融雪剂穿透能力测试设备的制作方法

本实用新型属于道路工程试验设备技术领域，尤其涉及一种融雪剂穿透能力测试设备。

背景技术：

随着经济的发展，人们对于公路、航空等交通运输的要求也不断提高。然而，冰雪天气造成路面积雪、结冰，会严重影响交通安全，降低交通效率，从而给国家和个人造成巨大经济损失和安全威胁。因此，快速除冰化雪是公路、机场等部门冬季管理工作的重点。融雪剂除冰雪法具有使用便捷、事前预防性、除冰雪效率较好等优势，是目前国际上主要的除冰雪方式。目前，市售融雪剂类型繁多，使用效果良莠不齐，故有必要对其使用效果进行系统评价，为融雪剂类型的选择提供依据。

使用融雪剂的最根本的目的就是为了除冰雪，该行为一方面需要从表层逐步融化冰雪，同时也希望融雪剂能尽快穿透冰雪而到达路面表层，从而可在行车等作用下造成冰雪与路面表面的脱离和碎落，以显著提升除冰雪效率，因此，融雪剂穿透冰雪的能力就成为其使用效果的重要评价指标之一。目前国内相关规范主要有《道路除冰融雪剂》(GBT23851-2009)和《融雪剂》(DR11-161-2002)，其中并无融雪剂穿透能力测试的试验；而美国机动车工程师学会的SAE AIR 6211以及战略公路研究计划中的SHRP H-205.3，虽然建立了该试验的规范内容，但仍存在以下问题：1)冰样表面与试模齐平，且缺乏有效的冰样表面整平措施，易造成融雪剂溶液外流，同时在冰样表面添加融雪剂时容易造成分布不均；2)冰样采用扩大的顶部设计不利于扩大测试结果区分性；3)试验过程中没有与之配套使用的低温试验箱，每次读数时都需把冰样盛样板从低温试验箱取出，经常启闭低温试验箱会导致其内部产生较大温度损失，且使冰样盛样板圆孔内冰样的状态发生改变。以上不足造成该试验测试结果的不稳定性，以及横向对比测试数据的不便性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种融雪剂穿透能力测试设备，使用该设备进行融雪剂穿透能力测试具有统一性、稳定性、快捷性等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：融雪剂穿透能力测试设备，主要由低温试验箱、冰样盛样板和冰样表层处治装置组成；冰样盛样板的圆孔为等直径圆孔，低温试验箱的箱体为透明箱体。

冰样盛样板置于低温试验箱内部，冰样表层处治装置置于低温试验箱侧面。

低温试验箱的箱体为透明有机玻璃制成的长方体，箱体上方为可启闭的密封盖，密封盖与箱体之间设有密封圈；箱体两侧壁设有蒸发管，蒸发管通过连接管与设置于低温试验箱外的制冷器相连；箱体内侧底部设有放置冰样盛样板的凹槽，凹槽两侧分别设置有竖向水准管和横向水准管；箱体底部设有高度调节螺栓。

冰样盛样板为有机玻璃板，其表面均匀钻制有多个等直径圆孔。

有机玻璃板规格为长220mm×宽100mm×高60mm，其表面均匀钻制有6个直径5mm×深42mm的圆孔；有机玻璃板正立面沿圆孔的高度方向标有分度值为1mm的刻度线，刻度线的起标线位于有机玻璃板顶面以下2mm处。

冰样表层处治装置主要由处治杆、定位架以及旋转手柄组成；定位架由上下两层板组成，上下两层板上分别设有6个处治杆定位孔，处治杆位于定位孔中并通过连接件与旋转手柄相连，其中连接件与旋转手柄相连端可转动。

处治杆为铝制圆柱体，圆柱体直径4.6mm，从圆柱体底部向上2mm处存在直径6mm×高2mm的凸起。

针对目前融雪剂穿透能力测试存在的问题，发明人设计制作了一种融雪剂穿透能力测试设备，主要由低温试验箱、冰样盛样板和冰样表层处治装置组成；冰样盛样板的圆孔为等直径圆孔，低温试验箱的箱体为透明箱体。使用该设备进行融雪剂穿透能力测试具有统一性、稳定性、快捷性等特点，具体表现在：

1.统一性，提供了冰样与融雪剂试样统一的分布状态，能有效确保测试结果的稳定性和横向对比的有效性。

2.稳定性，可以在低温试验箱中连续观测，避免了试样取出对试验结果的影响。

3.快捷性，6个冰样圆孔可同时进行6次试验，而冰样表层处治装置可以一次性处理好6个冰样的表层部分，有效加快了试验的进行。

附图说明

图1是本实用新型融雪剂穿透能力测试设备的结构示意图。

图2是图1中融雪剂穿透能力测试设备的冰样表层处治装置的左视图。

图3是图2中冰样表层处治装置的俯视图。

图4是图1中融雪剂穿透能力测试设备的冰样圆孔部分的示意图。

图5是图1中融雪剂穿透能力测试设备的蒸发管结构示意图。

图6是本实用新型融雪剂穿透能力测试设备的使用方式示意图。

图中：1.冰样表层处治装置，2.箱体，3.高度调节螺栓，4.竖向水准管，5.蒸发管，6.冰样盛样板，7.圆孔，8.横向水准管，9.密封盖，10.密封圈，11.连接管，12.制冷器，13.连接管，14.定位架，15.处治杆，16.连接件，17.旋转手柄，18.刻度线。

具体实施方式

一、融雪剂穿透能力测试设备的基本结构

如图1至5所示，本实用新型融雪剂穿透能力测试设备，主要由低温试验箱、冰样盛样板和冰样表层处治装置组成，冰样盛样板置于低温试验箱内部，冰样表层处治装置置于低温试验箱侧面。

低温试验箱的箱体为透明有机玻璃制成的长方体，箱体上方为一可启闭的密封盖9，密封盖9与箱体2之间设有密封圈10；箱体2两侧壁设有蒸发管5，蒸发管5通过连接管11和连接管13与设置于低温试验箱外的制冷器12相连，箱体2内侧底部设有放置冰样盛样板6的凹槽，凹槽两侧分别设置有竖向水准管4和横向水准管8；箱体2底部设有高度调节螺栓3。

冰样盛样板6为一块长220mm×宽100mm×高60mm的有机玻璃板，其表面均匀钻制有6个直径5mm×深42mm的圆孔7；有机玻璃板正立面沿圆孔7的高度方向标有分度值为1mm的刻度线18，刻度线18的起标线位于有机玻璃板顶面以下2mm处。

冰样表层处治装置1主要由处治杆15、定位架14以及旋转手柄17组成；定位架14由上下两层板组成，上下两层板上分别设有6个处治杆定位孔，处治杆位于定位孔中并通过连接件16与旋转手柄17相连，其中连接件16与旋转手柄17相连端可转动；处治杆15为铝制圆柱体，圆柱体直径4.6mm，从圆柱体底部向上2mm处存在直径6mm×高2mm的凸起。

二、融雪剂穿透能力测试设备的使用方法

(1)清洗冰样盛样板6和处治杆17；

(2)调整支架高度调节螺栓3，使竖向水准管4和横向水准管8中的气泡居中，以使箱体2水平；

(3)将冰样盛样板6放置于箱体2内侧底部的凹槽上，使用医用注射器将去离子水注入冰样盛样板6的圆孔7中，至水充满整个圆孔7；

(4)调节制冷器12上的温度控制器使低温试验箱内部的温度为-15℃，冷冻12小时至圆孔7中的水结冰。

(5)打开低温试验箱的密封盖9，将冰样表层处治装置1放置于冰样盛样板6的上方，然后来回推动旋转手柄17使处治杆15在冰面上缓慢旋转摩擦，至磨除冰样盛样板6的圆孔7中上部2mm冰样，进而对全部冰样进行整平处治，抹除挤出的多余水分；

(6)关闭低温试验箱的密封盖9，使圆孔7中的冰样再次冰冻1h至磨平后的冰样结冰；

(7)打开低温试验箱的密封盖9，1min之内将预先配置好的融雪剂(含染色剂)注入圆孔7剩余的2mm高的空间中后关闭低温试验箱的密封盖9；

(8)每经过一定的时间间隔后透过低温试验箱读取一次融雪剂的穿透深度，直到试验结束为止。

三、融雪剂穿透能力测试设备的技术优势

(1)配置了冰样表层处治装置，其中处治杆底端的圆柱体，可在冰样盛样板的圆孔中注满水生成冰样后对6个冰样一次性进行旋转摩擦处理，以整平冰样表面的同时使冰样顶端低出冰样盛样板顶端2mm，为融雪剂的注入提供空间以致注入后不会流失，同时使融雪剂在冰样表面的分布更为均匀，同时一次性6个冰样的处理有效减少工作时间，降低了试样温度的变化幅度。

(2)冰样盛样板的圆孔为等直径，有利于增大融雪剂渗透冰样的深度，增强试验数据的区分性。

(3)设置了与冰样盛样板配套使用的透明低温试验箱，试验中可通过制冷器上的温度控制器控制其内部温度在-20～0℃之间，并且控温精度能达到±0.2℃。同时，试验过程中可直接从外部进行读数，显然这解决了每次读数时需将冰样盛样板取出又放入造成的低温试验箱内部温度损失和冰样盛样板圆孔内冰样状态发生改变等问题，能在稳定的低温环境下进行穿透深度的连续测量。