阅读说明：本技术 原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置及实施方法 (In-situ asphalt pavement in-situ heat regeneration heating process experimental device and implementation method ) 是由 张陈 顾海荣 燕铎 肖茹 仙凯 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置,包括加热器、路面温度传感器、底层温度传感器和埋设在加热器内部用于加热的加热电阻丝；加热器上设置有多个纵向贯通的传感器安装孔,至少可容纳一个路面温度传感器和一个底层温度传感器；路面温度传感器可穿过传感器安装孔与加热器下表面处的沥青路面表面相接触,测量沥青路面表面的温度；所述底层温度传感器可穿过传感器安装孔插入沥青路面上的预设孔内,测量沥青路面设定深度处的温度值。本实验装置为就地热再生机组施工过程中加热温度参数控制提供了依据,解决了就地热再生技术存在的工作效率低及能耗高等问题。(The invention discloses an in-situ asphalt pavement in-situ heat regeneration heating process experimental device, which comprises a heater, a pavement temperature sensor, a bottom layer temperature sensor and a heating resistance wire which is embedded in the heater and used for heating; the heater is provided with a plurality of sensor mounting holes which are longitudinally communicated and can at least accommodate a road surface temperature sensor and a bottom layer temperature sensor; the pavement temperature sensor can pass through the sensor mounting hole to contact with the surface of the asphalt pavement on the lower surface of the heater, and measures the temperature of the surface of the asphalt pavement; the bottom temperature sensor can be inserted into a preset hole in the asphalt pavement through the sensor mounting hole to measure the temperature value at the set depth of the asphalt pavement. The experimental device provides a basis for controlling the heating temperature parameter in the construction process of the in-situ heat regeneration unit, and solves the problems of low working efficiency, high energy consumption and the like in the in-situ heat regeneration technology.)

原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置及实施方法

技术领域

本发明涉及一种进行实验的方法以及装置，具体涉及一种原位沥青路面就地热再生加热过程的实验装置。

背景技术

沥青路面就地热再生技术为了解决石油资源不足，对废旧的沥青混合料直接回收利用，通过加热机加热，热铣刨机铣刨到一定深度，并添加相应的沥青再生剂和少量新的沥青混合料，通过拌合、摊铺、压实形成新的路面，由于这种方法减小了旧料的运输，极大的缩短了道路封闭时间，有很好的经济和社会效益，在世界各地开始逐步应用。

就地热再生技术的关键技术之一在于对沥青路面的加热技术，但是沥青路面加热过程温度控制也是就地热再生中的沥青路面加热技术主要技术难点，尤其是能耗高的问题，严重影响了就地热再生技术的推广应用，就地热再生机组设备多，参数调试复杂，通过一定的实验方法预先确定好就地热再生机组的加热参数对于提高工作效率及降低能耗等均具有重要意义。

发明内容

为了确定就地热再生机组的加热参数，改善解决就地热再生技术存在的工作效率低及能耗高等问题，本发明的目的在于提供一种实际工作现场模拟沥青路面就地热再生加热过程实验装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置，包括加热器、路面温度传感器、底层温度传感器和埋设在加热器内部用于加热的加热电阻丝；

加热器上设置有多个纵向贯通的传感器安装孔，至少可容纳一个路面温度传感器和一个底层温度传感器；

所述路面温度传感器可穿过传感器安装孔与加热器下表面处的沥青路面表面相接触，测量沥青路面表面的温度；

所述底层温度传感器可穿过传感器安装孔***沥青路面上的预设孔内，测量沥青路面设定深度处的温度值。

进一步地，还包括一弹簧机构，路面温度传感器置于传感器安装孔内通过所述弹簧机构压于加热器下表面处的沥青路面表面。

进一步地，加热器除下表面外的其他表面覆盖有隔热装置。

进一步地，所述加热电阻丝均匀弯曲分布埋设在加热器内部。

进一步地，用于容纳路面温度传感器的多个传感器安装孔均匀分布在加热器上的周围区域。

进一步地，用于容纳底层温度传感器的传感器安装孔分布在加热器上的中心区域。

进一步地，设置两个底层温度传感器，对称地分布在加热器的中心区域中。

进一步地，加热器下表面与沥青路面相接触的表面加热区域之间涂抹导热硅脂层。

进一步地，加热电阻丝以车载电源为动力，通过调节车载电源的输出电压调节加热电阻丝的输出功率。

一种原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置的实施方法，包括以下步骤：

S1、现场选址沥青路面进行钻孔；

S2、在加热器下表面与沥青路面的表面相接触的区域之间涂抹导热硅脂层；

S3、将加热器上的中心区域的传感器安装孔与沥青路面上预先钻的孔重合形成贯通孔，底层温度传感器穿过贯通孔伸入沥青路面预定深度的位置；

将路面温度传感器置于加热器上的周围区域的传感器安装孔内，并通过弹簧机构压于与沥青路面上表面贴合；

S4、调节程控电源输出电压，对加热器内部的加热电阻丝进行加热，保持路面温度传感器测量的沥青路面上表面温度稳定在设定值，底层温度传感器测试值达到预定值，记录全部数据；

S5、记录完成加热所需时间，根据该时间，结合加热器长度，确定施工速度；

S6、根据加热功率在完成加热所需时间内的积分，获得沥青路面所需的功率，确定加热器与沥青路面之间传热的效率，预估路面加热能耗。

本发明所达到的有益效果：

本实验装置，以车载电源为动力，采用铸造式电阻加热装置，通过调节加热电阻丝的工作电压，改变加热功率，维持加热过程中沥青路面表温度在工艺要求的设定值，直至再生深度处的温度达到要求。并记录加热过程中的加热功率曲线和沥青路面不同深度处的温度曲线，为就地热再生机组的加热参数控制提供依据。

附图说明

图1为一种原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置示意图；

图2为一种原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置实验图；

图3为一种原位沥青路面就地热再生加热过程流程图；

图中，1.加热器、2.路面温度传感器、3.底层温度传感器、4.弹簧机构、5.路面、6.加热电阻丝、71.72.传感器安装孔、8.孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体的描述本发明的优选实施例，其中附图构成本申请的一部分。

如图1和图2所示，本发明的原位沥青路面就地热再生加热过程实验装置包括加热器1、路面温度传感器2、底层温度传感器3、弹簧机构4和加热电阻丝6。

加热器1内部埋设一均匀弯曲分布的加热电阻丝6，可保持加热器1下表面的加热温度均匀，除下表面外，加热器1其他表面覆盖有隔热装置，用来保证加热器1的加热能量全部由下表面输出。

加热器1上设置有多个传感器安装孔71、72，其中，分布在加热器1周围的多个传感器安装孔71用于容纳路面温度传感器2，靠近中心点处设置的两个传感器安装孔72或仅在中心点处设置1个传感器安装孔72用于容纳底层温度传感器3。路面温度传感器2穿过传感器安装孔71并朝向沥青路面5通过弹簧机构4压紧在加热器1下表面处的沥青路面5表面，用于测量沥青路面表面的温度。底层温度传感器3可以通过传感器安装孔72***沥青路面5预先钻好的设定深度的孔8内，测量沥青路面设定深度处的温度值。本实施例中，孔8的设定深度为40mm。

控制器包括温度采集和加热功率控制两部分，温度采集部分采用路面温度传感器2和底层温度传感器3可以分别检测沥青路面表面和内部不同深度处的温度；加热功率控制部分根据采集的沥青路面表面温度，自动调节加热器电阻丝6两端的电压，改变加热输出功率，维持沥青路面表面温度为设定值。

本实验装置，以车载电源为动力，采用铸造式电阻加热装置，通过调节加热电阻丝6的工作电压，改变加热功率，维持加热过程中沥青路面表温度在工艺要求的设定值，直至再生深度处的温度达到要求。并记录加热过程中的加热功率曲线和沥青路面不同深度处的温度曲线，为就地热再生机组的加热参数控制提供依据。

加热器1尺寸为300x300x30mm的长方体结构，一般采用铸铜制成。

车载发电机：提供系统电源，输出功率≥5KW。

程控电源：输出功率≥5KW，在控制器的控制下，通过改变输出电压，来进行调节加热器1的功率输出，继而保证沥青路面表面温度为设定值。

结合图3所示，原位沥青路面就地热再生加热过程实验方法，该实验方法的步骤为：

S1、加热路面现场选址进行钻孔8；

S2、涂导热硅脂；

S3、安装加热器1；

S4、加热过程控制；

S5、记录数据；

S6、预估加热能耗。

步骤S1中，现场进行选址，钻孔8（深40mm、孔径2mm，为了减小对整体传热的影响，现场钻孔深度可以根据施工要求进行调整）；

步骤S2中，按照加热现场选址，加热器1加热面的形状，划定沥青路面表面加热区域，在沥青路面的表面加热区域与加热器1下表面之间涂抹薄层导热硅脂，减小加热器1与沥青路面之间传热的热阻；

步骤S3中，安装加热器1：将加热器1上的传感器安装孔72与沥青路面5上预先钻好的孔8重合贯通，底层温度传感器3穿过传感器安装孔72并通过钻好的孔8伸入孔内测量深度的位置（本实施例中为40mm的深度位置），将路面温度传感器2置于传感器安装孔71内，并朝向沥青路面通过弹簧机构4压紧在与沥青路面表面贴紧，将加热器1覆盖在涂抹导热硅脂位置；

步骤S4中，加热过程控制：通过控制器设定路表加热温度，调节程控电源输出电压，对加热电阻丝6进行加热，保持路面温度传感器2测量的路表温度稳定在设定值，加热至40mm深度处底层温度传感器3测试值达到预定值，记录全部数据；

步骤S5中，记录完成加热所需时间：根据该时间，结合加热器长度，可以确定施工速度；

施工速度=加热器长度/时间；

施工速度越快，加热功率越大，反之越小，可用于指导施工速度。

步骤S6中，加热能量：根据加热功率在完成加热所需时间内的积分，可以获得路面所需的功率，结合几次施工试验，确定加热器1与路面之间传热的效率，预估路面加热能耗。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。