一种倒“T”形高效通风管路基制造技术

本实用新型专利技术涉及一种倒“Ｔ”形高效通风管路基，其结构特征是在压实的天然地表上置有压密的路基填土，路基填土内部填加水平贯通的带烟囱的通风管，通风管垂直于路基走向；烟囱垂直且高出路基顶面。本实用新型专利技术在通风管上安装烟囱，充分利用了烟囱效应，在冬季可最大限度地将热量散出，夏季通风管不工作的原理，在无风或通风不畅的条件下，有效提高管道通风路基的降温能力，实现对路基下部冻土的降温作用，提升冻土上限，解决由于季节活动层在冻融过程中产生的冻胀与融沉给路基所带来的破坏，确保冻土路基的多年稳定。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种道路的结构，尤其是一种带烟囱的管道通风路基。 其可有效地降低路基下部冻土温度，抬升冻土上限，提高冻土路基的稳定性。
技术介绍
我国多年冻土面积约占国土面积的22.4%。在全球变暖和人类活动造成 冻土退化的双重影响下，冻土融化或升温后承载力将大大地降低，严重影响 道路路基的稳定性，这就为高温、高含冰量多年冻土地区道路的修建与维护 带来极大的挑战。因此，解决好冻土问题成为确保路基多年稳定、保障道路 安全运营的关键。为了解决好冻土问题，确保多年冻土区道路的安全稳定，人们提出了管 道通风路基，即在路基堤身一定高度的位置铺设贯通、垂直于路基走向的通 风管排，用以增大路基与大气之间的对流换热强度，利用比路基土体温度低 的空气流动，带走堤身的热量，降低路基温度，达到冷却地基的目的。为了 更好地保护冻土，增强管道通风路基的降温能力，人们对其进行了不同程度 的改进，例如透壁式管道通风路基、铺设保温材料的管道通风路基以及加装 保温门的温控管道通风路基等，研究结果表明这些改进的管道通风路基在一 定程度上能够提高了管道通风路基的降温能力。但这些路基结构都是利用了 外界有风，并且风力足够大的条件，达到对路基降温的目的；而当外界无风， 或路基处于通风不畅的高温多年冻土地段则不能发挥其冷却降温的特性，尤 其在全球气候变暖的条件下确保路基稳定是相当困难的。
技术实现思路
在全球气候变暧的大背景下，为实现在青藏高原多年冻土区(尤其高源 多年冻土区)风力不足或通风不畅地段对路基下多年冻土的保护，确保路基的稳定，本技术提供一种倒"T"形高效通风管路基。其根据青藏高原四 季温差大、气温通常比地表温度低的气候特征，利用烟囱效应，通过在通风 管中部安装烟囱，加快管道通风路基内空气的流动速度，实现对下部冻土温 度的降低，抬升多年冻土上限，提高冻土路基的多年稳定性。 本技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种倒"T"形高效通风管路基，在压实的天然地表上置有填筑压密的路 基填土，路基,填土内部沿路基走向设置有水平的通风管，在通风管上设置烟 囱且贯通于通风管，烟囱垂直且高出路基顶面。上述的通风暂直径为0.2 1.0m，管与管轴线间距为2 3倍管径，并且 其轴线距天然地表为0.5 4.0m，烟囱直径为0.2 1.0m，烟囱高出路基顶面 0.2 1.5m，路基填土厚度为1.0 8.0m。这种带烟囱的管道通风路基工作原理为烟囱效应。其工作过程可描述为 在外界无风或通风不畅的条件下，当冬季外界气温较低，路基内土体温度高 于外界时，路基烟囱内出现上部温度低于下部，空气密度上大下小，在重力 和浮升力的作用下，内部热空气从烟囱排出，外界冷空气从通风管两侧流入， 空气的流动将外部"冷量"带入路基中，同时把路基中大量的热量带出，实 现对路基填土及下部天然土层的降温作用；当夏季外界温度较高，路基内土 体温度低于外'界时，烟囱内上部温度高于下部，空气密度上小下大，空气处 于相对静止状态，无对流发生，通风管不工作。本专利技术利用了烟囱效应的工 作原理，有效降低其下部冻土温度，提高冻土上限，防止冻土路基冻胀和融 沉的发生。本技术的优点与产生的有益效果是-1、本技术由于在路基通风管上安装了烟囱，充分利用了烟囱效应， 在无风或通风不畅条件下，可在冬季通过烟闺效应，最大限度地将路基中热 量散出，在夏季通风管中空气处于相对静止状态，增大了路基的热阻，起到 了阻隔外界热量的侵入，从而，实现对路基及下部冻土的降温作用，提升冻 土上限，解决由于季节活动层在冻融过程中产生的冻胀与融沉给路基所带来的破坏；2、 本技术无需任何外部动力设施，无污染，保护生态环境。并且， 通风管和烟囱由混凝土或PVC制成，可在工厂加工完成后运往现场直接安装， 对冻土不会产生大的人为扰动，可满足地形复杂造成的无风或通风不畅的高 温、高含冰量多年冻土地区工程稳定性的特殊要求；3、 本技术结构简单，主要材料为混凝土和钢筋或PVC材料，成本 低，易于施工与维护，降温效果和工程稳定性好，具有较好的应用推广前景。附图说明图1是本技术横向剖面示意图。 图2是图l纵向剖面示意图。具体实施方式以下结合附图，将对本技术再做进一步的说明。参照附图1 2， 一种倒"T"形高效通风管路基，在压实的天然地表4 上置有填筑压密的路基填土 3，路基填土 3内部沿路基走向设置有水平的通 风管2，在通风管2上设置烟囱1且贯通于通风管2，通风管2直径为1.0 m， 管与管轴线间距为2倍管径，并且其轴线距天然地表4为4.0 m，通风管2垂 直于路基走向，烟囱l直径为0.5m，烟囱l垂直且高出路基顶面1.5m，路 基填土3厚度.为4 .Om。当冬季外界气温较低时，路基通风管内空气温度高于外界，管内热空气 从烟囱排出，冷空气从通风管两侧进入，增强路基的整体导热性，从而加大 了路基自身及其下部土层热量的散失；当夏季外界温度较高时，路基通风管 内空气温度低于外界，空气处于相对静止状态，无烟囱效应。因此，实现了这种带烟囱管道ii风路基在寒季带走热量、输入冷量，而在暖季热量不宜侵入的工效，达到了积累"冷量"，保护冻土、提高冻土路基稳定性的目的。权利要求1、一种带烟囱的管道通风路基，其特征是在压实的天然地表(4)上置有填筑压密的路基填土(3)，路基填土(3)内部沿路基走向设置有水平的通风管(2)，在通风管(2)上设置烟囱(1)且贯通于通风管(2)，烟囱(1)垂直且高出路基顶面。2、 根据权利要求1所述的一种带烟囱的管道通风路基，其特征是通风管 (2)直径为0.2 L0 m，管与管轴线间距为2 3倍管径，并且其轴线距天然地表(4)为0.5 4.0m，烟囱(1)直径为0.2 1.0m，烟囱(1)高出路 基顶面0.2 1.5m，路基填土 (3)厚度为1.0 8.0m。专利摘要本技术涉及一种倒“T”形高效通风管路基，其结构特征是在压实的天然地表上置有压密的路基填土，路基填土内部填加水平贯通的带烟囱的通风管，通风管垂直于路基走向；烟囱垂直且高出路基顶面。本技术在通风管上安装烟囱，充分利用了烟囱效应，在冬季可最大限度地将热量散出，夏季通风管不工作的原理，在无风或通风不畅的条件下，有效提高管道通风路基的降温能力，实现对路基下部冻土的降温作用，提升冻土上限，解决由于季节活动层在冻融过程中产生的冻胀与融沉给路基所带来的破坏，确保冻土路基的多年稳定。文档编号E01C3/06GK201221044SQ200820029368公开日2009年4月15日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日专利技术者张明义, 董元宏, 赖远明 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带烟囱的管道通风路基，其特征是在压实的天然地表（４）上置有填筑压密的路基填土（３），路基填土（３）内部沿路基走向设置有水平的通风管（２），在通风管（２）上设置烟囱（１）且贯通于通风管（２），烟囱（１）垂直且高出路基顶面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖远明，张明义，董元宏，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]