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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 車轍試件溫度控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 車轍試件溫度控制系統(tǒng)是應(yīng)用于改善現(xiàn)行公路行業(yè)重要試驗(yàn)車轍試驗(yàn)條件，提供更符合實(shí)際路面狀況的車轍試驗(yàn)工作平臺，以期使車轍試驗(yàn)結(jié)果更有效地指導(dǎo)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，對降低瀝青路面施工造價(jià)具有重要意義。
- 詳細(xì)介紹：
- 車轍試件溫度控制系統(tǒng)是瀝青混合料車轍試驗(yàn)配套產(chǎn)品，通過模擬實(shí)際路面溫度梯度狀況，良好地克服了現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)中試件上中下無溫度差而不能準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際瀝青路面高溫抗車轍性能的缺陷。本系統(tǒng)通過在試件四周鋪設(shè)隔溫材料保證現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)機(jī)內(nèi)溫度不影響試件內(nèi)部溫度梯度的形成，并在試件底部通過自行研制的降溫系統(tǒng)使其溫度恒定，用溫度多路巡檢儀檢驗(yàn)溫度梯度的形成。利用本產(chǎn)品，可以提供能模擬實(shí)際路面溫度狀況的車轍試驗(yàn)研究平臺，使車轍試驗(yàn)結(jié)果更加有效地指導(dǎo)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，對降低瀝青路面造價(jià)有重要意義，將帶來該領(lǐng)域的巨大變革。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 在我國，隨著公路交通量的增加,重載車輛的增多及渠化交通的形成 ,許多瀝青路面都不同程度產(chǎn)生了車轍，可以說車轍是道路破壞的主要形式之一。車轍試驗(yàn)是一種模擬實(shí)際車輪荷載在瀝青路面上行走而形成車轍的室內(nèi)試驗(yàn)方法, 目的是評價(jià)瀝青混合料在規(guī)定溫度條件下抵抗塑性流動變形的能力，這其中關(guān)鍵就在于車轍試驗(yàn)條件與路面實(shí)際之間存在區(qū)別。實(shí)際路面內(nèi)溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，而在室內(nèi)做復(fù)合車轍試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，只能一次試驗(yàn)施加一個(gè)溫度，如60℃，以模擬路面高溫的情況，這時(shí)，全厚式車轍試驗(yàn)板深度范圍內(nèi)的溫度都與恒溫箱內(nèi)溫度相同即60℃，這顯然與實(shí)際路面內(nèi)溫度場分布不符，其試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際路面抗車轍性能的相關(guān)性值得懷疑。為能使試驗(yàn)結(jié)果更貼近于實(shí)際情況，對試驗(yàn)的設(shè)備、試驗(yàn)條件作出改善，以形成溫度控制。 技術(shù)關(guān)鍵：保證試件四周不受環(huán)境溫度影響的措施；保證試模底部恒溫的措施。 創(chuàng)新點(diǎn)：全厚式車轍試件四周隔溫，頂面和底面溫度可以控制，試件內(nèi)部能夠形成任意溫度梯度。 主要技術(shù)指標(biāo)：全厚式車轍試件頂面溫度在40℃-70℃可調(diào)，底面溫度在20℃-50℃可調(diào)
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 瀝青混合料車轍試驗(yàn)最早是由英國道路研究所建立的一種試驗(yàn)方法，它能較好地反映瀝青混凝土路面在車輪重復(fù)荷載作用下發(fā)生塑性流動變形(車轍)所致永久變形的累積過程，故沿用至今，也是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)中必不可少的一項(xiàng)。 在我國，車轍儀已經(jīng)得到了推廣應(yīng)用，但是實(shí)際路面工程中瀝青面層是分層鋪設(shè)，其溫度存在梯度變化。在標(biāo)準(zhǔn)車轍儀試驗(yàn)中，試件內(nèi)部溫度一般控制在60 ±1 ℃，而且處處相同，沒有考慮溫度梯度對結(jié)果的影響。而路面內(nèi)部溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，一天中不同的時(shí)間溫度場分布也不同，國內(nèi)外對路面內(nèi)溫度場分布的研究做的很多，發(fā)現(xiàn)瀝青面層深度內(nèi)最高溫度與最低溫度的差值高達(dá)7～8℃甚至達(dá)到十幾度。目前國內(nèi)外還沒有機(jī)構(gòu)或者學(xué)者針對這個(gè)問題開展儀器開發(fā)或改進(jìn)工作。 作品根據(jù)瀝青路面實(shí)際溫度梯度情況，采取措施在瀝青混合料車轍試件內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度梯度，以盡量真實(shí)地模擬瀝青路面溫度狀況，將使車轍試驗(yàn)結(jié)果更加具有實(shí)際意義和工程指導(dǎo)價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品具有很強(qiáng)的工程價(jià)值，已于2009年6月獲得安徽省交通廳科研資助，用于解決安徽省六潛高速公路的車轍問題，預(yù)期研究成果達(dá)到國際先進(jìn)水平！
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 作品采用隔熱材料使試模內(nèi)的瀝青混合料試件四周不受環(huán)境溫度的影響，頂面不做任何處理，其溫度與車轍儀內(nèi)環(huán)境溫度相同，而底面通過自行研制的降溫系統(tǒng)使其溫度恒定，這樣，在瀝青混合料試件內(nèi)就會產(chǎn)生穩(wěn)定的溫度梯度，以模擬路面實(shí)際情況。 我國的瀝青混合料設(shè)計(jì)必須經(jīng)過高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)，規(guī)范推薦的標(biāo)準(zhǔn)儀器就是車轍儀，而目前的標(biāo)準(zhǔn)車轍儀是無法在試件內(nèi)形成溫度梯度的，這造成試驗(yàn)結(jié)果與路用性能之間的脫節(jié)。利用本產(chǎn)品，可以提供能模擬實(shí)際路面溫度狀況的車轍試驗(yàn)研究平臺，使車轍試驗(yàn)結(jié)果更加有效地指導(dǎo)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，對降低瀝青路面造價(jià)有重要意義，將帶來該領(lǐng)域的巨大變革。 車轍儀已經(jīng)在公路建設(shè)管理、監(jiān)理、施工、檢測及各級公路科研院所得到廣泛應(yīng)用，本產(chǎn)品直接用于車轍儀，并且不需要用戶重新購買車轍儀，只需要在已有的車轍里放置本產(chǎn)品，就可以實(shí)現(xiàn)車轍試驗(yàn)條件的大變革，市場前景廣闊，對整個(gè)公路行業(yè)而言，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益無法估量。
同類課題研究水平概述
- 國際上常用的車轍試驗(yàn)方法有法國瀝青路面車轍儀(PRT)、漢堡輪轍設(shè)備(WTD)、佐治亞瀝青路面分析儀(APA)、旋轉(zhuǎn)輪轍儀(RLWT)。我國規(guī)范中的車轍試驗(yàn)推薦使用國產(chǎn)車轍儀。 當(dāng)前國內(nèi)外關(guān)于車轍試驗(yàn)的研究，比較多地開展瀝青混合料車轍性能的檢驗(yàn)和比較以及抗車轍材料開發(fā)，如溫度、荷載、重復(fù)作用次數(shù)等這些因素變化與車轍試驗(yàn)的影響及關(guān)系，而且試驗(yàn)都是在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)條件下開展，其研究結(jié)果與實(shí)際情況存在偏差。 標(biāo)準(zhǔn)車轍試驗(yàn)條件在試件厚度、碾壓速度、溫度等方面與瀝青路面實(shí)際有很大的區(qū)別，盡管行業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者都清楚地認(rèn)識到了這種缺陷，但并沒有從設(shè)備的角度對車轍儀加以改進(jìn)。因此，按照目前對瀝青混合料在組成設(shè)計(jì)時(shí)檢驗(yàn)其抗車轍性能的方法，可能會出現(xiàn)整體抗車轍性能不足或者不經(jīng)濟(jì)的情況（因?yàn)樵囼?yàn)條件與實(shí)際環(huán)境無法對應(yīng)），工程實(shí)踐也常常出現(xiàn)按照規(guī)范設(shè)計(jì)施工后仍然產(chǎn)生車轍的現(xiàn)象，許多單位因而提高了瀝青混合料車轍控制標(biāo)準(zhǔn)，如表面層采用SMA，甚至中面層也采用改性瀝青混合料或添加抗車轍劑等，但這種做法缺乏理論指導(dǎo)，具有一定的盲目性，在經(jīng)濟(jì)上也容易出現(xiàn)過渡投資的現(xiàn)象。 針對車轍問題，國內(nèi)外道路工作者雖然開展了多方面的研究，但在車轍試驗(yàn)方法方面還是有待更進(jìn)一步的研究，特別是我國普遍采用車轍儀來分析評價(jià)瀝青混合料的抗車轍性能，但該試驗(yàn)方法的試驗(yàn)條件與工程實(shí)際條件的對應(yīng)關(guān)系不清晰，如實(shí)際路面內(nèi)溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，而目前采用標(biāo)準(zhǔn)車轍儀開展車轍試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，只能一次試驗(yàn)施加一個(gè)溫度，如60℃，以模擬路面高溫的情況，這時(shí)，整個(gè)車轍試驗(yàn)板內(nèi)所有點(diǎn)的溫度都與恒溫箱內(nèi)溫度相同即60℃，這顯然與實(shí)際路面內(nèi)溫度場分布不符，其試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際路面抗車轍性能的相關(guān)性值得懷疑，特別是試件厚度比較大的時(shí)候，如對全厚式試件（兩層甚至三層試件）來說溫度梯度的影響愈加嚴(yán)重。
