CN106124745A - 测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器及方法，包括密闭的箱体，箱体内设有温控装置及空气测试仪，箱体内的顶部设有能够模拟日光照射的光源，箱体外壁上设有控制台，控制台内设有控制器，温控装置包括加热板和温度传感器，温度传感器将箱体内的温度信号传递给控制器，控制器根据温度信号控制加热板的加热功率，使箱体内的温度达到控制台设定温度，控制器根据控制台设定的光照强度控制光源的光照强度，空气测试仪检测放置箱体内的沥青混合料试件在设定温度和设定光照强度下的一定时间内的二氧化碳排放量，能够真实的模拟沥青混合料在使用阶段的状态，检测结果准确，有效地测得沥青混合料使用阶段二氧化碳的排放量。

Description

测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器及方法
技术领域
本发明涉及测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器及方法。
背景技术
随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生活方式的无节制。世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量越来越大，地球的臭氧层正在遭受前所未有的危机，全球灾难性气候正屡屡出现，严重危及到人类的生存环境和健康安全，自哥本哈根会议后，低碳生活拉开序幕。
目前，包括中国在内的许多国家将沥青混合料作为公路建设的主要建筑材料，沥青混凝土路面是由沥青及集料经过加热、搅拌和摊铺形成的，在通车使用过程中，沥青受温度的影响会氧化从而生成高分子化合物及二氧化碳气体，尤其是夏季炎热的地区，沥青混合料在使用阶段排放的二氧化碳气体会对周围的环境造成严重的影响。
虽然部分学者对沥青加热过程中“沥青烟”的测定方法进行了研究，但是沥青混合料是由沥青、集料、矿粉及外加剂在加热搅拌后制备而成，其在使用过程中排放出的二氧化碳气体受自身组成及外界因素的影响，与沥青加热后排放的“沥青烟”有显著区别。
国内外学者尚未研究出沥青混合料在使用阶段二氧化碳排放量的测试装置及其相应的试验方法，这一领域尚且空白，不利于提出合理有效的减排措施。所以，亟待提出一种能够测定沥青混合料在使用阶段的二氧化碳排放量的测定仪器与方法。
发明内容
本发明的目的在于弥补沥青混合料在使用阶段二氧化碳排放量的测试方法及测试仪器的空白，从而提供了测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器及方法，能够真实的模拟沥青混合料在使用阶段的状态，检测结果准确，有效地测得沥青混合料使用阶段二氧化碳的排放量。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，包括密闭的箱体，所述箱体内设有温控装置及空气测试仪，所述箱体内的顶部设有能够模拟日光照射的光源，所述箱体外壁上设有控制台，所述控制台内设有控制器，所述温控装置包括加热板和温度传感器，所述温度传感器将箱体内的温度信号传递给控制器，所述控制器根据温度信号控制加热板的加热功率，使箱体内的温度达到控制台设定温度，所述控制器根据控制台设定的光照强度控制光源的光照强度，所述空气测试仪检测放置箱体内的沥青混合料试件在设定温度和设定光照强度下的一定时间内的二氧化碳排放量。
优选的，所述箱体内的底部设有能够放置沥青混合料试件的承台。
优选的，所述箱体外壁上设有显示屏。用于显示箱体内的温度、光照强度及测试时间，同时显示箱体内二氧化碳的含量。
优选的，所述箱体开设拉门。方便取放沥青混合料试件。
进一步优选的，所述拉门与箱体之间设有密封层。
优选的，所述光源为日光灯。
测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的方法，将一定体积的沥青混合料试件放入密闭的箱体中，再控制温度及光照强度模拟沥青混合料试件使用时的条件，然后检测沥青混合料试件开始时的二氧化碳含量及一定时间之后的二氧化碳含量，最后计算得到沥青混合料使用阶段的二氧化碳排放量。
优选的，具体步骤为：
(1)制备沥青混合料试件：将沥青混合料通过轮碾法制备沥青混合料试件或到实地进行采样获取沥青混合料试件，并记录沥青混合料试件的体积V；
(2)设定实验条件：设定实验时间、光照时间、光照强度及温度；
(3)检测沥青混合料试件开始时的二氧化碳含量W1；
(4)按照设定条件进行实验并检测实验时间至设定实验时间时的二氧化碳含量W2；
(5)计算沥青混合料碳排放量p，计算公式为：
进一步优选的，步骤(1)所述的轮碾法的具体方式为：(1-1)采用轮碾仪制备沥青混合料试件；(1-2)试件成型后，连同模具在常温下放置12h-168h，使得聚合物改性沥青充分固化；(1-3)对固化后的试件进行脱膜处理得到沥青混合料试件。
本发明的优点为：
1、本发明所采用的用于测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器设计合理，操作方便，检测到的数据能够真实的反应沥青混合料在使用阶段的碳排放量。
2、本发明所提出的用于测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量测定方法步骤简单，便于操作，能够计算出每立方米沥青混合料使用阶段的碳排放量，为进一步建立沥青用量与碳排放量的关系提供了依据。
3、通过本发明所提出的测定仪器以及测定方法确定了沥青混合料在使用阶段的碳排放量，为提出降低沥青混合料碳排放量提供了数据支持。
4、本发明所提出的二氧化碳测定仪器及测定方法适用于不同类型的沥青混合料在使用阶段的检测，适用范围广。
综上所述，本发明所涉及的测定仪器及测定方法弥补了沥青混合料在使用阶段二氧化碳排放量的测定方法及测定仪器的空白，设计合理、操作方便，具有重要的实用价值和意义。
附图说明
图1为本发明测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器的结构示意图；
其中，1.试验检测箱，2.加热板，3.温度传感器，4.日光灯，5.空气测试仪，6.控制台，7.显示屏，8.承台，9.电源线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。
测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，如图1所示，包括密闭的试验检测箱1；试验检测箱1内壁附有可对试验箱进行温度控制的加热板2及温度传感器3；试验检测箱1底部有用于摆放试件的承台8；试验检测箱1顶部设有模拟日光照射的日光灯4；试验检测箱1内壁附有空气测试仪5，用于试验检测箱1内二氧化碳的含量；试验检测箱1外壁附有控制台6，控制台6中的控制器能够对试验检测箱1内的温度、光照强度及光照时间进行控制；试验检测箱1外壁附有智能电子显示系统，智能电子显示系统中的存储器的显示屏7用于显示试验检测箱1内温度、光照强度等状态，并显示试验箱内二氧化碳的含量，智能电子显示系统中的存储器记录试验检测箱1内二氧化碳的含量；试验检测箱1外附有连接电源线9，用于连接电源以提供仪器需要的电能；试验检测箱1拉门位于试验检测箱1背面。
下面提供两种上述仪器测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的方法。
实施例1
(1)制备沥青混合料试件：(1-1)采用轮碾仪制备沥青混合料试件，试件尺寸为300mm×300mm×50mm；(1-2)试件成型后，连同模具在常温下放置48h，使得聚合物改性沥青充分固化，(1-3)对固化后的试件进行脱膜处理得到沥青混合料试件。
(2)设置实验条件：设置实验时间24h，日光灯照射时间应为所模拟地区的光照时间、光照强度，温度应根据模拟地区24h温度来调节。如：将光照时间设置为12h，将日光灯的功率设定为36W，温度设定为25±0.5℃。
(3)启动空气测试仪，记录测定仪器内的二氧化碳的含量W1；
(4)将步骤(1)制备好的沥青混合料试件放入测定仪器内，启动测定仪器内，24h后记录测定仪器内的二氧化碳的含量W2；
(5)计算沥青混合料试件二氧化碳碳排放量(每立方米沥青混合料碳排放量)：
p = W 2 - W 1 V .
实施例2
(1)制备沥青混合料试件：到工程实地进行采集尺寸为300mm×300mm×50mm的沥青混合料作为沥青混合料试件。
(2)设置实验条件：设置实验时间24h，日光灯照射时间应为所模拟地区的光照时间、光照强度，温度应根据模拟地区24h温度来调节。如：将光照时间设置为12h，将日光灯的功率设定为36W，温度设定为25±0.5℃。
(3)启动空气测试仪，记录测定仪器内的二氧化碳的含量W1；
(4)将步骤(1)制备好的沥青混合料试件放入测定仪器内，启动测定仪器内，24h后记录测定仪器内的二氧化碳的含量W2；
(5)计算沥青混合料试件二氧化碳碳排放量(每立方米沥青混合料碳排放量)：
p = W 2 - W 1 V .
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，包括密闭的箱体，所述箱体内设有温控装置及空气测试仪，所述箱体内的顶部设有能够模拟日光照射的光源，所述箱体外壁上设有控制台，所述控制台内设有控制器，所述温控装置包括加热板和温度传感器，所述温度传感器将箱体内的温度信号传递给控制器，所述控制器根据温度信号控制加热板的加热功率，使箱体内的温度达到控制台设定温度，所述控制器根据控制台设定的光照强度控制光源的光照强度，所述空气测试仪检测放置箱体内的沥青混合料试件在设定温度和设定光照强度下的一定时间内的二氧化碳排放量。
2.如权利要求1所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，所述箱体内的底部设有能够放置沥青混合料试件的承台。
3.如权利要求1所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，所述箱体外壁上设有显示屏。
4.如权利要求1所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，所述箱体开设拉门。
5.如权利要求4所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，所述拉门与箱体之间设有密封层。
6.如权利要求1所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的仪器，其特征是，所述光源为日光灯。
7.测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的方法，其特征是，将一定体积的沥青混合料试件放入密闭的箱体中，再控制温度及光照强度模拟沥青混合料试件使用时的条件，然后检测沥青混合料试件开始时的二氧化碳含量及一定时间之后的二氧化碳含量，最后计算得到沥青混合料使用阶段的二氧化碳排放量。
8.如权利要求7所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的方法，其特征是，具体步骤为：
(1)制备沥青混合料试件：将沥青混合料通过轮碾法制备沥青混合料试件或到实地进行采样获取沥青混合料试件，并记录沥青混合料试件的体积V；
(2)设定实验条件：设定实验时间、光照时间、光照强度及温度；
(3)检测沥青混合料试件开始时的二氧化碳含量W1；
(4)按照设定条件进行实验并检测实验时间至设定实验时间时的二氧化碳含量W2；
(5)计算沥青混合料碳排放量p，计算公式为：
9.如权利要求8所述的测定沥青混合料使用阶段二氧化碳排放量的方法，其特征是，步骤(1)所述的轮碾法的具体方式为：(1-1)采用轮碾仪制备沥青混合料试件；(1-2)试件成型后，连同模具在常温下放置12h-168h，使得聚合物改性沥青充分固化；(1-3)对固化后的试件进行脱膜处理得到沥青混合料试件。
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