[发明专利]一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置

说明书

本发明公开了一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，包括外试验箱，内置有内试验箱；路堤模型试验箱，用于填筑路堤模型；室内空气循环控制系统，用于控制外试验箱或内试验箱的内部温度或气流流向；空气干燥控制系统，用于控制内试验箱的内部湿度；太阳光照模拟控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制光辐射量；水分补偿控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制水分含量；数据采集测试系统，埋设于路堤模型内，用于监测路堤模型内的温度、湿度、风速及热流密度。适用于大尺度的路堤蒸发散热模型的研究，受外界环境影响小、模拟因素多，可同时满足对比试验和单一试验需求，操作简单、试验结果可信度高。

技术领域

本发明属于路堤降温试验技术领域，具体涉及一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置。

背景技术

随着国家重大工程青藏公路、青藏铁路的建设和运行，同时随着经济的发展、城市化的推进，使得气候变暖，在气候和人为因素的双重作用下，使得多年冻土区的冻土层开始退化，导致青藏公路、铁路发生融沉现象。故保持冻土热稳定性是确保冻土区稳定性的关键。针对青藏高原冻土区高等级公路热稳定性要求，拟采用多孔沥青或多孔沥青混凝土路面结构改善冻土区公路路堤的热稳定性。多孔沥青路面的蒸发主要包括两部分，一是路表孔隙中的水分直接蒸发；二是路面下土体中的水分通过迁移、蒸发，再通过连贯孔隙以水汽的形式向大气逸出。开展多孔沥青路面蒸发散热效应对公路路堤及其土层热稳定性影响机理的试验和理论研究，可为青藏高原高速公路工程的科学建设提供理论支持。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，通过室内试验定量研究路堤蒸发散热机理及其对路堤降温效果的影响因素和对路堤热稳定性影响的作用机理，适用于大尺度的路堤蒸发散热模型的研究，试验结果受外界环境影响小，模拟对路堤蒸发散热影响的因素多，且可同时满足对比试验和单一试验的需求，操作简单，试验结果可信度高，借鉴性强。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种监测大尺度路堤蒸发散热降温效应的试验装置，包括：

外试验箱，内置有内试验箱；

路堤模型试验箱，用于填筑路堤模型，且位于内试验箱中；

室内空气循环控制系统，用于控制外试验箱或内试验箱的内部温度或气流流向；

空气干燥控制系统，用于控制内试验箱的内部湿度；

太阳光照模拟控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制光辐射量使路堤模型进行水分蒸发散热；

水分补偿控制系统，架设于路堤模型的上方，用于控制路堤模型的水分含量，并根据外部的补水量确定路堤模型的水分蒸发量；

数据采集测试系统，埋设于路堤模型中，用于监测路堤模型内不同位置处的温度、湿度、风速及热流密度。

优选地，室内空气循环控制系统包括位于外试验箱内的第一制冷机组和位于内试验箱内的第二制冷机组，第一制冷机组和第二制冷机组均包括至少一个制冷机且电连接有温控计算机。

优选地，空气干燥控制系统包括干燥器、湿度探头和干燥控制器，干燥控制器电连接位于内试验箱中的干燥器和湿度探头，干燥控制器还电连接有第一程控计算机。

优选地，太阳光照模拟控制系统包括模拟太阳光灯泡组、辐射测量探头和调节支架，调节支架架设于路堤模型试验箱的上方，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均悬吊于调节支架上并位于路堤模型的上方，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均至少一个并电连接有光照控制器，光照控制器电连接有第二程控计算机。

优选地，模拟太阳光灯泡组和辐射测量探头均可进行高度调节。