CN110186947B - 基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，包括用于放置实验沥青块的实验台面，实验台面平行于水平面设置，在实验台面上方设置有加热实验装置，路面再生实验设备还包括循环送排风装置、热风装置以及通电装置，加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置相互连通，通电装置分别与加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置电连接；本发明提供路面再生实验设备通过利用该实验设备，能够测定最优的红外辐射与热风协同加热下红外加热强度、热风加热风速、热风加热温度等参数，能够完成在同时使用两种加热方法的情况下使得沥青路面加热达到最佳效果的实验，本实验设备不仅可以做单项实验，更可以做拟合加热实验。

Description

基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备

技术领域

本发明涉及路面再生实验设备，具体涉及一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备。

背景技术

随着我国经济实力的增长，我国在道路建设方面也在不断深化。截止到2017年底，我国公路通车总里程达到477万公里，巨大的道路公里总数，直接使我国踏入大规模公路养护的阶段。若对废旧路面不做处理，我国每年因沥青路面维修废弃的沥青混合料将达上万吨之多，既浪费了大量的资金和自然资源，又对环境造成极大地污染。沥青路面再生技术的合理利用可以节省大量的矿石资源和宝贵的石油资源，对环保有着突出的意义。在众多的路面再生方法中，就地热再生由于其保护环境、干扰交通小等优点，在现有的养护体系中扮演越来越重要的角色。沥青路面就地热再生施工中，旧路面的加热温度是影响整个再生施工质量的关键因素。

目前加热沥青路面广泛使用的方法是红外辐射式和热风循环式。这两种类型都有很好的加热效果，但是究竟如何调节加热参数能够在同时使用两种方法的情况下使得沥青路面加热达到最佳效果——在不降低沥青路用性能的基础上使加热效率达到最高，至今都没有方法直接确定，需要做实验进行进一步的探索。

为了得到更好的路面加热方法，使路面加热效率和效果得到新的提升，针对红外辐射与热风协同加热实验，缺少满足研究要求的专用实验设备，填补路面加热领域实验设备的空缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，用以解决现有技术中缺少满足研究要求的专用实验设备以调节加热参数，使其能够在同时使用两种方法的情况下使得沥青路面加热达到最佳效果等问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，包括用于放置实验沥青块的实验台面，所述的实验台面平行于水平面设置，在所述的实验台面上方设置有加热实验装置，所述的路面再生实验设备还包括循环送排风装置、热风装置以及通电装置，所述的加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置相互连通，所述通电装置分别与所述的加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置电连接；

所述的加热实验装置包括壳体，在所述壳体的上表面开设有用于与热风装置连通的热风进口，在所述壳体的下表面开设有实验口；

在所述壳体的内部由上至下依次设置有热风分流部、热风参数调节板、红外热辐射板以及排风部，所述的排风部与所述的循环送排风装置连通；

所述的加热实验装置还包括高度调节部，所述的高度调节部分别与所述的热风参数调节板以及所述的红外热辐射板连接；

所述的加热实验装置还包括供电部，所述的供电部与所述的供电装置电连接，所述的供电部与所述的红外热辐射板电连接。

进一步地，所述的高度调节部包括在所述加热实验装置壳体的一对侧壁上对称开设的条形移动孔，一对所述的条形移动孔均垂直于水平面设置；

在所述的热风参数调节板的一对侧边上分别连接有第一连杆，在所述的红外热辐射板的一对侧边上分别连接有第二连杆；

所述的高度调节部还包括第一高度调节机构以及第二高度调节机构，所述的第一连杆穿过所述的条形移动孔与所述的第一高度调节机构连接，所述的第二连杆穿过所述的条形移动孔与所述的第二高度调节机构连接。

进一步地，所述的高度调节部还包括在所述加热实验装置壳体的一对内侧壁上对称设置的滑轨，所述的滑轨与所述的条形移动孔在同一内侧壁上且相互平行设置；

在所述的热风参数调节板的一对侧边上对称开设有第一滑槽，在所述的红外热辐射板的一对侧边上对称开设有第二滑槽，所述的第一滑槽以及第二滑槽均与所述的滑轨配合连接。

进一步地，所述的热风参数调节板包括板框以及活动式安装在所述板框内部的板体；

在所述板框的一对侧边上对称设置有用于与所述第一连杆连接的第一连接部，在所述第一连接部的两侧开设有一对第一滑槽；

在所述的板框的内侧边上开设有用于安装所述板体的安装槽，在所述板框的侧边上开设有用于将所述板体插入所述板框内部的入板口，所述的入板口与所述的第一滑槽设置在板框的不同边上；

在所述板体上开设有多个分流孔。

进一步地，在所述的入板口上还设置有用于限制所述板体从所述入板口移出的限位部。

进一步地，所述的红外热辐射板包括板架，在所述板架上设置有多根相互平行的发热管，在所述板架的一对侧边上设置有一对导电棒，所述的发热管的两端与所述的一对导电棒电连接，所述的一对导电棒与所述的供电部电连接；

在所述板架的另外一对侧边上对称设置有用于与所述第二连杆连接的第二连接部，在所述第二连接部的两侧开设有一对第二滑槽。

进一步地，所述的供电部包括在所述加热实验装置壳体内侧壁一侧设置的一对导电滑轨，所述的一对导电滑轨与所述的条形移动孔在同一内侧壁上且相互平行设置，所述的供电部还包括外部电源，所述的外部电源与所述的导电滑轨电连接；

所述的供电部还包括在所述红外热辐射板的板架两侧对称开设的导电连接件安装槽，所述的导电连接件安装槽通过导电连接件与所述的导电滑轨滑动连接；

所述导电连接件安装槽与所述的导电棒电连接，所述的导电连接件安装槽还通过导电连接件与所述的导电滑轨电连接。

进一步地，所述的热风装置包括位于所述热风装置底部的进风口以及位于所述热风装置顶部的出风口，所述的进风口设置在所述热风装置的侧面，所述的出风口通过风管与所述加热实验装置的热风进口连通；

在所述的热风装置内部还沿着垂直于水平面的方向设置有多层加热层，所述的加热层均平行于水平面设置，所述加热层的两端均连接在所述热风装置的一对侧壁上，所述的加热层与所述的通电装置电连接；

在所述的热风装置内部还设置有通风管道，所述的通风管道包括由多层隔板、热风装置的底面以及热风装置的顶面组成的通道；

所述的隔板以平行于水平面的方向安装在相邻的两层加热层之间，所述隔板的一端与所述热风装置的侧壁连接，相邻两个隔板与所述热风装置侧壁连接的一端的方向相反。

进一步地，所述通风管道还包括多个弧形导流板，所述的弧形导流板安装在端部均连接在热风装置同一侧壁上的相邻两个隔板之间；所述的弧形导流板还连接在所述热风装置的底面与由下至上的第二层隔板之间；所述的弧形导流板还连接在所述热风装置的顶面与由上至下的第二层隔板之间；

所述的弧形导流板安装在所述隔板与所述热风装置侧壁的连接处的一侧；

在所述的弧形导流板开设有用于穿过所述加热层的通孔。

进一步地，所述的路面再生实验设备还包括升降台，所述的升降台包括升降台架，所述的升降台架具有上表面，所述的加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置均安装在所述的上表面上，在所述上表面上与加热实验装置实验口对应的位置上开设有一个与实验口大小相同的开口；

在所述升降台架内部还设置有升降机构，所述实验台面安装在所述升降机构的顶面上。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果：

1、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设置了加热实验装置、循环送排风装置以及热风装置相互配合，将红外辐射与热风耦合理论应用到所开发的实验设备当中，通过利用该实验设备，能够测定最优的红外辐射与热风协同加热下红外加热强度、热风加热风速、热风加热温度等参数，能够完成在同时使用两种加热方法的情况下使得沥青路面加热达到最佳效果的实验，本实验设备不仅可以做单项实验，更可以做拟合加热实验；

2、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设计的高度调节结构带动红外热辐射板以及热风参数调节板在加热实验装置内部上下稳定顺利移动，完成准确测定最优的红外辐射加热距离以及最优热风出风距离等参数的功能；

3、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设计的与高度调节机构配合的滑轨滑槽配合的移动方式，保证了红外热辐射板以及热风参数调节板在加热实验装置内部上下移动时的稳定性，以获得更为准确的最优的红外辐射加热距离以及最优热风出风距离等参数；

4、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设计的板体能够从板框中插入或取出，实现了可替换式热风参数调节板，通过变换板体上分流孔的形状以及排列形式，完成了加热最有效的出风口排列方式的准确实验参数测定；

5、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设计了红外热辐射板的结构与高度调节部配合在加热实验装置内部上下移动，并且通过设计了与供电部配合的导轨滑块的滑动连接的供电方式，保证红外热辐射板在顺利移动的过程中，也能够一直保持通电状态，以获得更为准确的试验参数；

6、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备通过设计了热风装置，内部结构和加热管的排布经过仿真软件进行了设计，分析了热风加热箱内部可能存在的涡流形状，分析了热风箱内流体的均匀分布情况，对热风装置内部结构做出了改进，防止热风装置因为内部气体流动不均而导致的加热管局部过热的发生，提高热风产生效率，从而获得更为准确的试验参数；

7、本发明提供的一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备还在实验台面下方设计了升降台，方便实验人员将实验沥青块升至与加热实验装置的实验口接触，提高了实验设备的可操作性。

附图说明

图1为本发明提供的路面再生实验设备整体结构图；

图2为本发明提供的路面再生实验设备仰视图；

图3为本发明提供的加热实验装置内部结构示意图；

图4为本发明提供的加热实验装置又一内部结构示意图；

图5为本发明提供的热风参数调节板结构示意图；

图6为本发明提供的热风参数调节板的限位部结构示意图；

图7为本发明提供的热风参数调节板局部结构示意图；

图8为本发明提供的第一高度调节机构或第二高度调节机构结构示意图；

图9为本发明提供的红外热辐射板整体结构示意图；

图10为本发明提供的红外热辐射板槽盖打开后结构示意图；

图11为本发明提供的红外热辐射板中绕线槽放大结构示意图；

图12为本发明提供的供电部与红外热辐射板连接结构示意图；

图13为本发明提供的热风装置内部结构示意图；

图14为本发明提供的热风装置剖面图；

图15为本发明提供的升降台剖去上表面后的结构示意图；

图16为本发明提供的升降台局部放大结构示意图；

图17为本发明提供的升降台又一局部放大结构示意图；

图18为本发明提供的加热实验装置内部传感器安装位置示意图。

图中标号代表：1-实验台面，2-加热实验装置，3-循环送排风装置，4-热风装置，5-升降台，21-热风进口，22-实验口，23-热风分流部，24-热风参数调节板，25-红外热辐射板，26-排风部，27-高度调节部，28-供电部，261-排风口，262-通风道，263-排风出口，264-回风管道，271-条形移动孔，272-滑轨，273-第一连杆，274-第二连杆，275-第一滑槽，276-第二滑槽，277-第一高度调节机构，278-第二高度调节机构，241-板框，242-板体，243-安装槽，244-入板口，245-限位部，2451-固定板，2452-开口，2453-通孔，2454-限位件，251-板架，252-发热管，253-导电棒，254-绕线槽，255-槽盖，281-导电滑轨，282-导电连接件安装槽，283-导电连接件，2831-导电滑块，2811-金属板，2812-滑槽，2813-导电滑轨堵头,41-进风口，42-出风口，43-加热层，431-单边通电加热管，432-双边通电的加热管，44-通风管道，441-隔板，442-弧形导流板，51-升降台架，52-升降机构，521-升降台底座，522-支臂，523-横梁，524-滑轮，525-固定环，526-轴，527-升降手轮，53-定位器，A-底座，B-推力球轴承，C-提升丝杠，D-连接平台，E-大伞齿轮，F-小伞齿轮，G-手轮，H-滚珠，I-支杆，J-高度固定件，K-开闭旋扭，I-风速传感器，II-温度传感器，III-风速传感器，IV-红外辐射强度传感器，V-红外辐射波长传感器，VI-热电偶温度传感器。

具体实施方式

由于现有技术中的对沥青路面进行加热实验设备一般都是利用红外辐射式或热风循环式这种单一的加热方式，以获得在最高效率加热沥青路面的情况下，能够快速达到铣刨温度的实验参数，一般来说，以最高效率加热沥青路面的同时还要保证沥青表面温度不能过高使得沥青老化，还需要保证沥青的再生使用性能。

为了研究红外辐射式和热风循环式这两种加热方式结合在一起的效率，在本发明中设计了一种新型的路面再生实验设备，集成了两种加热方式的实验设备，可以研究红外和热风两种条件同时存在的情况下，耦合加热效果，还可以与单纯热风加热、单纯红外加热的加热效果进行对比，观察是否两种加热方式同时存在，产生了有利的耦合加热效果；具体地，能够获得最优红外辐射加热距离、最优热风出风距离、加热最有效的出风口排列方式、最有效的热风风速以及利于沥青路面吸收的最优红外波段等实验参数。

在本实施例中公开了一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，包括用于放置实验沥青块的实验台面1，实验台面1平行于水平面设置，在实验台面1上方设置有加热实验装置2，路面再生实验设备还包括循环送排风装置3、热风装置4以及通电装置，加热实验装置2、循环送排风装置3以及热风装置4相互连通，通电装置分别与加热实验装置2、循环送排风装置3以及热风装置4电连接；

加热实验装置2包括壳体，在壳体的上表面开设有用于与热风装置4连通的热风进口21，在壳体的下表面开设有用于将试验沥青块伸入壳体内部的实验口22，在壳体的内部由上至下依次设置有热风分流部23、热风参数调节板24、红外热辐射板25以及排风部26，排风部26与循环送排风装置3连通；

加热实验装置2还包括高度调节部27，高度调节部27分别与热风参数调节板24以及红外热辐射板25连接；

加热实验装置2还包括供电部28，供电部28与供电装置电连接，供电部28与红外热辐射板25电连接。

在本实施例中，如图1所示，加热实验装置2用于同时进行红外热辐射以及热风循环式加热或单独进行红外热辐射或热风循环式加热，以进行多种实验结果的比较。将实验沥青块放置在实验台面1上，如图2所示，将加热实验装置2盖在实验台面1上，使实验台面1或实验沥青块与实验口22接触，对实验沥青块进行多种混合加热方式的实验或单一加热方式的实验。

在本实施例中，为了使实验设备能够更准确的模拟对路面沥青的加热过程，以获得更加准确的实验参数，实验口22的横截面的大小小于等于实验沥青块的大小，也就是说，实验口22不会与实验台面1接触，仅与实验沥青块接触，以对实验沥青块的表面进行加热实验，突出了本实验装置对于实验参数的针对性。

其中，红外热辐射加热方式通过安装在加热实验装置2内部的红外热辐射板25实现，而热风循环式加热通过循环送排风装置3、热风装置4以及加热实验装置2内部的热风分流部23、热风参数调节板24配合实现，其中循环送排风装置3的一端连接加热实验装置2，从加热实验装置2内部抽取排风后，经过循环送排风装置3集合后送入热风装置4中，热风装置4对循环送排风装置3送入的风进行再次加热后，经过热风进口21送入加热实验装置2内部，实现热风的循环。

在本实施例中，如图3所示，加热实验装置2内部从上至下依次设置有热风分流部23、热风参数调节板24、红外热辐射板25以及排风部26，其中热风分流部23为分流罩壳，在该分流罩壳上均匀开设有多个通风口，用于将从热风进口21进入的热风进行初步的分流，使其更加均匀的流动到实验沥青块的表面上。

在本实施例中，加热实验装置2壳体的底部开设有按对角线布置的排风部26，排风部26环绕壳体底部四周，排风部26与循环送排风装置3连通，以排出加热实验装置2内部的热风。

为了获得最优的红外辐射加热距离以及热风出风距离这两个参数，在本实施例中，设置了可以调节高度的高度调节部27，该高度调节部27与热风参数调节板24以及红外热辐射板25连接用于调整热风参数调节板24以及红外热辐射板25到实验沥青块的距离，高度调节部27可以是电动调节方式，利用电机带动升降装置调节热风参数调节板24以及红外热辐射板25的高度；也可以是手动机械的调节方式，利用齿轮等机构转动带动升降装置调节热风参数调节板24以及红外热辐射板25的高度。

由于红外热辐射板25需要通电才能实现红外辐射加热，因此在加热实验装置2上还设置有供电部28，将供电装置提供的电能再提供给红外热辐射板25。

综上，本实施例中提供的路面再生实验设备的实验过程如下：

将实验沥青块放置在实验台面1上，将实验台面1与加热实验装置2接触，即将实验沥青块送入加热实验装置2内部；

开启通电装置，为热风装置4、循环送排风装置3以及加热实验装置2供电；

循环送排风装置3开始工作，将加热实验装置2内部的风抽出，后送入热风装置4内部进行加热后，再输入至加热实验装置2内部，在加热实验装置2内部的热风再通过排风部26将热风排出至循环送风装置3中，实现热风循环式加热；

通过调整高度调节部27，从而调整热风参数调节板24以及红外热辐射板25与实验沥青块的距离，从而获得最优的距离参数；

通过调整红外辐射板25的辐射程度和热风加热风速，从而获得利于沥青路面吸收的最优红外辐射强度和风速参数。

通过调整红外辐射板25的辐射程度热风加热温度，从而获得利于沥青路面吸收的最优红外波段参数和热风加热温度参数。

在本实施例中，如图3所示，排风部26包括设置在加热实验装置2底部的排风口261，排风口261环绕加热实验装置2壳体底部四周，在加热实验装置2壳体底部的侧壁里开设有一条通风道262，通风道262环绕加热实验装置2壳体底部四周设置，通风道262与所有的排风口261连通，加热实验装置2底部还开设有排风出口263，排风出口263与通风道262连通，排风出口263还通过回风管道264与循环送排风装置3连通，如图1、3所示，在加热实验装置2的四个侧面上均设置有一个排风出口263，通过4条回风管道264将加热实验装置2内部的风排出至循环送排风装置3中，因此循环送排风装置3包括一个四合一集风器，将4条回风管道264中的风进行收集，实现热风循环功能。

在本实施例中，循环送排风装置3采用离心式循环风机，内部叶片采用特殊金属材料，轴承采用耐高温陶瓷轴承，适合高温环境下连续工作，热风在整套实验装置循环，从循环送排风装置3的进口进入循环风机，进行所需要流速的提升和压力的增加；从循环送排风装置3出口流出循环风机后进入加热实验装置2内部，在热风分流部23的作用下完成第一次分流，分流后的热风较均匀的吹到热风参数调节板24的上端面，热风参数调节板24可以利用高度调节部27随着实验人员的操作上下移动，改变热风出口距离待加热试验块的距离。如图1所示，完成加热过程的热风从4根回风管道将热风汇集于四合一集风器，在离心式高温循环风机进风口的负压下，回流的热风从循环风机入口管道流回循环风机进行下一次循环。

可选地，高度调节部27包括在壳体的一对侧壁上分别开设的条形移动孔271，一对条形移动孔271均垂直于水平面设置；

在热风参数调节板24的一对侧边上分别连接有第一连杆273，在红外热辐射板25的一对侧边上分别连接有第二连杆274；

高度调节部27还包括第一高度调节机构277以及第二高度调节机构278，第一连杆273穿过条形移动孔271与第一高度调节机构277连接，第二连杆274穿过条形移动孔271与第二高度调节机构278连接。

在本实施例中，通过机械的方式调整热风参数调节板24以及红外热辐射板25的高度，由于加热实验装置2内部高温且进行实验时需要实时调整两块板子的高度，因此在本实施例中，将调节高度的功能设置在加热实验装置2的外部，具体为：

如图3、4所示，在加热实验装置2壳体的一对侧壁上分别开设的条形移动孔271，一对条形移动孔271均垂直于水平面设置，在热风参数调节板24以及红外热辐射板25上分别连接有一对第一连杆273以及一对第二连杆274，如图3所示，在热风参数调节板24的两个相对的侧边上安装有一对第一连杆273，第一连杆273穿过条形移动孔271后与第一高度调节机构277连接，也就是说，在第一高度调节机构277能够沿着垂直于水平面的方向移动的情况下，带着第一连杆273在条形移动孔271内上下移动，通过一对第一连杆273的上下移动，从而带动热风参数调节板24在加热实验装置2内部上下移动；同样地，在第二高度调节机构278的高度调节作用下，第二连杆274带动红外热辐射板25在加热实验装置2内部上下移动，实现调节距离的功能，从而实现获得最优距离参数的功能。

在本实施例中，第一高度调节机构277以及第二高度调节机构278的结构完全相同，都是与第一连杆273或第二连杆274连接，用于提升或下降热风参数调节板24或红外热辐射板25的高度。

其中，第一高度调节机构277以及第二高度调节机构278的结构具体如图8所示，包括底座A以及在底座A下方固定安装的带座的推力球轴承B，底座A上面承载着提升丝杠C，在提升丝杠C上连接有用于连接第一连杆273或第二连杆274的连接平台D，提升丝杠C用于调整连接平台D的高度，提升丝杠C的下端通过大伞齿轮E安装在底座A上，大伞齿轮E还与小伞齿轮F啮合，并且大伞齿轮E与小伞齿轮F之间具有90度夹角，小伞齿轮F与手轮G同轴连接，手轮G的旋转带动小伞齿轮F的旋转，小伞齿轮带动大伞齿轮E旋转，从而驱动提升丝杠C的旋转；在提升丝杠C上还连接有滚珠H，滚珠H固定安装在连接平台D的底部，通过滚珠H与旋转的提升丝杠C的配合，带动连接平台D在提升丝杠C的竖直方向上来回移动；

在连接平台D上还连接有支杆I，支杆I与提升丝杠C均垂直于水平面设置，在支杆I上还设置有用于固定连接平台D高度的高度固定件J，高度固定件J为常闭式，高度固定件J内部有两块橡胶块，高度固定件J上设置有开闭旋扭K，通过开闭旋扭K压紧两块橡胶块或松开，当压紧两块橡胶块时，使橡胶块之间产生强大的正压力，紧紧的将高度固定件J按压支杆I上，从而承托连接平台D，使连接平台D固定在某一位置，实现连接平台D固定的功能，从而带动第一连杆273或第二连杆274固定住，从而实现热风参数调节板24或红外热辐射板25的位置固定；当热风参数调节板24或红外热辐射板25的高度需要调节时，开闭旋扭K，使两块橡胶块松开解除固定，此时转动手轮，调整连接平台D在提升丝杠C上的高度位置，从而带动第一连杆273或第二连杆274移动，当调整到某一需要的位置时，再次拧紧旋钮，保持固定，进行实验。

在本实施例中，利用第一连杆273或第二连杆274就可以带动热风参数调节板24或红外热辐射板25在垂直于水平面的方向上移动，以获得需要的加热距离后进行实验，当第一连杆273或第二连杆274与热风参数调节板24或红外热辐射板25的接触面积够大时，第一连杆273或第二连杆274就可以稳定地带动热风参数调节板24或红外热辐射板25移动，不会发生翻到，但是当第一连杆273或第二连杆274与热风参数调节板24或红外热辐射板25的接触面积过大时，条形移动孔271的面积也会过大，导致加热实验装置2内部的热风从条形移动孔271中漏出，为了解决该问题，在条形移动孔271内侧交叉安装有双排纵向排列的对称毛毡。

可选地，高度调节部27还包括在加热实验装置2壳体的一对内侧壁上分别设置的滑轨272，滑轨272与条形移动孔271在同一内侧壁上且相互平行设置；

在热风参数调节板24的一对侧边上分别开设有第一滑槽275，在红外热辐射板25的一对侧边上分别开设有第二滑槽276，第一滑槽275以及第二滑槽276均与滑轨272配合连接。

为了进一步地保证加热实验装置2内部的热量不会散失，热风不会漏出，从而提高加热实验装置2的加热效率，在本实施例中，通过滑轨与滑槽配合的方式与第一连杆273或第二连杆274的移动配合，进一步地的保证热风参数调节板24或红外热辐射板25在移动时的稳定性，从而可以减小第一连杆273或第二连杆274与热风参数调节板24或红外热辐射板25的接触面积，减小条形移动孔271的面积，减少热量损失。

如图3所示，在加热实验装置2壳体的两个相对的侧壁上安装有滑轨272，滑轨272与条形移动孔271位于同一侧壁上，为了保证热风参数调节板24或红外热辐射板25的顺利移动，滑轨272与条形移动孔271平行设置，相应地，在热风参数调节板24以及红外热辐射板25上分别开设了第一滑槽275以及第二滑槽276，用于与滑轨272配合。

当第一连杆273或第二连杆274带动热风参数调节板24或红外热辐射板25在条形移动孔271内部移动时，热风参数调节板24或红外热辐射板25上的第一滑槽275或第二滑槽276也在滑轨272上移动，以支承热风参数调节板24或红外热辐射板25的稳定移动。

可选地，热风参数调节板24包括板框241以及活动式安装在板框241内部的板体242；

在板框241的一对侧边上分别设置有用于与第一连杆273连接的第一连接部，在第一连接部的两侧开设有一对第一滑槽275；

在板框241的内侧边上开设有用于安装板体242的安装槽243，在板框241的侧边上开设有用于将板体242插入板框241内部的入板口244，入板口244与第一滑槽275设置在板框241的不同边上；

在板体242上开设有多个分流孔。

在本实施例中，如图4所示，为了提高移动的稳定性，在加热实验装置2壳体的一对内侧壁上一共设置了4根滑轨272，每一个侧壁上均设置了两根滑轨272，相应地，如图5所示，在热风参数调节板24开设了4个第一滑槽275，即热风参数调节板24在移动时，由第一连杆273带动热风参数调节板24移动，在热风参数调节板24两侧的4个第一滑槽275跟随第一连杆273的移动在4根滑轨272上移动，以实现稳定的加热距离的改变，以获得准确的实验参数。

在本实施例中，板体242为较薄金属片结构，热风板双面材质不相同，单侧为高抛光金属面，且安装时朝下放置，底面为高抛光金属反光面，将加热管发射出来的红外辐射反射到沥青试验块表面。板体242可根据实验需求，更换不同分流孔形状、分流孔排列顺序以及分流孔之间的距离等参数。

在本实施例中，板体242与板框241之间的关系类似于画与画框，板体242是可以从板框241中间抽出以进行更换的，因此板框241设置有用于承托板体242的安装槽243，另外在板框241上还开设有用于插入板体242的入板口244，因此入板口244的开口长度至少要大于板体242的短边的长度，将板体242沿着其长边的方向插入板框241中，当需要更换实验参数(加热最有效的分流孔排列方式或分流孔形状等)时，从板框241中抽出板体242进行更换。

可选地，在入板口244上还设置有用于限制板体242从入板口244移出的限位部245。

为了防止板体242在上下移动的过程中从板框241中脱出，在本实施例中，如图6所示，限位部245包括安装在入板口244两端的一对固定板2451，固定板2451平行于入板口244设置，在固定板2451上以平行于水平面的方向开设有贯穿固定板2451的开口2452，开口2452与入板口244连通；

在固定板2451上沿着垂直于水平面的方向开设有通孔2453，在通孔2453内连接有限位件2454，限位件2454为矩形，矩形的长边伸入通孔中，以限位件2454的长边为旋转轴转动，限位件2454在工作时，旋转卡在固定板2451与入板口244的连接处，限位件2454的另外一条长边堵在入板口244与固定板2451的连接处，防止板体242从入板口244移出。

插入板体242时，首先拨开限位件2454，将板体242插入板框241中，在扣紧限位件2454即可完成板体242的固定；如图7所示，取出板体242时，可以将细绳同时穿过两个或三个板框241与板体242贯穿的取板孔，取出出风板；当板体242长时间放置在板框241内由于热变形或者挤压变形不易取出时，可以找工具从板框241后方设置的取出开口，在其中一个开口处用力敲打，将板体242敲出板框241外面。

可选地，红外热辐射板25包括板架251，在板架251上相互平行设置有多根发热管252，在板架251的一对侧边上设置有一对导电棒253，发热管252的两端与一对导电棒253电连接，一对导电棒253与供电部28电连接；

在板架251的另外一对侧边上设置有用于与第二连杆274连接的第二连接部，在第二连接部的两侧开设有一对第二滑槽276。

在本实施例中，红外热辐射板25为电加热的形式，所有发热管252安装在板架251上，如图9-11所示，每一根发热管252两侧伸出的导线缠绕在导电棒253上面，缠绕后的导线安装在导电棒安装绕线槽254内，之后将绕线槽254上方盖上槽盖255，防止导线受热后脱胶，导电棒253采用耐高温金属材质，此结构可以在高温下将所有电热管并联在一起，板架251和槽盖255均为陶瓷材质，起到在高温下绝缘的作用。

板架251的第二连接部与第二连杆274通过螺纹结构连接，第二连杆274为外螺纹结构，第二连接部为螺纹孔。板架251上开有第二滑槽276，在外部提升装置的作用下，板架251带动发热管252沿着移动滑轨的方向运动。

可选地，供电部28包括在加热实验装置2壳体的一个内侧壁上设置的一对导电滑轨281，导电滑轨281与条形移动孔271在同一内侧壁上且相互平行设置，供电部28还包括外部电源，外部电源与导电滑轨281电连接；

供电部28还包括在红外热辐射板25的板架251上开设的导电连接件安装槽282，导电连接件安装槽282与导电棒253连接，导电连接件安装槽282还通过导电连接件283与导电滑轨281滑动连接；

导电连接件安装槽282与导电棒253电连接，导电连接件安装槽282还通过导电连接件283与导电滑轨281电连接。

在本实施例中，如图9所示，供电部28中的导电滑轨281只设置在加热实验装置2内侧壁开设有条形移动孔271的一个面上，导电滑轨281不是相对而立设置，而是以条形移动孔271为对称中心对称设置。

在本实施例中，在红外热辐射板25的板架251的两侧均开有连接件安装槽282，用于导电棒253与导电连接件283以及导电滑轨281的连接。如图9、10所示，加热管两端的金属导线沿圆周方向重叠缠绕在导电棒253上，重叠缠绕后的金属导线沉放于位于加热管上预设的导线槽内，盖好加热管安装架的上盖，使得金属导线与导电棒被封装在加热管安装架内。加热管安装架与上盖都是陶瓷材质，保证了实验装置在使用过程中的用电安全。在导电棒253与导电连接件283的内部有金属块和导体用于导电棒253和导电滑轨281的传导,导电连接件283内部存在金属导体芯进行导电功能，外部是由陶瓷材质做成，确保了良好的绝缘性。在导电棒253与导电连接件283的外端有导电滑块2831，与导电滑轨281接触，接触方式为导电滑块2831的正面与导电滑轨281底面的金属板2811正面相接处，保证了通电的接触面积，降低滑动接触的电阻阻值。导电滑轨281的侧面开有与导电滑块2831相对应的滑槽2812，滑槽2812保证了导电滑块2831与导电滑轨281运行期间的最大间隙，从而保证了导电滑块2831与导电滑轨281之间的最小正应力，从而确保了接触导电的质量。

如图12所示，导电滑轨281的一端为封闭结构另一端安装有一导电滑轨堵头2813结构，用于滑块的安装与拆卸，且放置滑块滑离轨道。用于滑轨中用于导电的只有滑轨底面的金属板2811，金属板2811与导电滑轨281为镶嵌安装，其余结构如导电滑轨堵头2812、滑槽2812除底面的金属板2811以外的壳体均为陶瓷材料，起到很好的绝缘效果。导电滑轨281的后面连接有导线，并且从壳体侧板开有的小孔中穿出去连接外部电源。

可选地，热风装置4包括位于热风装置4底部的进风口41以及位于热风装置顶部的出风口42，进风口41设置在热风装置4的侧面，出风口42通过风管与加热实验装置2的热风进口21连通；

在热风装置4内部还设置有多层加热层43，加热层43均平行于水平面设置，加热层43的两端均连接在热风装置4的一对侧壁上，加热层43与通电装置电连接

在热风装置4内部还沿着垂直于水平面的方向设置有通风管道44，通风管道包括由多层隔板441、热风装置4的底面以及热风装置4的顶面组成的通道；

隔板441以平行于水平面的方向安装在相邻的两层加热层43之间，隔板441的一端与热风装置4的侧壁连接，相邻两个隔板441的与热风装置4侧壁连接的一端的方向相反。

在本实施例中，如图13所示，热风装置4下端开有一矩形的进风口41，上端开有圆形的出风口42，并与加热实验装置2的热风进口21连通，热风装置4最底层的加热层43为多根单边通电加热管431，其上所有层均安装有双边通电的加热管432。加热管均采用管道流向的轴向方向排布，使得流体在管道内受到的阻力最小，从而形成通风管道44，每一层之间有隔板441将内部空间分隔开来，使内部空间呈弯曲的通道状，以使从底部进风口41进入热风装置4的风能够顺利的从顶部出风口42流出，尽可能的减少热风的流失。

可选地，通风管道44还包括多个弧形导流板442，弧形导流板442连接在端部均连接在同一热风装置4侧壁方向上相邻的两个隔板441之间；弧形导流板442还连接在热风装置4的底面与由下至上的第二层隔板441之间；弧形导流板442还连接在热风装置4的顶面与由上至下的第二层隔板441之间；

弧形导流板442安装在隔板441与热风装置4侧壁的连接处的一侧。

在本实施例中，如图13、14所示，通风管道44内每个拐弯出安装了弧形导流板442，优选地，该弧形导流板442为半圆型导流板，弧形导流板442上开有孔位，使得加热管从弧形导流板442之中穿过；弧形导流板442对拐弯处的流体进行平滑过渡，最大程度的减少涡流的产生，进而减少进出口端的压力损失。

在本实施例中，该热风装置4可以满足风速和热风温度的同时变换，热风温度能够实现200～700℃的无级调节，热风装置4内部分布有多个温度传感器和风速传感器，通过智能控制，根据实验人员设定的热风参数自主匹配风机转速和加热管温度。加热层为分层控制，低温加热时只启动部分加热管，留有一部分加热储备；当实验需要高温大流量时，开启加热箱的全部加热管进行快速加热。

可选地，路面再生实验设备还包括升降台5，升降台5包括升降台架51，升降台架51具有上表面，加热实验装置2、循环送排风装置3以及热风装置4均安装在上表面上，在上表面上与加热实验装置2实验口22对应的位置上开设有一个与实验口22大小相同的开口；

在升降台架51内部还设置有升降机构52，实验台面1安装在升降机构52的上方。

在本实施例中，如图15所示，升降台5中的升降台架51，用来承载整套实验装置，在升降台架51内部设置有升降机构52，在升降机构52顶部安装有实验台面1，此时实验台面1的正中心与加热实验装置2下方实验口的正中心的法线相重合，如图3所示，实验台面1用来承载实验对象——沥青试验块，升降机构52可以是电动控制的升降台，也可以是手动控制的。

在本实施例中，采用手动的方式调节升降机构52，从而调节实验台面1的高度，如图15-17所示，升降机构52包括升降台底座521，升降台底座521是一个镂空框架，升降台底座521放在升降台架51下端的横梁上，并且有升降台5安装定位器53将底座固定在最佳的工作位置上，升降机构52还包括支臂522、横梁523、滑轮524、固定环525、轴526以及升降手轮527，与升降手轮527连接的为一段带有外螺纹的金属杆件，与支臂522连接的横梁523中点处带有一开有内螺纹孔的小洞，在升降手轮54转动的过程中，横梁523在螺纹的带动下进行收缩和伸展，支臂522末端设置有滑轮524，滑轮524与升降台底座521沿长度方向开设的滚轮槽配合活动式连接，用于使支臂522在升降台底座521上沿着升降台底座521的长度方向滑动。固定环525为一较薄的金属薄片，其一端与轴526同心安装，且与支臂522间存在一定间距，留出了使用过程中螺母和垫片的安装空间；另一端留有一圆形开口，开口的内侧安装螺母和垫片，外侧隔着升降台底座521轨道的侧壁安装垫片和螺丝。底座内侧面开有与固定环尺寸相等的轨道槽，当支臂运动时，固定环在轨道内贴着侧壁做水平运动，当上面板升高到合适位置需要固定时，拧紧螺丝，在螺丝螺母和垫片的正应力下，固定环和底座侧壁紧紧的夹在一起，保持了升降装置的固定。

放置之前先通过转动升降手轮527将实验台面1的位置降低，然后将沥青试验块放置于实验台面1之上，再通过旋转升降手轮527将实验台面1抬升，直到沥青试验块的上表面与加热实验装置2的实验口22紧紧贴合在一起后，固定升降台5。

在本实施例中，为了进一步地监控实验设备内部的温度以及风速，反向控制热风参数调节板24以及红外热辐射板25的各项参数，从而实现更为准确的试验参数的获得，在路面再生实验设备的各处设置有传感器，具体如图18所示，在加热实验装置2上方的热风进口21处安装有一个风速传感器I和温度传感器II；风速传感器I属于非接触式传感器固定安装在加热实验装置2上壳体的内侧，用于检测进入加热实验装置2的总风速，根据计算可以得出进入加热实验装置2的总风量；

温度传感器II属于非接触式传感器固定安装在加热实验装置2上壳体的内侧，用于检测进入加热实验装置2的热风温度。为了确保实验参数的准确性，此参数需要实时的采集，并通过负反馈的形式对热风装置4进行自动控制，确保热风温度参数设定后的稳定性。

在循环送排风装置3与加热实验装置2的连通处设置有回风温度传感器，用于采集加热沥青试验块后的热风温度。

在热风参数调节板24的板体242上表面上设置有风速传感器III，风速传感器III以悬臂的方式伸出到板体242上分布的分流孔之中，风速传感器III与导线相连接，导线贴着板体242上表面一直延到板体242之外，风速传感器III用于检测通过板体242上分布的分流孔的风速，这是一项重要的调节参数，为了确保实验参数的准确性，此参数需要实时的采集，并通过负反馈的形式对循环风机进行自动控制，确保风速实验参数设定后的稳定性。并且可以将检测到的实时数据以图形的方式反馈给实验人员。

在加热实验装置2下表面的实验口22处设置有红外辐射强度传感器IV以及红外辐射波长传感器V，红外辐射强度传感器IV会采集照射到的红外辐射强度，作为反馈值去控制红外热辐射板25的辐射强度，以获得准确的辐射强度值，红外辐射波长传感器V会采集到红外热辐射板25发出的波长，也作为反馈值去调节红外热辐射板25的辐射波长，以获得准确的辐射波长值。

在红外热辐射板25的发热管252上安装有热电偶温度传感器VI，热电偶传感器贴着加热管延伸不同的长度。最右侧的导线长度最短，最左侧的导线长度居中，中间的导线长度最长。这样排布便于检测红外加热管在横向、纵向各加热区域内的温度值，防止加热温度出现较大差异导致的加热温度分布不均，热电偶温度传感器VI用于检测红外热辐射板25的发热管252发出的温度值，作为反馈值控制发热管252的发热温度，从而获得准确的红外辐射加热温度。

Claims (10)

1.一种基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，包括用于放置实验沥青块的实验台面(1)，所述的实验台面(1)平行于水平面设置，在所述的实验台面(1)上方设置有加热实验装置(2)，其特征在于，所述的路面再生实验设备还包括循环送排风装置(3)、热风装置(4)以及通电装置，所述的加热实验装置(2)、循环送排风装置(3)以及热风装置(4)相互连通，所述通电装置分别与所述的加热实验装置(2)、循环送排风装置(3)以及热风装置(4)电连接；

所述的加热实验装置(2)包括壳体，在所述壳体的上表面开设有用于与热风装置(4)连通的热风进口(21)，在所述壳体的下表面开设有实验口(22)；

在所述壳体的内部由上至下依次设置有热风分流部(23)、热风参数调节板(24)、红外热辐射板(25)以及排风部(26)，所述的排风部(26)与所述的循环送排风装置(3)连通；

所述的加热实验装置(2)还包括高度调节部(27)，所述的高度调节部(27)分别与所述的热风参数调节板(24)以及所述的红外热辐射板(25)连接；

所述的加热实验装置(2)还包括供电部(28)，所述的供电部(28)与所述的通电装置电连接，所述的供电部(28)与所述的红外热辐射板(25)电连接。

2.如权利要求1所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的高度调节部(27)包括在所述加热实验装置(2)壳体的一对侧壁上对称开设的条形移动孔(271)，一对所述的条形移动孔(271)均垂直于水平面设置；

在所述的热风参数调节板(24)的一对侧边上分别连接有第一连杆(273)，在所述的红外热辐射板(25)的一对侧边上分别连接有第二连杆(274)；

所述的高度调节部(27)还包括第一高度调节机构(277)以及第二高度调节机构(278)，所述的第一连杆(273)穿过所述的条形移动孔(271)与所述的第一高度调节机构(277)连接，所述的第二连杆(274)穿过所述的条形移动孔(271)与所述的第二高度调节机构(278)连接。

3.如权利要求2所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的高度调节部(27)还包括在所述加热实验装置(2)壳体的一对内侧壁上对称设置的滑轨(272)，所述的滑轨(272)与所述的条形移动孔(271)在同一内侧壁上且相互平行设置；

在所述的热风参数调节板(24)的一对侧边上对称开设有第一滑槽(275)，在所述的红外热辐射板(25)的一对侧边上对称开设有第二滑槽(276)，所述的第一滑槽(275)以及第二滑槽(276)均与所述的滑轨(272)配合连接。

4.如权利要求3所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的热风参数调节板(24)包括板框(241)以及活动式安装在所述板框(241)内部的板体(242)；

在所述板框(241)的一对侧边上对称设置有用于与所述第一连杆(273)连接的第一连接部，在所述第一连接部的两侧开设有一对第一滑槽(275)；

在所述的板框(241)的内侧边上开设有用于安装所述板体(242)的安装槽(243)，在所述板框(241)的侧边上开设有用于将所述板体(242)插入所述板框(241)内部的入板口(244)，所述的入板口(244)与所述的第一滑槽(275)设置在板框(241)的不同边上；

在所述板体(242)上开设有多个分流孔。

5.如权利要求4所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，在所述的入板口(244)上还设置有用于限制所述板体(242)从所述入板口(244)移出的限位部(245)。

6.如权利要求3所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的红外热辐射板(25)包括板架(251)，在所述板架(251)上设置有多根相互平行的发热管(252)，在所述板架(251)的一对侧边上设置有一对导电棒(253)，所述的发热管(252)的两端与所述的一对导电棒(253)电连接，所述的一对导电棒(253)与所述的供电部(28)电连接；

在所述板架(251)的另外一对侧边上对称设置有用于与所述第二连杆(274)连接的第二连接部，在所述第二连接部的两侧开设有一对第二滑槽(276)。

7.如权利要求6所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的供电部(28)包括在所述加热实验装置2壳体内侧壁一侧设置的一对导电滑轨(281)，所述的一对导电滑轨(281)与所述的条形移动孔(271)在同一内侧壁上且相互平行设置，所述的供电部(28)还包括外部电源，所述的外部电源与所述的导电滑轨(281)电连接；

所述的供电部(28)还包括在所述红外热辐射板(25)的板架(251)两侧对称开设的导电连接件安装槽(282)，所述的导电连接件安装槽(282)通过导电连接件(283)与所述的导电滑轨(281)滑动连接；

所述导电连接件安装槽(282)与所述的导电棒(253)电连接，所述的导电连接件安装槽(282)还通过导电连接件(283)与所述的导电滑轨(281)电连接。

8.如权利要求1所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的热风装置(4)包括位于所述热风装置(4)底部的进风口(41)以及位于所述热风装置(4)顶部的出风口(42)，所述的进风口(41)设置在所述热风装置(4)的侧面，所述的出风口(42)通过风管与所述加热实验装置(2)的热风进口(21)连通；

在所述的热风装置(4)内部还沿着垂直于水平面的方向设置有多层加热层(43)，所述的加热层(43)均平行于水平面设置，所述加热层(43)的两端均连接在所述热风装置(4)的一对侧壁上，所述的加热层(43)与所述的通电装置电连接；

在所述的热风装置(4)内部还设置有通风管道(44)，所述的通风管道包括由多层隔板(441)、热风装置(4)的底面以及热风装置(4)的顶面组成的通道；

所述的隔板(441)以平行于水平面的方向安装在相邻的两层加热层(43)之间，所述隔板(441)的一端与所述热风装置(4)的侧壁连接，相邻两个隔板(441)与所述热风装置(4)侧壁连接的一端的方向相反。

9.如权利要求8所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述通风管道(44)还包括多个弧形导流板(442)，所述的弧形导流板(442)安装在热风装置(4)同一侧壁上相邻两个隔板(441)之间；所述的弧形导流板(442)还连接在所述热风装置(4)的底面与由下至上的第二层隔板(441)之间；所述的弧形导流板(442)还连接在所述热风装置(4)的顶面与由上至下的第二层隔板(441)之间；

所述的弧形导流板(442)安装在所述隔板(441)与所述热风装置(4)侧壁的连接处的一侧；

在所述的弧形导流板(442)开设有用于穿过所述加热层(43)的通孔。

10.如权利要求1所述的基于红外辐射和热风协同加热的路面再生实验设备，其特征在于，所述的路面再生实验设备还包括升降台(5)，所述的升降台(5)包括升降台架(51)，所述的升降台架(51)具有上表面，所述的加热实验装置(2)、循环送排风装置(3)以及热风装置(4)均安装在所述的上表面上，在所述上表面上与加热实验装置(2)实验口(22)对应的位置上开设有一个与实验口(22)大小相同的开口；

在所述升降台架(51)内部还设置有升降机构(52)，所述实验台面(1)安装在所述升降机构(52)的顶面上。

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