防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法及集束式低溫?zé)峁艿闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種道路防凍脹技術(shù)，尤其是一種高寒地區(qū)含水路基的維護技術(shù)，具體地說是一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法及其使用的集束式低溫?zé)峁堋?br>【背景技術(shù)】
[0002]目前寒區(qū)季節(jié)性凍土路基(包括:鐵路、公路路基，輸變電塔基等)的冬季防護大多為及時將地下的熱量導(dǎo)出來散掉，防止因凍土的融化而產(chǎn)生路基的沉降，保證路基的穩(wěn)固。此時，所采用的低溫?zé)峁馨苏舭l(fā)吸熱段、絕熱段和凝結(jié)放熱段，一般將熱管的蒸發(fā)吸熱段、絕熱段插入地下一定的深度，熱管的凝結(jié)放熱段置于大氣中，例如在冬季，當大氣溫度一旦低于地下溫度時，熱管開始工作，其蒸發(fā)吸熱段吸收地下的熱量，通過管內(nèi)工質(zhì)的相變傳熱，將熱量傳至熱管的凝結(jié)放熱段散熱至大氣中，同時，氣態(tài)工質(zhì)凝結(jié)為液體并依靠重力回流至蒸發(fā)吸熱段，繼續(xù)吸熱蒸發(fā)，源源不斷地將地下的熱量導(dǎo)出來，阻止地下溫度的上升，使路基長期處于凍結(jié)狀態(tài)，有效防止了季節(jié)性凍土路基發(fā)生融沉，保證路基的穩(wěn)固。
[0003]然而，在含有一定水分的路基土壤中，當溫度低于0°C時會凍結(jié)，路基土壤隨之會發(fā)生凍脹現(xiàn)象，導(dǎo)致路基表面向上突起，或形成凍脹丘等，直接影響路基的安全，對于這種凍脹災(zāi)害，同樣需要進行防治，最大限度提升行車速度和運輸能力，確保行車安全。但至今尚未見到成功防治路基凍脹災(zāi)害的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對目前對高寒含水路基缺少行之有效的防凍脹措施而影響行車安全的問題，發(fā)明一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法，同時提供一種相應(yīng)的集束式低溫?zé)峁堋?br>[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是:
一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法，其特征是在路基中安裝能將太陽能或電能熱量傳入地基中的T型集束式太陽能低溫?zé)峁?，當環(huán)境溫度低于O攝氏度時時，在有太陽時使低溫?zé)峁苷舭l(fā)段的工質(zhì)吸收熱量后上升傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠危跊]有太陽時通過電加熱使蒸發(fā)段的工質(zhì)升溫后傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠?，由冷凝段將熱量傳入含水路基中使含水路基的溫度大于結(jié)冰溫度，釋放熱量后的工質(zhì)在重力的作用下再回到蒸發(fā)段吸收熱量，如此循環(huán)工作，使含水路基的溫度保持在結(jié)冰溫度之上從而防止路基凍脹災(zāi)害的發(fā)生。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是:
一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的集束式低溫?zé)峁?，其特征是它包括上?lián)箱3、下聯(lián)箱I和凝結(jié)放熱管4，所述的上聯(lián)箱3和下聯(lián)箱I通過多根集束管2相連通，所述的凝結(jié)放熱管4與上聯(lián)箱3相連通；所述的上聯(lián)箱3、下聯(lián)箱I及集束管2安裝在至少有一面采用透光性好的玻璃箱體9制作的保溫箱7中，保溫箱7的四周及底部加裝有保溫材料；所述的下聯(lián)箱I中安裝有輔助電加熱管6，所述的凝結(jié)放熱管4從含水路基的側(cè)面插入路基中，且保證凝結(jié)放熱管4的凝結(jié)放熱段在上，蒸發(fā)吸熱段在下布置。
[0007]所述的凝結(jié)放熱管4與上聯(lián)箱3的中部相連通。
[0008]所述的集束管2的外管徑d為25彡d彡89mm,且相鄰兩管的中心距S為1.5d彡S彡2d ;上聯(lián)箱3的容積VI，下聯(lián)箱I的容積V2滿足:V2/V1=1.0-3.5。
[0009]所述的保溫箱7的上表面朝向太陽，采用玻璃板做透光性密封。
[0010]所述的凝結(jié)放熱管4的凝結(jié)放熱段采用單支光管或直翅片管。
[0011]所述的凝結(jié)放熱管4傾斜插入路基土層中與地面的水平夾角> 5°。
[0012]本發(fā)明的太陽能加熱與輔助電加熱采取自動切換，實現(xiàn)互補、長效、不間斷加熱。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
1、采用低溫?zé)峁茏鳛楦咝鳠嵩?，其蒸發(fā)吸熱段為集束式連通管排，極大增加了太陽輻射熱的吸收面積；
2、對于間斷性陽光照射、輻射熱不足的環(huán)境條件，采用了輔助電加熱。太陽能加熱與輔助電加熱采取自動切換，實現(xiàn)互補、長效、不間斷加熱；
3、確定了凝結(jié)放熱段為單支光管或直翅片管的形式與幾何結(jié)構(gòu)，易于將其插入路基，方便現(xiàn)場施工；
4、確定了合理的傾斜安裝角度，確保熱管內(nèi)部工質(zhì)依靠重力進行自然循環(huán)，無需外加動力。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的集束式低溫?zé)峁艿慕Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是圖1的側(cè)視圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的凝結(jié)放熱管上的部分翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]實施例一。
[0019]如圖1-3所示。
[0020]一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法，它通過在路基中安裝能將太陽能或電能熱量傳入地基中的T型集束式太陽能低溫?zé)峁?，當環(huán)境溫度低于O攝氏度時時，在有太陽時使低溫?zé)峁苷舭l(fā)段的工質(zhì)吸收熱量后上升傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠危跊]有太陽時通過電加熱使蒸發(fā)段的工質(zhì)升溫后傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠?，由冷凝段將熱量傳入含水路基中使含水路基的溫度大于結(jié)冰溫度，釋放熱量后的工質(zhì)在重力的作用下再回到蒸發(fā)段吸收熱量，如此循環(huán)工作，使含水路基的溫度保持在結(jié)冰溫度之上從而防止路基凍脹災(zāi)害的發(fā)生。[0021 ] 本發(fā)明的低溫?zé)峁苤饕烧舭l(fā)吸熱段和凝結(jié)放熱段組成。其中蒸發(fā)吸熱段采用上聯(lián)箱管、下聯(lián)箱管與若干根集束管連接成連通管排呈集束式排列，并呈T字型結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其中集束管及上下聯(lián)箱形成T字形的一橫，凝結(jié)放熱管形成T字形的一豎。所述的集束管外管徑d為25彡d彡89mm，且相鄰兩管的中心距S為1.5d彡S彡2d ;其中上聯(lián)箱管容積VI，下聯(lián)箱管容積V2，V2/V1=1.0-3.5。所述的凝結(jié)放熱段可采用單支光管或直翅片管(形狀可為圖3中所示的任一種)，且與蒸發(fā)吸熱段的上聯(lián)箱管中部連通，構(gòu)成熱管中工質(zhì)蒸發(fā)與凝結(jié)的封閉循環(huán)回路。本發(fā)明利用太陽的輻射熱作為熱源，熱管的蒸發(fā)吸熱段吸收太陽的輻射熱量，將管內(nèi)工質(zhì)加熱氣化并傳輸?shù)侥Y(jié)放熱段，工質(zhì)經(jīng)凝結(jié)放熱，通過管壁和翅片將熱量導(dǎo)入路基土壤中，使其不發(fā)生或緩解凍脹現(xiàn)象，從而達到防治凍脹災(zāi)害的目的。
[0022]另外，依據(jù)當?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，在沒有足夠