CN114858693A - 一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，为室内模拟复杂环境下沥青混凝土耐久性试验提供了一种结构简单、拆卸灵活、操作方便和快捷高效的试验装置。它包括制冷系统，试验箱，喷洒装置及控制装置。该装置能够实现紫外线强度、冻融、湿度、氧气及有害物侵蚀等多因素耦合作用下沥青老化的试验，从而可以更为真实且准确地模拟沥青混凝土在自然环境下的老化，为系统并全面开展对自然环境下沥青混凝土的多因素耐久性研究提供基础设备。

Description

一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置

技术领域

本发明涉及一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置。

背景技术

在自然环境下，沥青混凝土的老化主要受氧气、光照、水和温度的影响，目前尚未有与实际自然环境相对应的试验装置。当前室内试验用的沥青混凝土老化试验装置多集中于单因素试验，主要有紫外线老化仪、烘箱、干湿循环试验箱和冻融循环试验箱等，而用于模拟沥青混凝土在温度、湿度和氧气以及紫外线辐射老化等多因素耦合作用的试验装置尚属空白，故此，研发一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置是亟待解决的问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题，提出了一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，以填补该领域空白，并解决上述背景技术中存在的问题。

本发明提出的一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，它包括包括制冷系统，试验箱，喷洒装置及控制装置，所述的制冷系统包括压缩机，毛细管，干燥过滤器，冷凝器，第一蒸发器，第一连接管，第二蒸发器，第二连接管，支撑钢丝，回气管和出气管。所述的压缩机上有工艺管口，所述的压缩机通过出气管连接至冷凝器，所述的冷凝器连接有干燥过滤器，所述的干燥过滤器连接有毛细管，所述的冷凝器和干燥过滤器及毛细管位于试验箱体后侧的散热箱体内，其散热箱体的外层板上均匀分布有散热孔，所述的毛细管通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器，所述的第一蒸发器由支撑钢丝固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管通过第一连接管穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器，所述的第二蒸发器由支撑钢丝固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器和第二蒸发器相互连接形成并联，连接至第二连接管，所述的第二连接管连接回气管，所述的回气管连接至压缩机。

所述的试验箱分为上部箱体，散热箱体和下部箱体三个部分，上部箱体包括外层板，保温隔热层，加热板及内层板，所述上部箱体顶部有入/出气口，所述的入/出气口带有控制阀门，所述的入/出气口通过气管和气瓶连接，所述的上部箱体顶部内侧有温湿感应器，气体浓度传感器和喷头(可喷洒雾、水、酸、盐溶液等)，所述的上部箱体内有紫外线灯管，所述的上部箱体内有两层钢丝网盘，箱体前面有门盖，所述的门盖上有把手，所述的上部箱体下部左右侧有出/入水口，所述的出/入水口带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板构成，所述的外层板上有散热孔，所述的下部箱体内有压缩机和高压微雾加湿器，所述的下部箱体底部安装有滚轮，所述的下部箱体前部有控制箱，所述的散热箱体位于整个试验箱体的后侧，所述的散热箱体内有制冷系统。

所述的喷洒装置包括高压微雾加湿器，输水管及喷头，所述的高压微雾加湿器连接有输水管和第三连接管，所述的输水管与上部箱体的喷头连接，所述的第三连接管通往下部箱体外侧与水箱连接，所述的水箱有刻度。

所述的控制箱内有可视化控制装置，可视化控制装置包括电源控制开关，可视化湿度控制面板，可视化温度控制面板，可视化雾化控制面板及可视化气体浓度监测控制面板和紫外线强度控制面板。

在上述技术方案中，优选的，所述的紫外线灯管为耐腐蚀、绝缘材料。

在上述技术方案中，优选的，所述的高压微雾加湿器和喷头连接的管道布置于内外层板间。

在上述技术方案中，优选的，所述的控制箱为可视化触屏显示器。

在上述技术方案中，优选的，所述的试验箱和水箱有刻度线。

本发明相比现有试验装置的有益效果是：

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明提供了一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，可以通过控制面板调节紫外线光照强度和通氧量，通过制冷系统和加热板实现冻融循环，通过雾洒系统进行调节湿度和模拟降雨，与现有的单一功能试验装置相比，优化了功能、提高了试验效率，能够全面真实地模拟沥青混凝土的老化环境，更加准确地反应沥青混凝土的老化性能，为更好地开展沥青混凝土的耐久性研究提供保障。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明侧视示意图；

图3为本发明俯视示意图；

图中1.外层板；2.隔热保温层；3.第一蒸发器；4.加热板；5.内层板；6.冷凝器；7.干燥过滤器；8.毛细管；9.第二蒸发器；10.散热箱体；11.气体浓度感应器；12.喷头；13.入/出气口； 14.气管；15.气瓶；16.温湿感应器；17.散热孔；18.第一连接管；19.紫外线灯管；20.钢丝网盘；21.门盖；22.把手；23.第二连接管；24.入/出水口；25.出气管；26.回气管；27.压缩机； 28.滚轮；29.控制箱；30.高压微雾加湿器；31.输水管；32.水箱；33.第三连接管；34.工艺管口；35.支撑钢丝。

具体实施方式

为了更好地理解与实施，下面结合具体试验案例及附图对本发明进一步说明，但发明装置并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基础上改进或替代，仍属于本发明装置权利要求保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

本装置具体应用于试验室中可以模拟多因素耦合作用下沥青混凝土耐久性试验环境，是一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，本发明包括包括制冷系统，试验箱，雾化装置及控制装置四部分。

I、参见图1、2、3，所述的制冷系统包括压缩机27，毛细管8，干燥过滤器7，冷凝器6，第一蒸发器3，第一连接管18，第二蒸发器9，第二连接管23，支撑钢丝35，出气管25 和回气管26。所述的压缩机27上有工艺管口34，所述的压缩机27通过出气管25连接至冷凝器6，所述的冷凝器6连接有干燥过滤器7，所述的干燥过滤器7连接有毛细管8，所述的冷凝器6和干燥过滤器7及毛细管8位于试验箱体后侧的散热箱体10内，所述的散热箱体 10的外层板1上均匀分布有散热孔17，所述的毛细管8通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器18，所述的第一蒸发器18由支撑钢丝35固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管8通过第一连接管18穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器9，所述的第二蒸发器9 由支撑钢丝35固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器3和第二蒸发器9相互连接形成并联连接至第二连接管23，所述的第二连接管23连接回气管26，所述的回气管26连接至压缩机27。

Ⅱ、参见图1、2、3，所述的试验箱分为上部箱体，散热箱体10和下部箱体三个部分，上部箱体包括外层板1，保温隔热层2，加热板4及内层板5，所述上部箱体顶部有入/出气口13，所述的入/出气口13带有控制阀门，所述的所述的入/出气口13通过气管14和气瓶15 连接，所述的上部箱体顶部内侧有温湿感应器16，气体浓度传感器11和喷头12，所述的上部箱体内有紫外线灯管19，所述的上部箱体内有两层钢丝网盘20，箱体前面有门盖21，所述的门盖21上有把手22，所述的上部箱体下部左右侧有出/入水口24，所述的出/入水口24 带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板构成，所述的外层板上有散热孔17，所述的下部箱体内有压缩机27和高压微雾加湿器30，所述的下部箱体底部安装有滚轮28，所述的下部箱体前部有控制箱29，所述的散热箱体10位于整个试验箱体的后侧，所述的散热箱体10内有制冷系统。

Ⅲ、参见图1、2、3，所述的喷洒装置包括高压微雾加湿器30，输水管31及喷头12，所述的高压微雾加湿器连接有输水管31和第三连接管33，所述的输水管31与上部箱体的喷头12连接，所述的第三连接管33通往下部箱体外侧与水箱32连接。

Ⅳ、参见图1、2、3，所述的控制箱29内有可视化控制装置，所述的控制装置包括电源控制开关，可视化湿度控制面板，可视化温度控制面板，可视化雾化控制面板及可视化气体浓度监测控制面板和紫外线强度控制面板。

实施例：多种环境因素耦合作用下沥青混凝土盐冻试验

步骤1：根据试验所需要的混凝土尺寸，确定试验箱尺寸大小。本次试验是根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中轮碾成型法(T 0703-2011)制作的试件尺寸为250mm×30mm×35mm，进行盐冻前，以浸泡在盐溶液(浓度为5％的NaCl和Na₂SO₄复合盐溶液)中96h的方式进行饱水，将所需的试件放入不锈钢托盘中，将多组试件分层放入试验箱内钢丝网盘上。

步骤2：打开阀门，通过出/入水口向试验箱体内注入复合盐溶液，使复合盐溶液完全浸没试样，并高出试样顶部20mm，溶液到达一定刻度关闭阀门。连接气瓶(此次为氧气O₂)至出/入气口，并检查阀门及气压表。

步骤3：考虑到盐冻破坏方式大多为盐溶液冰晶体刺入破坏，故通过控制面板设定温度，采用-25℃下冰冻16h，40℃下解冻8h作为一个冻融循环。一次冻融循环完成后，设定试样在恒温(本次采用40℃)溶液中浸泡12h，然后在40℃温度下烘干12h，此为一个干湿循环，冻融-干湿循环共计8次。

步骤4：在冻融-干湿循环过程中气体侵蚀和紫外线辐射试验同时进行，通过温度控制面板和紫外线强度控制面板设定冻融循环温度，紫外线照射强度，打开出/入气口阀门向试验箱体内通入氧气，通过气体浓度感应器和温湿感应器监测的数据随时调整误差，以保证试验条件的准确性。

步骤5：到达规定龄期后，取出沥青混凝土试块，采集试验数据，然后重复步骤2、3、4，直至最终试验结束。

步骤6：试验结束后，按顺序关闭各个控制开关，打开门盖，从试验箱体中取出沥青混凝土试件，打开出/入水口阀门排出盐溶液。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，其特征在于：它包括包括制冷系统，试验箱，喷洒装置及控制装置，所述的制冷系统包括压缩机27，毛细管8，干燥过滤器7，冷凝器6，第一蒸发器3，第一连接管18，第二蒸发器9，第二连接管23，支撑钢丝35，回气管26和出气管25，所述的压缩机27上有工艺管口34，所述的压缩机27通过出气管25连接至冷凝器6，所述的冷凝器6连接有干燥过滤器7，所述的干燥过滤器7连接有毛细管8，所述的冷凝器6和干燥过滤器7及毛细管8位于试验箱体后侧的散热箱体10内，其散热箱体10的外层板1上均匀分布有散热孔17，所述的毛细管8通往试验箱体内外层板间连接有第一蒸发器18，所述的第一蒸发器18由支撑钢丝35固定在试验箱左侧内外层板间，所述的毛细管8通过第一连接管18穿过试验箱体后侧板层间连接至第二蒸发器9，所述的第二蒸发器9由支撑钢丝35固定在试验箱体右侧内外层板间，所述的第一蒸发器3和第二蒸发器9相互连接形成并联，连接至第二连接管23，所述的第二连接管23连接回气管26，所述的回气管26连接至压缩机27；所述的试验箱分为上部箱体，散热箱体10和下部箱体三个部分，上部箱体包括外层板1，保温隔热层2，加热板4及内层板5，所述上部箱体顶部有入/出气口13，所述的入/出气口13带有控制阀门，所述的入/出气口13通过气管14和气瓶15连接，所述的上部箱体顶部内侧有温湿感应器16，气体浓度传感器11和喷头12(可喷洒雾、水、酸、盐溶液等)，所述的上部箱体内有紫外线灯管19，所述的上部箱体内有两层钢丝网盘20，箱体前面有门盖21，所述的门盖21上有把手22，所述的上部箱体下部左右侧有出/入水口24，所述的出/入水口24带有控制阀门；所述的下部箱体由外层板1构成，所述的外层板1上有散热孔17，所述的下部箱体内有压缩机27和高压微雾加湿器30，所述的下部箱体底部安装有滚轮28，所述的下部箱体前部有控制箱29，所述的散热箱体10位于整个试验箱体的后侧，所述的散热箱体10内有制冷系统；所述的喷洒装置包括高压微雾加湿器30，输水管31及喷头12，所述的高压微雾加湿器30连接有输水管31和第三连接管33，所述的输水管31与上部箱体的喷头12连接，所述的第三连接管33通往下部箱体外侧与水箱32连接，所述的水箱32有刻度；所述的控制箱29内有可视化控制装置，可视化控制装置包括电源控制开关，可视化湿度控制面板，可视化温度控制面板，可视化雾化控制面板及可视化气体浓度监测控制面板和紫外线强度控制面板。

2.根据权利要求1所述的一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，其特征在于：所述的紫外线灯管19为耐腐蚀、绝缘材料，灯线布置于板层间。

3.根据权利要求2所述的一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，其特征在于：所述的高压微雾加湿器30和喷头12连接的管道布置于内外层板间。

4.根据权利要求3所述的一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，其特征在于：所述的控制箱29为可视化触屏显示器。

5.根据权利要求4所述的一种多因素耦合作用下沥青混凝土老化试验装置，其特征在于：所述的试验箱和水箱32有刻度线。

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