Ogfc混合料对汽车尾气降解效果的评价装置及评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路材料工程技术领域，涉及沥青混合料对汽车尾气降解效果的评价 技术，尤其涉及一种OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置及评价方法。
【背景技术】
[0002] 随着交通运输行业的快速发展，机动车的应用给人们带来极大的交通便利，但是， 汽车尾气的排放却严重破坏着自然环境和生态环境，同时也给人类的身心健康带来危害。 汽车尾气中含有一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物（HC)、氮氧化合物（主要为NO)等，这些物 质的危害性极大。为解决汽车尾气排放对环境和人类带来的严重问题，人们在全球范围内 展开了对汽车尾气净化技术的研宄。近年来，人们考虑到机动车的载体通常为沥青路面，因 此将具有催化分解有害气体的纳米TiO 2应用于沥青混合料中，对汽车尾气进行降解。
[0003] 谭忆秋等人在《可降解汽车尾气材料在沥青路面中的应用性能评价》（中国公路学 报，2010年11月，第23卷，第6期，第21-27页）中研宄了将催化材料TiO 2以涂覆和掺入 两种添加方式应用于沥青混合料中形成可降解汽车尾气的沥青路面，并提出一套评价降解 能力的方法。但是该评价方法和试验设备只适用于评价普通沥青混合料对汽车尾气的降解 效果，而对于开级配抗滑磨耗层却无法适用。
[0004] 开级配抗滑磨耗层（Open Graded Friction Course，简称0GFC)具有较大的空隙 率（一般为18-25% )，因此OGFC路面与外界空气接触的表面积比较大，同时具有排水、抗 滑、降噪、防眩光等功能。若在OGFC混合料中添加光催化材料TiO 2，可实现其对汽车尾气的 降解功能，因此有必要开发一种添加1102的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置 及评价方法。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种OGFC混合料对汽车尾气降解效 果的评价装置及评价方法，其目的是：基于该评价装置，结合光照、车辙板试件和汽车尾气 分析仪等模拟添加光催化材料（主要是纳米TiO 2)的OGFC混合料对汽车尾气的降解过程， 并基于该评价方法，评价添加光催化材料（主要是纳米TiO2)的OGFC混合料对汽车尾气的 降解效果，提出评价指标。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种OGFC混合料对汽车尾气降解效 果的评价装置，包括密闭容器、汽车发动机、汽车尾气分析仪和车辙板试件，所述密闭容器 与所述汽车发动机和所述汽车尾气分析仪连接，所述车辙板试件设置于所述密闭容器中， 还包括供风装置，所述供风装置设置于所述密闭容器中。
[0007] 密闭容器为圆柱形，其尺寸可根据实际模拟情况选择，优选的是，密闭容器的直径 为500mm、高度为500mm。密闭容器可由任何材料制作，优选的是有机玻璃，其质量轻，便于 搬运、拆装，而且透明，便于观察内部情况，而且可以接受自然光的照射。汽车发动机为汽油 发动机、柴油发动机、电动汽车电动机或者混合动力等。
[0008] 优选的是，还包括容器盖，所述容器盖设置于所述密闭容器的开口端。
[0009] 在上述任一方案中优选的是，所述容器盖与所述密闭容器之间通过紧固件连接。
[0010] 在上述任一方案中优选的是，所述容器盖与所述密闭容器之间设置密封圈。
[0011] 在上述任一方案中优选的是，所述容器盖的中心设置电线插孔，所述电线插孔内 设置密封圈。电线插孔用于将紫外线灯管和供风装置的电线引出至密闭容器外部。
[0012] 在上述任一方案中优选的是，所述容器盖上设置两个探头插孔，所述两个探头插 孔内均设置密封圈。
[0013] 在上述任一方案中优选的是，所述两个探头插孔与所述电线插孔在同一直径上， 且两个探头插孔与电线插孔的距离均为（2/3) R，其中R为容器盖的半径。
[0014] 容器盖与密闭容器之间设置密封圈，且通过紧固件连接，而且在电线插孔、探头插 孔、进气阀门、排气阀门和控制阀门等部位设置密封圈、密封垫片或者密封塞，使整个密闭 容器具有良好的密封性。
[0015] 在上述任一方案中优选的是，所述容器盖的下方悬挂紫外线灯管。
[0016] 在上述任一方案中优选的是，所述紫外线灯管悬挂在两个探头插孔之间的区域。
[0017] 在上述任一方案中优选的是，所述紫外线灯管的数量至少为三个。紫外线灯管的 数量不同，产生的光照强度也不同，通过控制紫外线灯管的数量模拟不同光照条件下OGFC 混合料对汽车尾气的降解过程。优选的是，紫外线灯管的数量为五个。灯管的功率为5W。
[0018] 在上述任一方案中优选的是，所述紫外线灯管的上方设置灯罩，使灯光聚集，且向 下方照射。可在每个紫外线灯管的上方设置灯罩，也可在所有紫外线灯管的上方设置一个 较大的灯罩。
[0019] 在上述任一方案中优选的是，所述密闭容器的底部设置试件支架。
[0020] 在上述任一方案中优选的是，所述车辙板试件设置于所述试件支架上。
[0021] 在上述任一方案中优选的是，所述车辙板试件与紫外线灯管之间的垂直距离为 200-300_。在该距离范围内，模拟环境与真实路面环境相符合，光照可充分照射在车辙板 试件上，且TiO 2可将密闭容器中的尾气分解为碳酸盐和硝酸盐，从而降解尾气中的有害物 质。
[0022] 在上述任一方案中优选的是，所述汽车尾气分析仪与采样探头之间设置采样 气管。本发明的采样气管较短，能够收集到满足测试要求的气体量即可，优选的长度为 100-500mm。采样探头采集气体，气体经过采样气管进入汽车尾气分析仪进行浓度测试，若 采样气管较短，则需要采集的气体也较少，只需从密闭容器中抽取较少的气体即可满足测 试要求，且结果准确，而且不影响密闭容器中气体的变化，使车辙板试件对气体的降解过程 保持稳定均衡，确保评价结果的准确性和可靠性。
[0023] 在上述任一方案中优选的是，所述采样探头插入探头插孔内，并伸入车辙板试件 与紫外线灯管之间的区域，以充分收集到均匀的气体，确保评价结果准确、可靠。
[0024] 在上述任一方案中优选的是，所述密闭容器一侧的下方设置排气阀门。
[0025] 在上述任一方案中优选的是，所述密闭容器另一侧的中间部位设置进气阀门。
[0026] 在上述任一方案中优选的是，所述进气阀门与所述汽车发动机之间设置排气管。 排气管可选用金属软管，要求具有良好的耐高温性能。排气管长度为1米。
[0027] 在上述任一方案中优选的是，所述排气管上设置控制阀门。
[0028] 在上述任一方案中优选的是，所述供风装置的数量至少为两个。供风装置产生风， 使密闭容器和OGFC混合料中的气体均匀分布，且避免密闭容器中的气体出现分层现象。供 风装置可选择风扇、吹风机等。
[0029] 在上述任一方案中优选的是，所述供风装置均匀地设置于所述密闭容器的下方。
[0030] 在上述任一方案中优选的是，所述车辙板试件由添加光催化材料的OGFC混合料 制备而成。
[0031] 在上述任一方案中优选的是，所述光催化材料为Ti02。
[0032] 本发明的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其结构简单、操作方便、 经济实用，可通过控制紫外线灯管的数量模拟不同光照条件下OGFC混合料对汽车尾气的 降解过程。
[0033] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可采用上述任一评价装置的 OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价方法，按照先后顺序包括以下步骤：
[0034] 步骤一：车辙板试件的制备；
[0035] 步骤二：汽车尾气的产生；
[0036] 步骤三：路面降解汽车尾气的模拟及汽车尾气中各气体浓度的测试；
[0037] 步骤四：数据处理；
[0038] 所述车辙板试件由添加光催化材料的OGFC混合料制备而成，所述OGFC混合料对 汽车尾气降解效果的评价指标为降解率。
[0039] 优选的是，所述降解率为气体初始浓度与稳定后浓度之差，再与初始浓度之比的 百分数，降解率
【主权项】
1. 一种OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，包括密闭容器、汽车发动机、汽 车尾气分析仪和车辙板试件，所述密闭容器与所述汽车发动机和所述汽车尾气分析仪连 接，所述车辙板试件设置于所述密闭容器中，其特征在于：还包括供风装置，所述供风装置 设置于所述密闭容器中。
2. 如权利要求1所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在于：还 包括容器盖，所述容器盖设置于所述密闭容器的开口端。
3. 如权利要求2所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在于：所 述容器盖与所述密闭容器之间通过紧固件连接。
4. 如权利要求2或3所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在 于：所述容器盖与所述密闭容器之间设置密封圈。
5. 如权利要求4所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在于：所 述容器盖的中心设置电线插孔，所述电线插孔内设置密封圈。
6. 如权利要求5所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在于：所 述容器盖上设置两个探头插孔，所述两个探头插孔内均设置密封圈。
7. 如权利要求6所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，其特征在于： 所述两个探头插孔与所述电线插孔在同一直径上，且两个探头插孔与电线插孔的距离均为 (2/3) R，其中R为容器盖的半径。
8. -种OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价方法，按照先后顺序包括以下步骤： 步骤一：车辙板试件的制备； 步骤二：汽车尾气的产生； 步骤三：路面降解汽车尾气的模拟及汽车尾气中各气体浓度的测试； 步骤四：数据处理； 其特征在于：所述车辙板试件由添加光催化材料的OGFC混合料制备而成，所述OGFC混 合料对汽车尾气降解效果的评价指标为降解率。
9. 如权利要求8所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价方法，其特征在于：所 述降解率为气体初始浓度与稳定后浓度之差，再与初始浓度之比的百分数。
10. 如权利要求8所述的OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价方法，其特征在于： 所述光催化材料为TiO2。
【专利摘要】本发明公开了一种OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价装置，包括密闭容器、汽车发动机、汽车尾气分析仪、车辙板试件和供风装置，所述供风装置设置于密闭容器中。本发明还公开了一种评价方法，按照先后顺序包括以下步骤：车辙板试件的制备；汽车尾气的产生；路面降解汽车尾气的模拟及汽车尾气中各气体浓度的测试；数据处理。所述车辙板试件由添加光催化材料的OGFC混合料制备而成，所述OGFC混合料对汽车尾气降解效果的评价指标为降解率。该评价装置可通过控制紫外线灯管的数量模拟不同光照条件下OGFC混合料对汽车尾气的降解过程。该评价方法准确可靠，与真实路面对汽车尾气的降解情况相符合。
【IPC分类】G01N31-10
【公开号】CN104807950
【申请号】CN201510192516
【发明人】徐世法, 索智, 许鹰, 柳浩 , 张涛, 汪京, 王晓晓
【申请人】北京建筑大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日