專利名稱：道路環(huán)境模擬箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種道路環(huán)境模擬裝置，主要是針對(duì)汽車尾氣，溫度，紫外線和降水對(duì)道路破壞狀況的模擬試驗(yàn)箱。
背景技術(shù)：
環(huán)境模擬技術(shù)是一種新的邊緣技術(shù)，主要研究各種自然環(huán)境和誘發(fā)環(huán)境下的人工再現(xiàn)技術(shù)和在模擬環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。鋪筑好的道路處在極其復(fù)雜的自然和人工環(huán)境中，因此，環(huán)境因素對(duì)道路的使用性能、壽命和耐久性都有重要的影響。道路環(huán)境包括道路聲環(huán)境、大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和道 路景觀。本發(fā)明主要研究道路的大氣環(huán)境，即主要考慮尾氣、降水、溫度和紫外線對(duì)道路的影響。汽車尾氣是大氣污染的“元兇”，它排放的有害氣體主要有一氧化碳，碳?xì)浠衔?，氮氧化合物，二氧化硫，煙塵微粒，臭氧等，它不僅容易形成光化學(xué)煙霧，危害人類身體健康，同時(shí)也影響浙青路面的使用性能，引起道路材料的老化和壽命的縮減。降水對(duì)公路的使用性能影響較大，它不但降低路基的強(qiáng)度，對(duì)于浙青路面容易造成表面浙青的剝落，造成路面水下滲，引起路面結(jié)構(gòu)的破壞。溫度對(duì)道路的影響分高低溫，它會(huì)造成路基體得膨脹和收縮，甚至引起路基的凍脹。溫度的變化會(huì)造成浙青路面的塑性變形累積和低溫開(kāi)裂。浙青結(jié)合料的老化是影響浙青路面使用壽命的重要因素，但是目前關(guān)于道路浙青的老化研究主要集中在熱老化方面而忽略了光老化，但是自然條件下的光老化周期比較長(zhǎng)，大概在18-30個(gè)月左右，為了在短期內(nèi)模擬道路長(zhǎng)期受到的光照老化，需要把實(shí)際紫外光強(qiáng)度換算成室內(nèi)的照射時(shí)間。上述各種因素的影響，導(dǎo)致道路的耐久性以及使用壽命受到影響，但是，由于自然環(huán)境復(fù)雜，影響因素較多，對(duì)于大氣環(huán)境中的具體的影響因素，目前還沒(méi)有確切的答案，而且也沒(méi)有相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)對(duì)其進(jìn)行確定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠模擬道路實(shí)際所處的自然環(huán)境的模擬箱，其可以精確控制溫度、降水等因素，以便快速準(zhǔn)確測(cè)定道路在該環(huán)境下的道路環(huán)境模擬箱。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是它包括帶有觀察窗的箱體，在箱體的頂壁上設(shè)置有淋雨裝置和光照裝置，在箱體的側(cè)壁上設(shè)置有用于控制箱體內(nèi)氣壓的抽真空單元、用于模擬箱體的汽車尾氣排放的汽車尾氣控制單元以及用于控制箱體內(nèi)升溫或降溫的溫度控制單元，抽真空單元和汽車尾氣控制單元與箱體內(nèi)連通，在箱體的底部設(shè)置有模型固定支架和用于排出箱體內(nèi)積水的排水管。本實(shí)用新型的汽車尾氣控制單元包括分別設(shè)置在箱體兩側(cè)壁上且與箱體內(nèi)聯(lián)通的汽車尾氣進(jìn)氣管和汽車尾氣排氣管，還包括設(shè)置在箱體側(cè)壁上用于檢測(cè)汽車尾氣含量的尾氣檢測(cè)裝置，汽車尾氣排氣管距離箱底的高度大于進(jìn)氣管距離箱底的高度，汽車尾氣排氣管上設(shè)置有排氣閥門，汽車尾氣進(jìn)氣管上設(shè)置有進(jìn)氣閥門。本實(shí)用新型的汽車尾氣進(jìn)氣管的末端設(shè)置有玻璃噴嘴。本實(shí)用新型的抽真空單元包括設(shè)置在箱體上的真空表、箱體外的真空泵以及與真空泵聯(lián)接的抽氣管道，抽氣管道的另一端延伸至箱體內(nèi)。本實(shí)用新型的溫度控制單元包括設(shè)置于箱體外的溫度控制器以及分別通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器相連的加熱器、降溫裝置以及溫度傳感器，溫度傳感器設(shè)置在箱體內(nèi)。本實(shí)用新型的加熱器設(shè)置在箱體后側(cè)內(nèi)壁上。 本實(shí)用新型的降溫裝置包括設(shè)置在箱體側(cè)壁上的蒸發(fā)器和設(shè)置有箱體外的制冷機(jī)，蒸發(fā)器通過(guò)管道與制冷機(jī)聯(lián)通，制冷機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器聯(lián)接相連。本實(shí)用新型在箱體的內(nèi)側(cè)壁上還設(shè)置有能夠加速箱體內(nèi)氣體交換的風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型的淋雨裝置包括與外部進(jìn)水管聯(lián)通且設(shè)置在箱體頂壁上的噴頭以及設(shè)置在箱體底部用于排出箱體內(nèi)的水的排水管。本實(shí)用新型的光照裝置是與外部電源連接的紫外光燈泡。本實(shí)用新型的箱體為隔熱保溫箱體。本實(shí)用新型的道路環(huán)境模擬箱，其主要具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型的道路環(huán)境模擬箱，通過(guò)設(shè)置的淋雨裝置、光照裝置、抽真空單元、汽車尾氣控制單元以及溫度控制單元，能夠真實(shí)地模擬道路在降水，日照，溫度，低壓和尾氣污染的自然條件下使用性能的變化，能夠?yàn)榈缆吩O(shè)計(jì)以及材料的選擇提供科學(xué)依據(jù)。2、本實(shí)用新型在箱體內(nèi)設(shè)置風(fēng)機(jī)，能夠加速室內(nèi)的氣體交換，另外加熱器的熱氣能夠均勻的到達(dá)箱體內(nèi)各處，能夠確保箱體內(nèi)的溫度分布均勻，以保證模擬測(cè)試結(jié)果真實(shí)有效。3、本實(shí)用新型的箱體采用隔熱保溫材料，能夠降低外界溫度對(duì)箱體內(nèi)溫度的影響。4、本實(shí)用新型設(shè)置有溫度傳感器、真空表以及尾氣檢測(cè)裝置，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出箱體內(nèi)的環(huán)境因素的變化值，以便于準(zhǔn)確地確定環(huán)境因素對(duì)道路模型的性能影響。

圖I為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中的抽真空單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的道路環(huán)境模擬箱由箱體I、淋雨裝置、光照裝置3、抽真空單元、汽車尾氣控制單元、溫度控制單元聯(lián)接構(gòu)成。其中，箱體I是由隔熱保溫材料制成，在箱體I的前壁上開(kāi)設(shè)有可開(kāi)關(guān)的雙層玻璃觀察窗4，以便于觀察箱體I內(nèi)的情況，但是其需要定期的清洗，在箱體I的底部上還通過(guò)螺栓固聯(lián)有模型固定支架14，以用于盛放固定試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀榱吮M可能減小空氣阻力，模型固定支架14選擇風(fēng)阻系數(shù)較小的的材料，而且風(fēng)阻系數(shù)越小越好。在箱體I的底部還設(shè)置有排水管13，以便于將積在箱體I底部的水及時(shí)排出。淋雨裝置是由多個(gè)噴頭2構(gòu)成，噴頭2設(shè)置在箱體I內(nèi)的頂壁上，本實(shí)施例選用了4個(gè)噴頭2，與外部的進(jìn)水管聯(lián)通。光照裝置3是與外部電源連接的UV紫外光燈泡，其功率是300W，設(shè)置在箱體I內(nèi)頂壁上，根據(jù)輻射能量相等的原則，試驗(yàn)時(shí)需將室外的實(shí)際光照時(shí)間換算成室內(nèi)的短期強(qiáng)紫外光照射時(shí)間，用以模擬日光紫外線對(duì)浙青老化的影響。參見(jiàn)圖1、2，抽真空單元是由抽氣管道6、真空表5以及真空泵7聯(lián)接構(gòu)成，抽氣管道6的一端延伸至箱體I內(nèi)，另一端與箱體I外的真空泵7聯(lián)接，抽氣管道6通過(guò)抽氣閥門控制開(kāi)關(guān)，在箱體I上還設(shè)置一個(gè)真空表5,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體I內(nèi)的氣壓狀況,可以模擬低壓環(huán)境。汽車尾氣控制單元是由帶有進(jìn)氣閥門的汽車尾氣進(jìn)氣管11和帶有排氣閥門的汽 車尾氣排氣管18以及尾氣檢測(cè)裝置15聯(lián)接構(gòu)成，汽車尾氣進(jìn)氣管11設(shè)置在箱體I的右側(cè)壁上末端延伸至箱體I內(nèi)且在其末端安裝有玻璃噴嘴，保證長(zhǎng)期噴氣不結(jié)水垢、耐磨損、不變形等特點(diǎn)，通過(guò)汽車尾氣進(jìn)氣管11將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的尾氣直接導(dǎo)入箱體I內(nèi)，對(duì)應(yīng)的汽車尾氣排氣管18是設(shè)置在箱體I的左側(cè)壁上，通過(guò)排氣閥門控制開(kāi)關(guān)，其距離箱體I底部的高度略大于進(jìn)氣管11距離箱體I底部的高度，以便于進(jìn)氣管導(dǎo)入的尾氣在箱體I內(nèi)分散。尾氣檢測(cè)裝置15設(shè)置在箱體I的左側(cè)壁上，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為其含量的變化。溫度控制單元由溫度控制器12、加熱器9、蒸發(fā)器17、制冷機(jī)16、溫度傳感器10以及風(fēng)機(jī)8聯(lián)接構(gòu)成，其中溫度控制器12設(shè)置在箱體I外，加熱器9通過(guò)螺栓固定在箱體I的后壁內(nèi)側(cè)，通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器12相連，加熱器9的熱氣輸出端帶有自動(dòng)變向功能，能夠保證把熱氣流均勻的送到箱體I內(nèi)各處，能夠確保箱體I內(nèi)的溫度分布均勻；蒸發(fā)器17通過(guò)螺栓固定在箱體I的內(nèi)側(cè)壁上，通過(guò)管道與箱體I外部的制冷機(jī)16相聯(lián)通，使得制冷劑16制冷的氣流通過(guò)蒸發(fā)器17排放到箱體I內(nèi)，制冷機(jī)16通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器12相連；蒸發(fā)器17和制冷機(jī)16聯(lián)接構(gòu)成本實(shí)用新型的降溫裝置，為箱體I提供低溫環(huán)境。溫度傳感器10設(shè)置在箱體I內(nèi)側(cè)，其通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器12相連，溫度傳感器10將接收到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)傳送給溫度控制器12，溫度控制器12將檢測(cè)到的信號(hào)與事先設(shè)置的溫度信號(hào)進(jìn)行比較，判斷需要加熱或制冷，從而控制加熱器9或制冷機(jī)16的電源通斷。另外在箱體I的右側(cè)壁上還通過(guò)螺栓固定有風(fēng)機(jī)，能夠加速箱體I內(nèi)的氣流交換。本實(shí)用新型的工作原理將待測(cè)浙青試件固定在模型固定支架14上，打開(kāi)真空泵7通過(guò)抽氣管道6對(duì)箱體I進(jìn)行抽真空，通過(guò)真空表5進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)箱體I內(nèi)的氣壓，待箱體I內(nèi)達(dá)到所需氣壓時(shí)，關(guān)閉真空泵7和抽氣閥門，將待測(cè)浙青試件在箱體I內(nèi)靜置12 24小時(shí)后取出，并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，即可得出真空表5顯示的低壓條件下對(duì)浙青試件的性能影響。同理，若需要單個(gè)測(cè)定淋浴、日光或汽車尾氣的環(huán)境因素對(duì)浙青道路的性能影響，可以分別開(kāi)啟噴頭2或UV紫外光燈泡或者打開(kāi)汽車尾氣進(jìn)氣管11的進(jìn)氣閥門和排氣閥門，當(dāng)在箱體I內(nèi)淋浴一定時(shí)間或日光換算后的紫外照射時(shí)間或者汽車尾氣排放一定時(shí)間，取出待測(cè)浙青試件并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。若進(jìn)行溫度影響模擬時(shí)，先通過(guò)溫度傳感器10將箱體I內(nèi)的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送給溫度控制器12，溫度控制器12將接收到檢測(cè)的溫度信號(hào)與設(shè)定的溫度信號(hào)進(jìn)行比較，判斷需要加熱或者降溫，若需要模擬低溫環(huán)境，則溫度控制器12控制制冷機(jī)16開(kāi)始制冷，并通過(guò)蒸發(fā)器17將冷空氣傳送到箱體I內(nèi)，若需要模擬高溫環(huán)境，則溫度控制器12控制加熱器9開(kāi)始加熱，并將熱氣均勻地傳送到箱體I內(nèi)，將待測(cè)浙青試件在箱體I內(nèi)靜置到一定時(shí)間后取出，并對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，判斷高溫或者低溫環(huán)境對(duì)其性能的影響。若 需要模擬綜合環(huán)境因素對(duì)浙青試件的性能影響時(shí)，可以先進(jìn)行抽真空控制，然后開(kāi)啟淋浴、紫外照射燈，且打開(kāi)溫度控制器12進(jìn)行升溫或者降溫控制，靜置12 24小時(shí)后關(guān)閉相應(yīng)的開(kāi)關(guān)并取出浙青試件進(jìn)行性能檢測(cè)。模擬綜合環(huán)境因素時(shí)應(yīng)保證先抽真空控制氣壓后加熱，因?yàn)榧訜岷笤俪檎婵諘r(shí)，熱氣會(huì)被吸入真空泵7內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種道路環(huán)境模擬箱，其特征在于它包括帶有觀察窗(4)的箱體(1)，在箱體(I)的頂壁上設(shè)置有淋雨裝置和光照裝置(3)，在箱體(I)的側(cè)壁上設(shè)置有用于控制箱體(I)內(nèi)氣壓的抽真空單元、用于模擬箱體(I)的汽車尾氣排放的汽車尾氣控制單元以及用于控制箱體(I)內(nèi)升溫或降溫的溫度控制單元，抽真空單元和汽車尾氣控制單元與箱體(I)內(nèi)連通，在箱體(I)的底部設(shè)置有模型固定支架(14)和用于排出箱體(I)內(nèi)積水的排水管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的汽車尾氣控制單元包括分別設(shè)置在箱體(I)兩側(cè)壁上且與箱體(I)內(nèi)聯(lián)通的汽車尾氣進(jìn)氣管(11)和汽車尾氣排氣管(18)，還包括設(shè)置在箱體(I)側(cè)壁上用于檢測(cè)汽車尾氣含量的尾氣檢測(cè)裝置(15)，汽車尾氣排氣管(18)距離箱底的高度大于進(jìn)氣管(11)距離箱底的高度，汽車尾氣排氣管(18)上設(shè)置有排氣閥門，汽車尾氣進(jìn)氣管(11)上設(shè)置有進(jìn)氣閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的汽車尾氣進(jìn)氣管(11)的末端設(shè)置有玻璃噴嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的抽真空單元包括設(shè)置在箱體⑴上的真空表(5)、箱體⑴外的真空泵(7)以及與真空泵(7)聯(lián)接的抽氣管道(6);抽氣管道(6)的另一端延伸至箱體(I)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的溫度控制單元包括設(shè)置于箱體(I)外的溫度控制器(12)以及分別通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器(12)相連的加熱器(9)、降溫裝置以及溫度傳感器(10)，溫度傳感器(10)設(shè)置在箱體(I)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的加熱器(9)設(shè)置在箱體⑴后側(cè)內(nèi)壁上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的降溫裝置包括設(shè)置在箱體(I)側(cè)壁上的蒸發(fā)器(17)和設(shè)置有箱體(I)外的制冷機(jī)(16)，蒸發(fā)器(17)通過(guò)管道與制冷機(jī)(16)聯(lián)通，制冷機(jī)(16)通過(guò)導(dǎo)線與溫度控制器(12)聯(lián)接相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于在箱體(I)的內(nèi)側(cè)壁上還設(shè)置有能夠加速箱體(I)內(nèi)氣體交換的風(fēng)機(jī)(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的淋雨裝置包括與外部進(jìn)水管聯(lián)通且設(shè)置在箱體(I)頂壁上的噴頭(2)以及設(shè)置在箱體(I)底部用于排出箱體(I)內(nèi)的水的排水管(13);所述的光照裝置(3)是與外部電源連接的紫外光燈泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)所述的道路環(huán)境模擬箱，其特征在于所述的箱體(I)為隔熱保溫箱體。
專利摘要一種道路環(huán)境模擬箱，它包括帶有觀察窗的箱體，在箱體的頂壁上設(shè)置有淋雨裝置和光照裝置，在箱體的側(cè)壁上設(shè)置有用于控制箱體內(nèi)氣壓的抽真空單元、用于模擬箱體的汽車尾氣排放的汽車尾氣控制單元以及用于控制箱體內(nèi)升溫或降溫的溫度控制單元，抽真空單元和汽車尾氣控制單元與箱體內(nèi)連通，在箱體的底部設(shè)置有模型固定支架和用于排出箱體內(nèi)積水的排水管。本實(shí)用新型能夠真實(shí)地模擬道路在降水，日照，溫度，低壓和尾氣污染的自然條件下使用性能的變化，能夠?yàn)榈缆吩O(shè)計(jì)以及材料的選擇提供科學(xué)依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N17/00GK202372433SQ201120534890
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉勝林, 張久鵬, 李潔, 李蕊, 楊彤, 裴建中, 賈傳峰 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)