一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及道路工程技术领域，具体为一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，包括制冷结构、传输结构、箱体结构和车辙板，所述箱体结构的内部设置有坡度模拟结构和数据记录结构，所述箱体结构的两侧分别设置有空气入口和空气出口，所述箱体结构内部的顶部设置有水雾喷头，以及位于水雾喷头两侧的辐射灯，所述箱体结构通过管道连接有流量调压阀和蜗轮流量计。本实用新型专利技术结构明确且模拟效果较好，用于复杂气象下不同坡度情况下路面抗滑性能评估。能评估。能评估。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置


[0001]本技术涉及道路工程
，具体为一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置。

技术介绍

[0002]复杂性和多样性虽然是我国气候分布最为显著的特点，然而国内约75％左右的地域每年仍会面临道路积雪和结冰的工程问题，除了由于雨雪环境引起的能见度降低所导致的主观驾驶员操作问题外，复杂天气引起的道路摩擦阻力下降和汽车制动性能的削弱更值得引发人们的研究。为试复杂气象条件下山区高速公路行车安全管理和控制有所保证，在室内实现沥青混合料道路中的超高过渡段在路面结冰或积雪的条件下的环境情况模拟显得尤为重要，借助其他摩擦性能测试仪器对复杂气象和不同坡度条件下沥青路面所呈现出的摩擦特性和抗滑性能进行研究，从而提高山区高速公路在复杂气象条件下的行车安全性。
[0003]根据当前的沥青路面抗滑检测方法或技术，大多数的抗滑检测针对于干燥路面条件下的路面摩擦特性，而冰冻条件下沥青路面的摩擦性能检测方法和仪器极其匮乏，因此就没有形成标准的冰冻条件下沥青路面抗滑性能评价体系。所以，在冰冻条件下沥青路面抗滑评价方法、评价指标与标准都缺乏的现状下，由《公路路基路面现场测试规程》JTG3450
‑
2019中可知由一般的单点式测试设备和连续性测试设备用于测试复杂路面附着介质下的路面抗滑性能，由于冰冻条件下的路面抗滑性能与非冰冻条件下的摩擦性能不能简单转换，国内外的学者尝试建造特殊环境室内模拟设备，用于支持冰雪环境下的相关路面性能室内模拟试验。
[0004]而国内外现有的室内路面凝冰模拟环境装置专利技术中，对于真实路面积雪和凝冰环境的室内模拟情况在准确度和相识度上存在或多或少的区别。首先，现存装置对于冰雪气象条件下的辐射情况未能纳入考虑，而实际在冬季路面积雪和结冰情况下，路面上更为复杂的附着介质会加强辐射情况，同时此现象在高海拔地区更为明显。其次，多数环境模拟装置对于气压的变化和空气的流通关注较少，而实际以上条件对于路面状态变化同样有足够的影响，在环境模拟设备中设置气压调节设备和空气出入口设施显得有所必要。同时降雪的本质其实便是大气层中的液滴经过高速粉碎后形成碎裂液滴并骤变为冰粒的过程，而当前其他环境模拟设备对于此处的关注甚少，更为准确的冰粒状态对于模拟真实环境状态尤其重要。除此之外，路面积水、积雪和结冰等现象多发生在路面合成坡度较为复杂的地段，而对于室内不同坡度路面情况模拟的忽视便会导致环境模拟装置可行性和准确性的不足。为此，我们提出一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，包括制冷结构、传输结构、箱体结构和车辙板，所述箱体结构的内部设置有坡度模拟结构和数据记录结构，所述箱体结构的两侧分别设置有空气入口和空气出口，所述箱体结构内部的顶部设置有水雾喷头，以及位于水雾喷头两侧的辐射灯，所述箱体结构通过管道连接有流量调压阀和蜗轮流量计。
[0007]优选的，所述制冷结构包括液氮储蓄罐，所述液氮储蓄罐连接有液氮管道，所述液氮管道连接有气液增压泵和气压稳压阀。
[0008]优选的，所述传输结构包括除湿系统，以及与除湿系统连接的板式换热器和离心通风机。
[0009]优选的，所述传输结构还包括三通阀门，所述三通阀门连接有加热器和加湿器。
[0010]优选的，所述箱体结构为长方体形状的聚氨酯发泡保温箱，所述箱体结构包括若干个聚氨酯保温板，所述聚氨酯保温板的前后两侧均连接有加热玻璃，所述加热玻璃的两侧表面均连接有防雾层。
[0011]优选的，所述坡度模拟结构包括试样承台、承重底板和顶托，所述承重底板的内部穿设有四根调节螺杆，所述调节螺杆底部连接有动力控制箱，所述调节螺杆的顶部与试样承台连接。
[0012]优选的，所述试样承台的上方放置有酚醛泡沫，所述试样承台的中部设置有聚苯保温板，所述聚苯保温板的上方设置有试验样本。
[0013]优选的，所述数据记录结构包括设置在试验样本内部的结冰传感器和热电偶。
[0014]优选的，所述试样承台的两侧分别设有温湿度传感器和高清摄像机。
[0015]优选的，所述承重底板上设置有水准气泡。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017]本技术中，气象模拟效果贴近真实，复杂气象下的山区高速公路所呈现的路面状况是一个相对的情形，而本装置相对于传统环境装置中对于冰雪模拟采用的铺水后冷冻的方法，通过将液滴高速粉碎的方法进一步还原自然条件下雪粒或冰粒的真实状况；针对现存装置对冰雪条件下的辐射情况未能纳入考虑的状况，采用辐射设备对真实冰雪气象下的外线照射情况进行模拟，减少因辐射而引起的冰雪状态变化的误差；对于不同气象条件下的气压情况，采用惰性气体输送和气压调节设备对装置内的气压情况进行调节和控制，使环境模拟箱的路面情况更为切近现实。
[0018]本技术不同的横向坡度、纵向坡度和合成坡度对于路面的排水性能和摩擦特性有着明显的影响，且路面积水、积雪和结冰的情况多来自不利路面坡度对影响；本装置通过坡度自动调节设备在远程精准调节试样承台的横向坡度和纵向坡度进而真实地模拟实际路面不同坡度时所呈现的路面状况。
[0019]本技术针对现有标准和研究思路对于结冰厚度、冷表面温度等指标的忽视，本装置中通过加设热电偶和结冰传感器等设备能够精确地记录冷表面温度、冰膜厚度和辐射强度等易被忽略而又对研究有着重要作用的数据，同时记录下装置的温度状况和湿度状况并通过高清摄像设备对接触界面进行记录，从而使在研究多因素的耦合作用对于路面状况的影响时提供更多的试验变量和数据样本。
[0020]本技术在安装内容上明确简洁，在组装上难度较小，在研发成本上花销较低，
同时本装置通过气压稳压阀、惰性制冷剂和酚醛泡沫等设施的使用，使装置在使用过程中热量泄露、气液泄露和电力泄露的情况大大减少，提高设备运行稳定性的同时，大大延长了设备的使用寿命。
附图说明
[0021]图1为本技术的总体结构示意图；
[0022]图2为本技术的坡度模拟结构的构造示意图；
[0023]图3为本技术的制冷结构的内部构成图；
[0024]图4为本技术的箱体结构和外部管道结构示意图；
[0025]图5为本技术的部分传感器安装位置示意图；
[0026]图6为本技术的传输结构部分组成示意图。
[0027]图中：1、制冷结构；2、传输结构；3、箱体结构；4、坡度模拟结构；5、数据记录结构；6、空气入口；7、空气出口；8、水雾喷头；9、涡轮流量计；10、流量调压阀；11、水箱；12、辐射灯；13、车辙板；101、液氮储蓄罐；102、液氮管道；103、气液增压泵；104、气压稳压阀；201、板式换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，其特征在于，包括制冷结构(1)、传输结构(2)、箱体结构(3)和车辙板(13)，所述箱体结构(3)的内部设置有坡度模拟结构(4)和数据记录结构(5)，所述箱体结构(3)的两侧分别设置有空气入口(6)和空气出口(7)，所述箱体结构(3)内部的顶部设置有水雾喷头(8)，以及位于水雾喷头(8)两侧的辐射灯(12)，所述箱体结构(3)通过管道连接有流量调压阀(10)和蜗轮流量计(9)。2.根据权利要求1所述的一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，其特征在于，所述制冷结构(1)包括液氮储蓄罐(101)，所述液氮储蓄罐(101)连接有液氮管道(102)，所述液氮管道(102)连接有气液增压泵(103)和气压稳压阀(104)。3.根据权利要求1所述的一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，其特征在于，所述传输结构(2)包括除湿系统(202)，以及与除湿系统(202)连接的板式换热器(201)和离心通风机(203)。4.根据权利要求1所述的一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，其特征在于，所述传输结构(2)还包括三通阀门(204)，所述三通阀门(204)连接有加热器(205)和加湿器(206)。5.根据权利要求1所述的一种用于模拟不同合成坡度下路面凝冰的装置，其特征在于，所述箱体结构(3)为长方体形状的聚氨酯发泡保温箱，所述箱体结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨心源，徐远，夏雷，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：