[发明专利]一种沥青路面温度场的室内模拟测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种沥青路面温度场的室内模拟测试系统，涉及公路沥青混合料试验技术领域。其中的沥青路面温度场的室内模拟测试系统包括：室外环境模拟控制系统、太阳光照模拟控制系统、温度采集系统以及真实路面模拟系统。本发明公开了一种沥青路面温度场的室内模拟测试方法。通过可编程逻辑控制器自动控制多功能环境箱内的温度、相对湿度和风力以及氙灯的光照强度，实现对自然环境下太阳辐射强度、气温、相对湿度和风力条件等气候变化因素的实时自动模拟，从而更准确地测试真实沥青路面温度场分布状况及其变化规律。

技术领域

本发明涉及一种沥青路面温度场的室内模拟测试系统及方法，属于公路沥青混合料试验技术领域。

背景技术

在进行沥青混合料高温性能的测试和评价时，通常的做法是采用烘箱保温以使沥青混合料试件内部达到设定的温度。而实际上沥青路面内的温度场是由太阳辐射、大气与路表的对流热交换、大气辐射和路表辐射共同产生辐射换热等多种物理行为所决定，受到太阳辐射强度、气温和风速等自然环境因素的显著影响。因此，室内试验中采用的恒温加热控制模式与实际路面的受热过程和温度场分布与变化规律存在较大的区别。

为了模拟在自然环境下实际沥青路面的温度场，现有的室内模拟方法一般采用在有限封闭空间内，选择辐射光谱和辐射强度与太阳光比较接近的光源，采用固定的辐射强度对沥青路面进行辐射模拟试验。此模拟方式简单易行，但这种固定辐射强度的光源与实际环境中太阳辐射强度随时间发生变化的规律差异较大，且气温、相对湿度及风力变化对沥青路面温度场的影响也被忽视，导致试验结果并不能准确反映沥青路面温度场的真实状况。因此，亟需一种能够精确模拟自然环境下沥青路面温度场的测试系统，可以通过室内模拟获取实际沥青路面内温度的分布规律及变化情况。

随着自动控制技术、信息管理技术、信息控制技术、信息交换技术、网络技术的发展，越来越多的可编程系统应运而生，利用计算机实现设备的外部控制，可为实现自动化测试奠定基础，使得通过室内模拟试验来测试沥青路面温度场的变化情况成为可能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种沥青路面温度场的室内模拟测试系统及方法，采用可编程逻辑控制器系统精确地模拟自然环境下太阳辐射、气温、相对湿度及风力条件的循环变化情况，实时测试沥青路面整体结构温度场及其变化规律。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种沥青路面温度场的室内模拟测试系统，包括室外环境模拟控制系统、太阳光照模拟控制系统、温度采集系统以及真实路面模拟系统。

进一步的，前述的室外环境模拟控制系统包括设置在多功能环境箱(1)内的温度模拟控制系统、相对湿度模拟控制系统和风力模拟控制系统。环境箱(1)含有可编程鼓风功能、加热功能、加湿功能、制冷功能和除湿功能。鼓风、加热以及加湿组合功能由设置在通风道(5)内的鼓风机(2)、加湿器(3)和加热器(4)组成，可形成符合试验需求的温湿循环风路。制冷功能由制冷机(6)提供，除湿功能由除湿器(7)提供。鼓风机(2)、加湿器(3)、加热器(4)、通风道(5)、制冷机(6)和除湿器(7)由可编程逻辑控制器系统控制。

进一步的，前述的太阳光照模拟控制系统包括设置在多功能环境箱(1)顶部正中面积为1600cm2的正方形耐高温隔热透明玻璃保护层(8)、可编程的光照度控制器(9)、太阳光照辐射强度测量仪(10)、电线(11)、灯罩(12)和设置在灯罩(12)内的多个氙灯(13)。

进一步的，前述的温度采集系统包括一台电子计算机(14)、温度记录仪(15)、温度传感器(17)和数据传输线(16)。

进一步的，前述的真实路面模拟系统包括多层整体路面结构试件(18)和保温隔热装置(19)。

进一步的，前述的沥青路面温度场的室内模拟测试方法，包括以下步骤：