运行的速度；同时，调节车轮压力调节按钮（21），设定车轮（8）在试验过程中施加在路面上的压力大小，然后按下运行按钮（22），测试装置开始试验并开启能见度测试装置和供水系统（5）；

步骤三，供水系统（5）经过供水管道（6）将水运送至喷淋头（7），以预设的模拟雨量大小开始降水；同时车轮（8）在预设的速度和压力条件下，通过牵引器（9），在运动齿轮（12）带动的运动导轨（11）上由试验箱（1）一端运行到另一端后，再有变向控制箱（10）改变车轮（8）的运行方向，如此做往返运动为一次试验，在此过程中能见度测试装置将记录相关数据，在显示屏（16）上显示试验测试数据；

步骤四，试验完成后通过数据输出接口（24），将试验测试数据导出；如果在试验过程中遇到紧急情况，按下急停按钮（23），则测试装置将被停止运行；当试验结束后，关闭电源开关（17），将这个装置安放于指定地点，并通过固定轮（2）固定好测试装置以防止发生滑移。