1.一种极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:包括模型箱(1)、加载组件(2)、第一温控系统(3)、第二温控系统(4)、补水系统(5)、待测道路组件(6)、底部保温板(7)、降水系统(8)、照明系统(9)、风控系统(11)和紫外系统(12),所述底部保温板(7)安装在模型箱(1)内部的下侧,且底部保温板(7)的上侧开设有安装槽;所述第二温控系统(4)安装在安装槽内部的下侧;所述补水系统(5)安装在第二温控系统(4)的上方;所述待测道路组件(6)放置于补水系统(5)的上方;所述降水系统(8)安装在模型箱(1)内部上侧的中间位置;所述第一温控系统(3)安装在模型箱(1)内部上侧的两端;所述照明系统(9)安装在模型箱(1)内部的上侧,且照明系统(9)位于第一温控系统(3)和降水系统(8)之间;所述紫外系统(12)安装在模型箱(1)内部的上侧,且紫外系统(12)位于降水系统(8)和照明系统(9)之间;所述风控系统(11)安装在模型箱(1)内部的两侧;所述加载组件(2)安装在模型箱(1)的外侧,且加载组件(2)的末端位于待测道路组件(6)的上方;所述加载组件(2)包括安装支座(21)、动力系统(22)、固定板(23)、传动组件(24)和加载小车(25),所述安装支座(21)安装在模型箱(1)的外侧;所述动力系统(22)安装在安装支座(21)上方背离模型箱(1)的一端;所述固定板(23)安装在安装支座(21)上方靠近模型箱(1)的一端;所述加载小车(25)设置在待测道路组件(6)的上方;所述传动组件(24)的一端安装在动力系统(22)的输出端,且传动组件(24)的另一端安装在加载小车(25)上,该传动组件(24)的中间位置与固定板(23)滑动配合。
2.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:还包括福马轮(10)、电控柜和PLC控制器,所述福马轮(10)采用多个,且福马轮(10)安装在底部保温板(7)的下方四角,移动到位置后旋转福马轮(10),使实验系统固定在地面上;所述电控柜接通市电进行供电;所述PLC控制器通电运行进行系统控制。
3.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述待测道路组件(6)包括地基土(61)、路基层(62)、路面基层(63)和路面沥青层(64),所述地基土(61)放置于补水系统(5)的上方;所述路基层(62)、路面基层(63)和路面沥青层(64)布设于地基土(61)的上方,且地基土(61)、路基层(62)、路面基层(63)和路面沥青层(64)从下到上依次排列。
4.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述模型箱(1)采用不锈钢板材和有机玻璃板加工而成,留有观察窗,内衬为保温板,且模型箱(1)的四周与顶板均采用可拆卸设置,采用螺栓固定。
5.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述动力系统(22)包括外部电机、减速机、变频器和控制器;所述加载小车(25)上安装有位移传感器,且位移传感器采集加载小车(25)的运动数据并实时传输至运动控制器,从而控制外部电机转速,以控制加载小车(25)的速度,该加载小车(25)通过增加砝码来模拟不同的轴重,砝码用螺丝固定于加载小车(25)内,轴重根据实验需求调整范围为10~100kg。
6.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述第一温控系统(3)采用翅片管热交换器、高低温一体机与风冷器控制环境温度,控温范围为-30℃~60℃,控温精度为±0.1℃;所述翅片管热交换器安装于模型箱(1)的侧壁,与模型箱(1)外的高低温一体机连接,模型箱(1)内部安装温度传感器,温度控制器通过PID控制高低温一体机的加热管发热量来闭环控制模型箱内温度,翅片管热交换器后面装有风冷器,加速热量交换并使模型箱(1)内的温度更加均匀。
7.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述第二温控系统(4)通过冷浴液循环控制底板温度,控温范围为-20℃~40℃,控温精度为±0.1℃;所述补水系统(5)采用补水控温承载板模拟地下水对道路结构的补给,补水控温承载板采用三层铝合金加工而成,能使温度更快的传递到待测道路组件(6),最底层和中间层之间刻有沟槽,用于冷浴循环机的冷浴液流通,控制底板温度,中间层和上层之间刻有沟槽,用于均匀的补水,连接恒压水头控制器,提供恒压补水,三层之间大部分都是实心结构,能承受比较大的应力,每层之间均有密封圈,保证防冻液和补水的密封性。
8.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述降水系统(8)正对待测道路组件(6)的区域设置降水装置,降雨强度范围100~1500mm/h,模拟滨海环境暴雨对待测道路组件(6)的破坏;所述风控系统(11)的风速5~25m/s,模拟滨海环境台风对待测道路组件(6)的破坏;所述紫外系统(12)的紫外强度3~5级,模拟高原环境强辐射对道路结构的破坏。
9.如权利要求1所述的极端环境道路工程多功能实验系统,其特征在于:所述模型箱(1)的内部还设置有监测采集系统,且监测采集系统包括热通量传感器、温度传感器、含冰量传感器、含水量传感器、分布式光纤、高分辨线阵相机、无线传输系统,实现温、湿、力、变形的实时监测采集;配备远程监控系统,实时观测道路状态。