一種測定路面微波除冰性能的可移動式試驗裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種測定路面微波除冰性能的可移動式試驗裝置，包括試件成型裝置和可移動式微波除冰裝置；同時，提供了其使用方法，本發明專利技術的試驗裝置與試驗方法能夠優選出微波除冰性能突出的路面材料，提高道路微波除冰效率，推動道路微波除冰技術的發展。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于城市道路、機場道路和公路等的融雪除冰
，具體設及到一種 測定路面微波除冰性能的試驗裝置及試驗方法。
技術介紹
我國大部分地區的公路、城市道路和機場道路等在冬季都會受到冰雪影響。道路 的積雪結冰不僅導致交通中斷，還容易引發交通事故，帶來嚴重的經濟和生命財產損失。近 年來，由于全球氣候變暖等因素的影響，持續強降雪等極端惡劣天氣呈現不斷增加的趨勢， 而且波及和影響的范圍也越來越廣。道路積雪結冰時，路面的摩擦系數降低，使得車輛行 駛、制動困難，極易發生交通事故。對世界主要大中城市進行調查得出，因道路結冰造成的 交通事故占冬季交通事故總量的35%W上。因此，世界上地處高締度地區的各國都在研究 有效清除道路冰雪的方法。 在傳統的融雪除冰方式中，噴撒各種融雪劑等化學融冰雪法往往帶來巨大的環境 危害；人工和機械除冰雪法，速度慢，效率低，而且耗費巨大的人力物力，面對緊急情況，往 往難W應付。微波融雪除冰是一項具有環保、節能等特點的技術，利用微波除冰車可W邊行 走邊除冰，在除冰過程中，微波車發射的微波可W穿過冰層直接作用在冰層與路面的結合 部，使路面發熱、融化結合部冰層，冰層與路面隨之脫離，實現融雪除冰的目的。微波除冰技 術除冰效率高，且對清除厚冰層具有優勢，因此得到越來越多的研究和應用。不同道路路面材料對微波的吸收和發熱效率有很大的差別，直接影響微波除冰的 效率。目前尚沒有能夠直接測定路面材料微波除冰性能的試驗裝置和試驗方法，使得研究 人員只能采用間接的試驗方法對其進行估計，如利用微波直接加熱路面材料，測定路面材 料的微波發熱效率，并據此判斷路面材料的微波除冰性能。經過大量試驗研究發現該方法 存在如下缺陷：（1)微波加熱過程中，路面材料未覆蓋冰層，與實際除冰情況不符，且不同 冰層厚度覆蓋下路面材料的發熱效率有較大差別；（2)路面材料的微波發熱效率指標不能 夠為微波除冰車的發射功率、行走速度等指標提供依據。綜上所述，路面材料的微波發熱效 率與微波除冰性能是兩個不同指標，二者不能互相替代。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種路面材料微波除冰性能的試驗裝置和試驗方法，能 夠準確的測定路面材料的微波除冰性能，從而可W從提高道路微波除冰效率的角度優選出 適用于微波除冰的路面材料，并為微波除冰車的使用提供如微波發射頻率、發射功率、行駛 速度等技術參數。為實現上述目的，本專利技術的試驗裝置包括試件成型裝置和可移動式微波除冰裝 置。 所述的試件成型裝置包括四邊形底板，底板的四邊垂直設有側板，底板和側板之 間、側板和側板之間設有密封墊片，用螺絲緊固連接。側板上設有液位計。 所述可移動式微波除冰裝置包括控制系統、微波加熱系統和移動裝置。 所述的控制系統包括總電源、數據處理與控制單元、微波加熱功率控制模塊、加熱 頻率控制模塊、加熱時間控制模塊和移動速度控制模塊； 所述的總電源對整個微波除冰裝置進行供電并控制； 數據處理與控制單元包括紅外測溫儀、拉力傳感器、測速器；紅外測溫儀用于測定封閉 加熱方式下路面材料的表面溫度；拉力傳感器用于測定冰層與路面材料試件表面之間的粘 結力；測速器用于測定微波除冰裝置的行駛速度；數據處理與控制單元能夠接收和顯示采 集的信息； 加熱功率、加熱頻率、加熱時間控制模塊與微波加熱系統連接，控制微波除冰的加熱功 率大小，加熱頻率選擇和加熱時間的長短； 移動速度控制模塊與移動裝置連接，控制移動裝置的前進或后退等移動、制動及移動 速度； 所述的微波加熱系統包含不同頻率的多個磁控管、微波天線、加熱腔、散熱裝置和屏蔽 裝置； 微波加熱系統的加熱腔為兩用型，包括封閉加熱模式和開放加熱模式，封閉加熱模式 下加熱腔底板封閉，開放加熱模式下加熱腔底板為打開狀態。 所述移動裝置承載整個微波除冰性能試驗裝飾，包括橡膠輪、制動器、電動機、傳 動器和電磁屏蔽簾； 電動機與種植系統連接，能夠接受指令，通過傳動鏈條驅動橡膠輪前進或后退； 電磁屏蔽簾用W防止微波泄漏。 一種測定路面材料微波除冰性能的試驗方法，其特征在于利用上述試驗裝置，按 照W下步驟進行： (1)試件制備 ① 按照交通運輸部部頒標準《公路工程漸青及漸青混合料試驗規程》（JTGE20-2011) 中的T0703 - 2011輪娠法成型漸青混凝±試件，試件尺寸為300X300mmX40mm，試件個數 根據實際需要確定； ② 根據所要制作的除冰試件長度選擇成型底板與側板，將漸青混凝±試件放置在底板 上，依次在連接處安裝密封墊圈，利用螺絲緊固底板、側板，形成試驗槽； ③ 在試件成型槽中注水，利用液位計查看液面高度，注水液面高度由試驗覆冰厚度確 定，如覆冰厚度為h(mm),則液面高度應為h+40 (mm); ④ 將試件成型裝置放置在一i〇°c±rc的恒溫箱或恒溫室中，至結冰，應保持該裝置 水平，使冰層厚度均勻； ⑥卸下緊固的螺絲，將成型裝置側板打開，取出覆冰試件，放在恒溫箱或恒溫室中，備 用。[001引 （2)測定 ① 該試驗操作須全部在溫度可調節的溫控室中進行，將溫控室中的溫度調整至試驗溫 度，保持化； ② 將覆冰試件的下層漸青混凝±固定在地面，利用塑料或其他透波材料制成的軟繩將 表面冰層緊固并連接在力學傳感器上，將冰層向一側牽引，使牽引力達到100N，并固定； ③ 將微波除冰裝置移至覆冰試件上方，使出波口完全覆蓋試件，固定；檢查并確保電磁 屏蔽簾完全與地面接觸，W防止試驗過程中微波泄漏； ④ 在控制系統操作面板上選擇微波發熱功率、頻率參數，啟動微波除冰裝置； ⑥ 當牽引力下降至5N時，微波除冰裝置自動停止加熱，記錄此時的加熱時間T(S); ⑧ 重新取一塊覆冰試件，將其下層漸青混凝±固定在地面，利用塑料或其他透波材 料制成的軟繩將表面冰層緊固并連接在力學傳感器上，將冰層向一側牽引，使牽引力達到 100N，并固定； ⑦ 將微波除冰裝置移至覆冰試件一側，使底部出波口邊緣與試件邊緣距離0. 5m，在控 制系統操作面板上選擇微波發熱功率、頻率參數，設定微波除冰裝置的行駛速度為30/T (m/min)，啟動微波除冰裝置； ⑨ 待微波除冰裝置底部出波口完全越過覆冰試件時，使微波除冰裝置停止行駛，并關 閉微波加熱系統，查看拉力傳感器數值； ⑨如拉力傳感器最終數值大于5N，則將覆冰試件在試驗環境下靜置化，降低微波除 冰裝置的行駛速度，重復⑧~⑨；如拉力傳感器在試驗過程中變為0,則重新取一塊覆冰試 件，提高微波除冰裝置的行駛速度，重復⑧~⑨；如拉力傳感器最終數值為0~5N之間，貝U 記錄此時的行駛速度V(m/min)。[001引 （3)結果整理 路面材料的微波除冰性能W除冰時間T(S)與除冰行駛速度V(m/min)計，試驗結果 除冰時間T(S)與除冰行駛速度V(m/min)均應注明微波加熱頻率（GHz)、微波加熱功率 (kW)、試驗溫度rC)與覆冰厚度（mm)等試驗條件。通過本專利技術的試驗裝置與試驗方法測定不同路面材料的微波除冰性能，能夠反映 不同路面材料除冰性能的差異，測試結果準確、穩定、可靠，區分度高。本專利技術的試驗裝置與 試驗方法能夠優選出微波除冰性能突出的路面材料，提高道路微波除冰效率，推動道路微 波除冰技術的發展。【附圖說明】 圖1為成型裝置的結構示意圖；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測定路面微波除冰性能的可移動式試驗裝置，其特征在于，包括試件成型裝置和可移動式微波除冰裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭德棟，陳穎，李晉，許萌，王留，
申請(專利權)人：山東交通學院，
類型：發明
國別省市：山東;37