抗冻胀路基系统及路基供热方法技术方案

本发明专利技术提供了一种抗冻胀路基系统及路基供热方法，涉及铁路路基维护设备技术领域。该抗冻胀路基系统包括路基本体、散热装置以及地热能装置，散热装置嵌设于路基本体内，地热能装置设置于路基本体所在位置的地下，其用于收集地热能；散热装置与地热能装置之间设置有循环管路，循环管路中具有热媒介质，循环管路用于使地热能装置收集的热量传递至散热装置处。基于本发明专利技术的技术方案，当铁路路基的环境温度过低时，地热能装置收集地热能并通过散热装置向路基本体散热，对路基本体进行加热，以使铁路路基的温度升高，避免冻胀。避免冻胀。避免冻胀。

【技术实现步骤摘要】
抗冻胀路基系统及路基供热方法


[0001]本专利技术涉及铁路路基维护设备
，特别地涉及一种抗冻胀路基系统及路基供热方法。

技术介绍

[0002]在寒冷与严寒气候区，路基冻胀会引起铁路轨道结构不平顺，不仅增大工务部门人力、物力的消耗，还会影响线路的安全运行。因此，为了尽量避免路基冻胀病害的发生，必须采取针对性的冻胀防控措施。路基填料的温度降低至冰点温度以下会引起土中液态水变为冰，相同质量的水变为冰后体积会膨胀9％，因此温度是导致路基冻胀的关键诱因。
[0003]目前，针对路基温度的调节方法包括增大路基填料的热阻、在路基顶面铺设保温层、及在路基两侧边坡增设保温护道。CN210596837U公开了一种分布式太阳能高原铁路冻土地基加固，增大填料热阻和保温措施仅能在一定程度上削弱路基散热速率和减小冻结深度，由此来降低冻胀变形量。但是在严寒气候区，最低气温可以达到
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30℃以下，在极端严寒和酷寒天气下，即使采用了上述措施，冻结深度也会逐渐增大至有害冻结深度临界值以上，继而引发严重的冻胀病害。尤其对于高速铁路无砟轨道，当冻胀变形超出轨道扣件可调范围而无法通过扣件进行调整时，列车必须限速或停运，否则会引起列车掉道或倾覆。
[0004]针对路基的负温现象和冻胀病害，如果在极端严寒天气下也能够把路基温度保持在冰点温度以上，就能够从根本上消除冻胀病害，这对铁路的正常运营和日常工务维修作业具有重大意义。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种抗冻胀路基系统及路基供热方法，以解决铁路路基的冻胀问题。
[0006]本专利技术一方面提供一种抗冻胀路基系统，所述抗冻胀路基系统包括：
[0007]路基本体；
[0008]散热装置，所述散热装置嵌设于所述路基本体内；以及
[0009]地热能装置，所述地热能装置设置于所述路基本体所在位置的地下，其用于收集地热能；
[0010]其中，所述散热装置与地热能装置之间设置有循环管路，所述循环管路中具有热媒介质，所述循环管路用于使所述地热能装置收集的热量传递至所述散热装置处。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进：
[0012]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，所述地热能装置包括地热套管、设于所述地热套管内并作为所述循环管路的一部分的吸热管以及填充于所述地热套管和所述吸热管之间的导热物料。
[0013]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，所述散热装置包括散热套管、设于所述散热套管内并作为所述循环管路的一部分的散热管以及填充于所述散热套管和所述散热管之间
的导热物料。
[0014]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，还包括转化装置，所述转化装置包括压缩机，所述压缩机设置于所述循环管路上，所述压缩机的入口连通所述地热能装置部分的所述循环管路的出口，所述压缩机的出口连通所述散热装置部分的所述循环管路的入口。
[0015]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，所述转化装置还包括电热膜，所述电热膜贴于所述压缩机外，其用于加热所述压缩机的润滑油。
[0016]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，还包括太阳能装置，所述太阳能装置通过电缆连接所述转化装置，以向所述转化装置中的用电部件供电。
[0017]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，所述循环管路包括柔性金属管段，所述柔性金属管段设置于所述转化装置的压缩机、所述地热能装置的吸热管以及所述散热装置的散热管三者中的两两之间，且所述柔性金属输热管段的外侧包覆有保温层。
[0018]上述的抗冻胀路基系统，进一步地，所述路基本体包括由下至上依次层叠布置的地基、路基本体、基床底层、基床表层以及泡沫轻质混凝土保温层，所述散热装置设置于所述基床底层内。
[0019]本专利技术另一方面提供一种路基供热方法，包括步骤：
[0020]统计路基的历史环境数据并获取所述路基的实时环境数据；
[0021]根据所述历史环境数据选型抗冻胀路基系统以及确定安装方式；
[0022]根据所述路基的实时环境数据控制所述抗冻胀路基系统的运行模式。
[0023]上述的路基供热方法，进一步地，当温度低于第一温度阈值时，控制所述抗冻胀路基系统采用定时间歇运行模式；当温度低于第二温度阈值或者所述路基出现有害冻胀时，控制所述抗冻胀路基系统采用连续运行模式。
[0024]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
[0025]本专利技术提供的一种抗冻胀路基系统及路基供热方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：该抗冻胀路基系统中，当铁路路基的环境温度过低时，地热能装置收集地热能并通过散热装置向路基本体散热，对路基本体进行加热，以使铁路路基的温度升高，避免冻胀。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0029]图1显示了本专利技术实施例提供的抗冻胀路基系统的结构示意图；
[0030]图2显示了本专利技术实施例提供的抗冻胀路基系统的转化装置的结构示意图；
[0031]图3显示了本专利技术实施例提供的抗冻胀路基系统的地热能装置的结构示意图；
[0032]图4显示了本专利技术实施例提供的抗冻胀路基系统的散热装置的结构示意图。
[0033]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
[0034]附图标记：
[0035]100
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抗冻胀路基系统，110
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路基本体，111
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地基，112
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路基本体，113
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基床底层，114
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基床表层，115
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泡沫轻质混凝土保温层，120
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散热装置，121
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散热套管，122
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散热管，123
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节流阀，124
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第二支架，130
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太阳能装置，132
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光伏板，133
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蓄电池，134
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逆变控制器，140
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地热能装置，141
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地热套管，142
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吸热管，143
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第一支架，150
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转化装置，151
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保温壳体，152
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压缩机，153<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗冻胀路基系统，其特征在于，所述抗冻胀路基系统包括：路基本体；散热装置，所述散热装置嵌设于所述路基本体内；以及地热能装置，所述地热能装置设置于所述路基本体所在位置的地下，其用于收集地热能；其中，所述散热装置与所述地热能装置之间设置有循环管路，所述循环管路中具有热媒介质，所述循环管路用于使所述地热能装置收集的热量传递至所述散热装置处。2.根据权利要求1所述的抗冻胀路基系统，其特征在于，所述地热能装置包括地热套管、设于所述地热套管内并作为所述循环管路的一部分的吸热管以及填充于所述地热套管和所述吸热管之间的导热物料。3.根据权利要求1所述的抗冻胀路基系统，其特征在于，所述散热装置包括散热套管、设于所述散热套管内并作为所述循环管路的一部分的散热管以及填充于所述散热套管和所述散热管之间的导热物料。4.根据权利要求1至3任一项所述的抗冻胀路基系统，其特征在于，还包括转化装置，所述转化装置包括压缩机，所述压缩机设置于所述循环管路上，所述压缩机的入口连通所述地热能装置部分的所述循环管路的出口，所述压缩机的出口连通所述散热装置部分的所述循环管路的入口。5.根据权利要求4所述的抗冻胀路基系统，其特征在于，所述转化装置还包括电热膜，所述电热膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培刚，何宝华，曹晓宇，
申请(专利权)人：国能新朔准池铁路山西有限责任公司，
类型：发明
国别省市：