一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统及施工方法技术方案

一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统及施工方法，包括公路,由公路表面竖向向下设有若干钻孔；若干个无机介质热管，所述无机介质热管竖向设置在公路内的钻孔内，所述无机介质热管的吸热段伸入到公路的地层恒温层，无机介质热管的散热段位于公路的路面层和路基层；热管保护框架，所述热管保护框架由外向里依次设置保护层外壳、绝热橡胶层、导热树脂层，所述无机介质热管的散热段位于所述导热树脂层的包裹之中；所述热管保护框架的导热树脂层的上部端面在水平方向上设有保护钢板。本发明专利技术为高速公路旧路改造地温热管道路融雪系统并设计了热管散热段的保护框架，能有效的将散热段热量集中中路面，实现持续性融雪化冰。

An inorganic medium heat pipe road snow melting system and its construction method for old road reconstruction

The invention relates to a snow melting system and construction method for renovating inorganic medium heat pipe road of old highway, which comprises a highway with a number of boreholes vertically downward from the surface of the highway, and a number of inorganic medium heat pipes vertically arranged in boreholes in the highway, and the heat absorbing section of the inorganic medium heat pipe extends into the stratum constant temperature of the highway. The heat dissipation section of the inorganic medium heat pipe is located in the road surface layer and the road base; the heat pipe protection frame is arranged in turn from the outside to the inside with a protective layer shell, an insulating rubber layer and a heat conducting resin layer; the heat dissipation section of the inorganic medium heat pipe is located in the envelope of the heat conducting resin layer; and the heat pipe protection frame is arranged in turn with the protective layer shell, an insulating rubber layer and a heat conducting resin layer. The upper end face of the thermal conductive resin layer of the frame is provided with a protective steel plate in the horizontal direction. The invention provides a snow melting system for reconstructing the old ground temperature pipeline road of Expressway and designs a protective frame for the heat pipe cooling section, which can effectively concentrate the heat of the cooling section on the middle road surface and realize the continuous snow melting and ice melting.

【技术实现步骤摘要】
一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统及施工方法
本专利技术涉及一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统及施工方法。
技术介绍
截至2016年年底，我国公路总里程469.63万公里，其中高速公路里程13.1万公里，建立一个通畅的、高效的、安全的、绿色的现代化交通运输体系，是实现国家运输通道建设的有力保障。冰雪天气是导致高速公路交通事故的重要因素，特别是大范围的雨雪天气，会导致高速路网的大范围交通瘫痪，造成巨大的经济损失。雨雪天气下的高速公路表面极易形成冰雪层，汽车在路面行驶摩擦系数急剧下降，车辆可操纵性及刹车效果变差，最终导致车辆行驶途中打滑失控，酿成重大交通事故。特别是已建成运营的高速公路，在设计施工中没有考虑相应的融雪化冰的方法，一般使用融雪剂融雪。融雪剂融雪对路面带来严重的腐蚀破坏，同时融雪剂融化于水中，对周边的生态环境产生极大的危害。为了改善高速公路融雪化冰的现状，减少高速公路受到的二次腐蚀，提高已建高速公路的使用寿命，需要采用融雪化冰的新方法。
技术实现思路
针对目前用于高速公路坡路段积雪融化的热管系统在使用过程中出现的各种损坏，包括高速公路在路面时的挤压、弯扭等破坏的问题，本专利技术的目的是提供一种用于高速公路融雪的无机介质热管防压扭保护支撑框架、无机介质热管防压扭保护支撑公路融雪系统及其施工方法。为了实现上述目的，本设计采用如下方案：一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统，包括：公路,由公路表面竖向向下设有若干钻孔；若干个无机介质热管，所述无机介质热管竖向设置在公路内的钻孔内，所述无机介质热管的吸热段伸入到公路的地层恒温层，无机介质热管的散热段位于公路的路面层和路基层；热管保护框架，所述热管保护框架安装在所述钻孔的孔口，所述热管保护框架由外向里依次设置保护层外壳、绝热橡胶层、导热树脂层，所述无机介质热管的散热段位于所述导热树脂层的包裹之中；所述热管保护框架的导热树脂层的上部端面在水平方向上设有保护钢板，所述保护钢板的上表面靠接公路的路面层的上表面；所述热管保护框架的保护层外壳包括与所述钻孔的孔口配合的喇叭口以及与所述喇叭口的下口连接的同轴套管，所述保护钢板与导热树脂层的上部端面之间还设有导热橡胶层，在所述喇叭口的上口的横截面的边缘上在竖直方向设有若干第一凹槽，在所述保护钢板与所述喇叭口的上口的横截面的边缘结合部对应若干第一凹槽设有若干第一凸台，所述若干第一凹槽与所述若干第一凸台之间设置有压缩弹簧。所述保护钢板上设有若干散热翅片。一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统的施工方法，步骤如下：(1)通过发热热管的散热有效面积，计算热管的有效融雪的工作面积，确定两排热管中的间距；(2)由步骤(1)确定的公路表面地理坐标位置，在公路表面进行钻孔，孔深至公路下方的地层恒温层，深度6m-8m；(3)竖直放置所述无机介质热管于孔内，使所述无机介质热管的吸热段抵至公路下方的地层恒温层，无机介质热管的散热段处于公路的路面层和路基层；并回填混凝土固定无机介质热管，另将热管保护框架的保护层外壳的所述喇叭口下方的同轴套管套接在所述无机介质热管的散热段上，并使所述喇叭口的上口与公路的路面层靠接齐平；在保护层外壳由外及里依次填充绝热橡胶层、导热树脂层，并使导热树脂层包裹在所述无机介质热管的散热段外部；(4)在所述热管保护框架的保护层外壳的喇叭口的上口处沿路面层方向安装保护钢板，回填路基层、路面层；使保护钢板上表面靠接公路的路面层的上表面。通过，设计计算，在高速公路路面获得设计点位，并按点位打相应深度的孔，将热管垂直置入孔中，并使热管的吸热段位于地层恒温层；排尽孔中空气，回填灌浆固定热管，使热管与土壤紧密结合以保持良好的导热性；将热管保护框架位于路面路基层与路面层中，在热管保护框架上部安装保护钢板并与公路的路面层靠接齐平，保护钢板保护框架中的通过导热树脂层与无机介质热管的散热段进行热量交换，实现将路基深处地层恒温层的热量经热管传递到公路的路面层实现对路面积雪的融化，而且，为进一步避免无机介质热管遭受意外冲击，热管保护框架中所述保护钢板与导热树脂层的上部端面之间还设有导热橡胶层，同时在保护钢板与保护框架之间设置压缩弹簧，这样，可以进一步吸收来自路面对无机介质热管的冲击。有利于延长无机介质热管的寿命。本方案在施工后，可以较迅速的恢复路面的道路，使路面平整，正常通行；热管可以在冬天正常工作，理想情况下，实现保持路面温度在冰点以上，从而实现路面融雪的效果。本专利技术的采用上述技术方案的有益效果是：1.本专利技术为高速公路旧路改造中融雪化冰提供了一种可行的操作办法；2.地温热管能实现路面的主动式持续性融雪化冰；3.针对高速公路的特殊情况，设计了热管散热段的保护框架，实现了对热管的受力保护，4.设计的热管散热段框架，能有效的将散热段热量集中中路面，实现持续性融雪化冰；本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术路面使用的横剖面示意图；图2为本专利技术的热管保护框架的局部示意图；图3为本专利技术的热管保护框架的另一局部示意图；图4为图3压缩弹簧局部放大示意图；图5为本专利技术路面铺设示意图；其中，1.路面层，2.路基层，3.无机介质热管，4.地层变温层，5.地层恒温层，6.热管保护框架，7.散热段，8.绝热段，9.吸热段，10.保护钢板，11.导热树脂层，12.绝热橡胶层，13.保护层外壳，14.压缩弹簧，15.第一凹槽，16.第一凸台，17.导热橡胶层，18.同轴套管。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参考图1至图2以及图5中，提供了一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统，包括公路,由公路表面竖向向下设有若干钻孔；若干个无机介质热管3，所述无机介质热管3竖向设置在公路内的钻孔内，所述无机介质热管3的吸热段9伸入到公路的地层恒温层5，无机介质热管3的散热段7位于公路的路面层1和路基层2；无机介质热管3包括上部的散热段7，下部的吸热段9，以及位于散热段7和吸热段9之间的绝热段8，其中绝热段8处于地层变温层4中，由图1中可以看出，地层变温层4处于公路的路基层2以下，地层恒温层5之上。热管保护框架6，所述热管保护框架6安装在所述钻孔的孔口，所述热管保护框架6由外向里依次设置保护层外壳13、绝热橡胶层12、导热树脂层11，所述无机介质热管3的散热段7位于所述导热树脂层11的包裹之中；所述热管保护框架6的导热树脂层11的上部端面在水平方向上设有保护钢板10，所述保护钢板10的上表面靠接公路的路面层1的上表面；热管保护框架6的保护层外壳13包括与所述钻孔的孔口配合的喇叭口以及与所述喇叭口的下口连接的同轴套管18，同轴套管18与所述喇叭口的轴向轴线同轴。为实现对无机介质热管3的进一步保护，在图3和图4中，进一步对保护钢板10与热管保护框架6的结合提出新的设计方案，具体是在所述保护钢板10与导热树脂层11的上部端面之间还设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，包括：公路,由公路表面竖向向下设有若干钻孔；若干个无机介质热管，所述无机介质热管竖向设置在公路内的钻孔内，所述无机介质热管的吸热段伸入到公路的地层恒温层，无机介质热管的散热段位于公路的路面层和路基层；热管保护框架，所述热管保护框架安装在所述钻孔的孔口，所述热管保护框架由外向里依次设置保护层外壳、绝热橡胶层、导热树脂层，所述无机介质热管的散热段位于所述导热树脂层的包裹之中；所述热管保护框架的导热树脂层的上部端面在水平方向上设有保护钢板，所述保护钢板的上表面靠接公路的路面层的上表面。

【技术特征摘要】
2018.01.19 CN 20182008675091.一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，包括：公路,由公路表面竖向向下设有若干钻孔；若干个无机介质热管，所述无机介质热管竖向设置在公路内的钻孔内，所述无机介质热管的吸热段伸入到公路的地层恒温层，无机介质热管的散热段位于公路的路面层和路基层；热管保护框架，所述热管保护框架安装在所述钻孔的孔口，所述热管保护框架由外向里依次设置保护层外壳、绝热橡胶层、导热树脂层，所述无机介质热管的散热段位于所述导热树脂层的包裹之中；所述热管保护框架的导热树脂层的上部端面在水平方向上设有保护钢板，所述保护钢板的上表面靠接公路的路面层的上表面。2.根据权利要求1所述的一种公路旧路改造无机介质热管道路融雪系统，其特征在于，所述热管保护框架的保护层外壳包括与所述钻孔的孔口配合的喇叭口以及与所述喇叭口的下口连接的同轴套管，所述保护钢板与导热树脂层的上部端面之间还设有导热橡胶层，在所述喇叭口的上口的横截面的边缘上在竖直方向设有若干第一凹槽，在所述保护钢板与所述喇叭口的上口的横截面的边缘结合部对...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，柳尚，徐润，毕玉峰，姚晨，李琳，王甲勇，丁婷婷，马霞，
申请(专利权)人：山东省交通规划设计院，
类型：发明
国别省市：山东,37