瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于公路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)公路的高速發(fā)展，以前修建的瀝青公路，由于受交通量迅速增長(zhǎng)、車輛大型化、超載嚴(yán)重以及施工質(zhì)量等因素影響，致使瀝青路面遠(yuǎn)未達(dá)到使用年限即出現(xiàn)了裂縫、坑槽、車轍、沉陷等病害，因此急需適當(dāng)?shù)臑r青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)此加以適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)。而傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)方法是翻挖、銑刨、灌縫有病害的瀝青路面，這種方法在實(shí)施工程中不僅會(huì)污染環(huán)境，而且也會(huì)造成大量?jī)?yōu)質(zhì)的瀝青的浪費(fèi)。面對(duì)這種情況，如何采用更環(huán)保、更節(jié)約、影響小的瀝青路面養(yǎng)護(hù)方法，所以就出現(xiàn)多種養(yǎng)護(hù)方式，主要有紅外線輻射加熱、熱風(fēng)循環(huán)加熱、微波加熱等方式。其中，使用紅外線輻射加熱有病害的瀝青路面時(shí)，產(chǎn)生紅外線的裝置需要燃燒石油液化氣燃料加熱合金網(wǎng)格，當(dāng)合金網(wǎng)格的溫度到達(dá)一定程度時(shí)就會(huì)發(fā)出紅外線，進(jìn)而照射在舊瀝青路面進(jìn)行加熱，然而在此過(guò)程中能源的消耗比較大，由于紅外輻射加熱瀝青路面的技術(shù)還不成熟。
[0003]在使用紅外線輻射加熱瀝青舊路面的實(shí)施過(guò)程中，如果加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或石油液化氣進(jìn)氣量過(guò)大，因而會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量可能會(huì)使舊瀝青路面的表面溫度過(guò)高而性能退化，更嚴(yán)重的情況是表面瀝青著火而炭化變硬，致使瀝青的可再生性大大降低，不僅浪費(fèi)資源、污染環(huán)境，而且工作效率也會(huì)大大降低。所以，需要在使用紅外線輻射加熱的過(guò)程中能根據(jù)瀝青路面的材料屬性以及病害情況，通過(guò)調(diào)整石油液化氣燃?xì)獾挠昧亢凸娘L(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即空氣的進(jìn)氣量，能夠使燃?xì)庥昧亢涂諝膺M(jìn)氣量的預(yù)混合度到一定比例，或者調(diào)節(jié)紅外線發(fā)生裝置和瀝青路面的距離，點(diǎn)燃混合氣使其充分燃燒并釋放更多熱量，使其發(fā)生的紅外線輻射量在實(shí)際操作要求的范圍內(nèi)。因此，很有必要設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)一步對(duì)紅外線輻射加熱瀝青路面的技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種精確度高、模擬性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單，測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)論能對(duì)實(shí)踐起到理論指導(dǎo)作用的瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)臺(tái)框架，試驗(yàn)臺(tái)框架上設(shè)置有紅外線發(fā)生裝置，紅外線發(fā)生裝置連接有紅外線發(fā)生控制器、石油液化氣進(jìn)氣控制閥和變頻鼓風(fēng)機(jī)，石油液化氣進(jìn)氣控制閥連接至石油液化氣源，變頻鼓風(fēng)機(jī)連接空氣源，紅外線發(fā)生裝置正下端設(shè)置有用于放置瀝青試驗(yàn)塊的試驗(yàn)塊托盤，試驗(yàn)塊托盤上設(shè)置有能夠采集紅外線發(fā)生裝置紅外線輻射量的紅外輻射流傳感器，試驗(yàn)時(shí)瀝青試驗(yàn)塊內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)溫度傳感器，所述紅外輻射流傳感器和溫度傳感器均連接至數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀連接至能夠顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)。
[0007]所述試驗(yàn)臺(tái)框架上設(shè)置有升降裝置，所述試驗(yàn)塊托盤固定設(shè)置在升降裝置上，通過(guò)所述升降裝置能夠調(diào)整瀝青試驗(yàn)塊上表面和紅外線輻射面的距離。
[0008]所述試驗(yàn)塊托盤與升降裝置的臺(tái)面之間設(shè)置有隔熱水箱。
[0009]所述石油液化氣進(jìn)氣控制閥連接至石油液化氣儲(chǔ)存罐，石油液化氣儲(chǔ)存罐設(shè)置在起吊裝置上，起吊裝置上設(shè)置有能夠采集石油液化氣儲(chǔ)存罐重量數(shù)據(jù)的負(fù)荷傳感器，負(fù)荷傳感器連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0010]所述溫度傳感器通過(guò)熱電偶溫度補(bǔ)償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0011 ] 所述溫度傳感器為K型熱電偶溫度傳感器，熱電偶溫度補(bǔ)償塊為16通道的K型熱電偶溫度補(bǔ)償塊，所述試驗(yàn)塊托盤底部設(shè)置有通孔，K型熱電偶溫度傳感器的熱電偶導(dǎo)線從所述通孔中引出，并與K型熱電偶溫度補(bǔ)償塊的補(bǔ)償線相連。
[0012]所述紅外線發(fā)生裝置與試驗(yàn)臺(tái)框架之間的空隙，以及瀝青試驗(yàn)塊與試驗(yàn)塊托盤之間均設(shè)置有隔熱材料。
[0013]一種瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0014]1)將瀝青試驗(yàn)塊放置在試驗(yàn)塊托盤上，并將若干個(gè)溫度傳感器分別布置在瀝青試驗(yàn)塊的表面和內(nèi)部；
[0015]2)調(diào)節(jié)瀝青試驗(yàn)塊上表面和紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射面間的距離；
[0016]3)打開(kāi)石油液化氣進(jìn)氣控制閥至極限開(kāi)度的2/3，打開(kāi)變頻鼓風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)紅外線發(fā)生裝置對(duì)瀝青試驗(yàn)塊進(jìn)行加熱，紅外輻射流傳感器采集紅外線發(fā)生裝置紅外線輻射量，同時(shí)瀝青試驗(yàn)塊上的溫度傳感器采集瀝青試驗(yàn)塊上表面以及內(nèi)部的溫度；
[0017]4)調(diào)節(jié)石油液化氣控制閥的開(kāi)度，并在20Hz?50Hz范圍內(nèi)按梯度逐漸降低變頻鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到瀝青試驗(yàn)塊表面溫度為160°C?180°C，瀝青試驗(yàn)塊內(nèi)30?40mm深度處的溫度達(dá)到70°C?100°C時(shí)，停止加熱，記錄加熱時(shí)間以及燃?xì)庀牧?，即完成瀝青路面紅外線加熱試驗(yàn)方法。
[0018]所述的步驟1)中布置溫度傳感器時(shí)，在瀝青試驗(yàn)塊與紅外線發(fā)生裝置相對(duì)面的對(duì)角線中心上設(shè)置溫度傳感器，在對(duì)角線上沿對(duì)角線中心等間距分別布置深度為10mm、20mm、30mm和40mm的溫度傳感器，溫度傳感器通過(guò)熱電偶溫度補(bǔ)償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀。
[0019]所述步驟2)中瀝青試驗(yàn)塊上表面和紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射面的距離在10mm?20mm范圍內(nèi)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的裝置試驗(yàn)時(shí)瀝青試驗(yàn)塊放置在試驗(yàn)塊托盤里面，瀝青試驗(yàn)塊上以及內(nèi)部安裝有與連接數(shù)據(jù)采集儀相連接的若干溫度傳感器，數(shù)據(jù)采集儀與用于顯示數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)相連接，在試驗(yàn)塊托盤的邊沿上還安裝有與連接數(shù)據(jù)采集儀相連接的紅外線輻射傳感器，能夠采集紅外線輻射量，通過(guò)紅外線發(fā)生控制器控制紅外線發(fā)生裝置的開(kāi)始和停止，石油液化氣進(jìn)氣控制閥控制石油液化氣的進(jìn)氣量，變頻鼓風(fēng)機(jī)控制空氣的進(jìn)氣量，使對(duì)瀝青試驗(yàn)塊的加熱效率高，本發(fā)明的裝置模擬性強(qiáng)、易于操作，在利用紅外線輻射加熱瀝青路面時(shí)，能夠在燃?xì)饬孔钌俚那闆r下使路面達(dá)到就地?zé)嵩偕囊?，并且使工作效率達(dá)到最高。
[0021]進(jìn)一步，紅外線輻射加熱瀝青試驗(yàn)塊時(shí)，能夠根據(jù)溫度傳感器反饋的溫度信號(hào)，利用升降裝置來(lái)改變?yōu)r青試驗(yàn)塊和紅外線發(fā)生裝置之間的距離，使瀝青試驗(yàn)塊能夠達(dá)到更好的加熱效果，避免瀝青路面吸收的過(guò)多的熱量而炭化或者加熱不徹底的問(wèn)題。
[0022]更進(jìn)一步，將隔熱水箱放置在升降裝置的上面，用水管分別接隔熱水箱的進(jìn)端水和出水端口，而連接進(jìn)水端口的水管與自來(lái)水水龍頭相連，利用隔熱水箱對(duì)試驗(yàn)塊托盤進(jìn)行冷卻，避免了紅外線輻射加熱試驗(yàn)塊托盤及升降裝置，保證了整個(gè)裝置的可靠性。
[0023]進(jìn)一步，利用吊裝裝置起吊石油液化氣儲(chǔ)存罐，利用負(fù)荷傳感器采集石油液化氣儲(chǔ)存罐重量數(shù)據(jù)對(duì)傳送給數(shù)據(jù)采集儀，在試驗(yàn)時(shí)能夠精確的檢測(cè)石油液化氣的消耗量，提高試驗(yàn)測(cè)量的準(zhǔn)確性，以最少的消耗獲得最大的加熱效果，節(jié)約能源。
[0024]進(jìn)一步，紅外輻射流傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接至數(shù)據(jù)采集儀，溫度傳感器通過(guò)熱電偶溫度補(bǔ)償塊連接至數(shù)據(jù)采集儀，利用熱電偶溫度補(bǔ)償塊能夠更精確的測(cè)量試驗(yàn)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)，提高了試驗(yàn)的精度，對(duì)工程實(shí)踐具有更好的指導(dǎo)意義。
[0025]進(jìn)一步，在試驗(yàn)時(shí)，在瀝青試驗(yàn)塊和托盤周圍以及底部都鋪有隔熱材料，瀝青試驗(yàn)塊被放置在試驗(yàn)塊托盤上，防止了試驗(yàn)塊托盤的熱量傳導(dǎo)給試驗(yàn)塊，影響試驗(yàn)的精度；紅外線發(fā)生裝置周圍和試驗(yàn)框架之間的空隙利用隔熱材料塞緊，防止了熱量向上竄升，破壞設(shè)備上面的線路和通氣軟管，提高了整個(gè)裝置的可靠性和安全性。
[0026]本發(fā)明的試驗(yàn)方法利用紅外線發(fā)生控制器控制紅外線發(fā)生裝置的開(kāi)始和停止，紅外輻射流傳感器采集紅外線發(fā)生裝置的紅外線輻射量，同時(shí)瀝青試驗(yàn)塊上的溫度傳感器采集瀝青試驗(yàn)塊上表面以及內(nèi)部的溫度，石油液化氣進(jìn)氣控制閥控制石油液化氣的進(jìn)氣量，變頻鼓風(fēng)機(jī)控制空氣的進(jìn)氣量，本發(fā)明的試驗(yàn)方法模擬性強(qiáng)、易于操作，在利用紅外線輻射加熱瀝青路面時(shí)，能夠在燃?xì)饬孔钌俚那闆r下使路面達(dá)到就地?zé)嵩偕囊?，并且使工作效率達(dá)到最高。
[0027]進(jìn)一步，瀝青試驗(yàn)塊上表面中心設(shè)置溫度溫度傳感器，瀝青試驗(yàn)塊對(duì)角線上等距設(shè)置有不同深度的溫度傳感器，這樣布置溫度傳感器可以更直觀的反應(yīng)瀝青試驗(yàn)塊的溫度梯度，準(zhǔn)確反映瀝青試驗(yàn)塊的表面和內(nèi)部不同位置的溫度，使試驗(yàn)的結(jié)果具有指導(dǎo)性，提高了試驗(yàn)的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0030]圖3a是試驗(yàn)臺(tái)框架上支架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b是試驗(yàn)臺(tái)框架左支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3c是試驗(yàn)臺(tái)框架右支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3d是試驗(yàn)臺(tái)框架橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，5-1-上支架、5-2-右支撐架、5-3-前橫梁、5-4-后橫梁、5_5_左支撐架；
[0031]圖4是試驗(yàn)塊托盤的俯視不意圖；
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