大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)及施工方法?，F(xiàn)有路基通風管系統(tǒng)降溫效果有限，且夏季會將熱空氣引入，提高路基溫度，不利于凍土穩(wěn)定。本發(fā)明包含有橫縱相交并互相連通的多道通風橫管和通風縱管，位于兩側(cè)端部的通風縱管上分別連接有伸出路基橫向的進風口和出風口；進風口設置一處，其上設置有空氣抽吸設備及溫控開關(guān)；出風口沿縱向前后設置多處。本發(fā)明將冷空氣由進風口的內(nèi)置空氣抽吸設備引入，經(jīng)通風縱管、通風橫管的循環(huán)后由出風口排出，空氣在管系內(nèi)循環(huán)過程中與路基發(fā)生熱交換，進而達到降低地基溫度的效果，可僅在外界氣溫低于路基溫度時打開，避免夏季熱空氣進入，風量可控，冷卻效果明顯。
【專利說明】大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通建設【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界第三大凍土國家，超過國土面積22%的地區(qū)分布著不同厚度的多年凍土層，尤其是在青海、西藏、內(nèi)蒙、東北等地，凍土分布更為集中。近年來，隨著公路建設的不斷發(fā)展，這些地區(qū)公路里程不斷增加，由于黑色路面吸熱造成的該地區(qū)路基、路面病害問題日漸突出。尤其是伴隨著青藏高速列入國家公路規(guī)劃網(wǎng)后，如何在公路建設區(qū)，保護下伏多年凍土不融化，維持路基穩(wěn)定性，成為凍土科研人員迫切解決的難題。
[0003]為了保護多年凍土上限不退化，進而達到維持路基穩(wěn)定性目的，國內(nèi)科研工作者提出了一系列措施及方案，并在青藏公路及國道G214線進行了一些列試驗工程:例如:孫紅，葛修潤等分別對通風管路基的調(diào)溫機理，提出通風管路基，將外界冷空氣引入，但其問題在于通風管朝向一定，并不能隨風向改變，這一定程度影響了其降溫效果，且通風管路基夏季會將熱空氣引入，提高路基溫度，不利于凍土穩(wěn)定。劉志強，賴遠明等，通過在通風管路基上安裝隔熱門，一定程度緩解了夏季熱量進入路基的情況，但不能徹底解決管道與風向不能完全一致的問題。劉志強，馬巍，周國慶，牛富俊等通過采用制冷設備，模擬在路基內(nèi)埋設管道對路基進行降溫的效果，但沒有提出具體的管道布置方案，及其在路基中實際埋設方式。
[0004]隨著西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，青藏高速項目被列入國家規(guī)劃，相較于原有的青藏路，青藏高速路基路面寬度增加將近一倍，更寬的路面意味著更高的吸熱量，而更寬的路基則意味著傳統(tǒng)的通風管、片塊石等僅依靠自然風進行通風調(diào)節(jié)降溫的措施不可能完全吹透整幅路基，因此就急需一種強制性的通風措施，以保證寬幅高速公路路基降溫效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)及施工方法，最大限度的引入外界冷量，避免外界熱空氣進入路基，降溫效果更迅速，降溫幅度可控。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于:
包含有橫縱相交并互相連通的多道通風橫管和通風縱管，位于兩側(cè)端部的通風縱管上分別連接有伸出路基橫向的進風口和出風口。
[0007]通風縱管沿路基縱向兩側(cè)設置兩道，之間橫向設置小于8道通風橫管。
[0008]通風橫管和通風縱管均有多節(jié)短管組成，為PVC管、混凝土管或鋼管；
通風橫管和通風縱管通過縱橫管連接三通相連通；
通風縱管與進風口和出風口通過縱管與進、出風口連接三通相連通； 通風橫管通過橫管連接管箍相連通。
[0009]端部的通風縱管端頭設置有縱管外置堵頭。
[0010]進風口設置一處，進風口上設置有空氣抽吸設備及溫控開關(guān)；
出風口沿縱向前后設置多處。
[0011]通風橫管的內(nèi)徑不小于1cm,管壁厚度不小于1.2mm ；
通風縱管內(nèi)徑不小于20cm,管壁厚度不小于6.0mm。
[0012]進風口和出風口伸出路基長度為0.8m。
[0013]如所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)的施工方法，其特征在于:
由以下步驟實現(xiàn):
(1)當路基填筑至天然地表以上0.5-lm時，開始在路基頂面開槽，其中橫槽寬度、厚度各20cm，縱向管道寬度深度各40cm ；
(2)沿開好的橫槽、縱槽進行布管，PVC管件由預制好的管箍、三通進行連接，連接前接口處進行抹膠，連接完成后進行膠水灌縫；
(3)通風橫管布設間距為1.5m，通風縱管距離邊坡坡腳lm，進風口和出風口伸出路基長度為0.8m ；
(4)通風縱管四個管口設置外堵頭，將系統(tǒng)封閉；
(5)管道上覆蓋50cm填土，由壓路機靜壓3-5遍后方可開震動碾壓；
(6 )進風口安裝空氣抽吸設備及溫控開關(guān)，并布設太陽能充電、蓄電設備。
[0014]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明涉及的通風管系統(tǒng)為封閉系統(tǒng)，在外界氣溫較低時開啟，可有效避免高溫季節(jié)外界熱量進入，冷風循環(huán)由空氣抽吸設備驅(qū)動，通風效果更強，可以為更寬幅的路基進行制冷，且風量可控。該套系統(tǒng)原料來源廣泛，且造價低廉，管件連接便于施工操作，具有較高的可操作性及實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置圖。
[0016]圖2為本發(fā)明在路基中的布設圖。
[0017]圖中，1-通風橫管，2-通風縱管，3-縱橫管連接三通，4-縱管與進、出風口連接三通，5-橫管連接管箍，6-縱管外置堵頭，7-進風口，8-出風口，9-空氣抽吸設備及溫控開關(guān)，10-路基，11-通風系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0019]本發(fā)明涉及一種大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，埋設于路基中部，距離路基邊界lm，包含有橫縱相交并互相連通的多道通風橫管I和通風縱管2，位于兩側(cè)端部的通風縱管2上分別連接有伸出路基橫向的進風口 7和出風口 8。通風橫管I的內(nèi)徑不小于1cm,管壁厚度不小于1.2mm ;通風縱管2內(nèi)徑不小于20cm,管壁厚度不小于6.0mm。進風口 7和出風口 8伸出路基長度為0.8m。
[0020]參見圖1，通風縱管2沿路基縱向兩側(cè)設置兩道，之間橫向設置小于8道通風橫管1，避免因各橫向管風阻差異過大而引起部分管道無風，或管路過多造成橫向管內(nèi)風速過低，如四道。通風橫管I的冷卻半徑約為1.5m左右，因此通風橫管I間距不宜大于該距離，以保證即使部分管道損壞，也能在路基全幅范圍內(nèi)保證冷卻效果。通風橫管I和通風縱管2均有多節(jié)短管組成，為PVC管、混凝土管或鋼管。通風橫管I和通風縱管2通過縱橫管連接三通3相連通；通風縱管2與進風口 7和出風口 8通過縱管與進、出風口連接三通4相連通；通風橫管I通過橫管連接管箍5相連通。端部的通風縱管2端頭設置有縱管外置堵頭
6。所有三通及管箍等連接件，連接前必須涂抹防水膠，連接后接縫處再次灌膠，防止路基水份滲入橫管，影響通風效果。
[0021]進風口 7設置一處，進風口 7上設置有空氣抽吸設備及溫控開關(guān)9。出風口 8沿縱向前后設置多處?？諝獬槲O備為功率不大于10w的小功率空氣抽吸設備，利用高寒地區(qū)夜間、冷季氣溫低的特點，將冷空氣通過預設管道引入路基體內(nèi)，從而達到降低路基溫度、提升凍土上限的效果。外界冷空氣由內(nèi)置于進風口 7的空氣抽吸設備驅(qū)動，經(jīng)過通風縱管2，通風橫管I循環(huán)后，由出風口 8排出。循環(huán)過程中與路基發(fā)生熱量交換，達到冷卻路基的效果，空氣抽吸設備由溫控開關(guān)控制，僅在外界溫度低于路基溫度時打開。空氣抽吸設備的電力可由太陽能電池提供。
[0022]施工時:
(I)當路基填筑至天然地表以上0.5-lm左右時，開始在路基頂面開槽，其中橫槽寬度、厚度各20cm，縱向管道寬度深度各40cm。
[0023](2)沿開好的橫槽、縱槽進行布管，PVC管件由預制好的管箍、三通進行連接，連接前接口處進行抹膠，連接完成后進行膠水灌縫。
[0024](3)橫向管道布設間距為1.5m，縱向管道距離邊坡坡腳lm，進風管、出風管深處路基長度為0.8m。
[0025]( 4 )縱向管道四個管口設置外堵頭，將系統(tǒng)封閉。
[0026](5)管道上覆蓋50cm左右填土，由壓路機靜壓3_5遍后方可開震動碾壓。
[0027](6)進風口安裝空氣抽吸設備及溫控開關(guān)，并布設太陽能充電、蓄電設備，以保證系統(tǒng)正常工作。
[0028]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 包含有橫縱相交并互相連通的多道通風橫管(I)和通風縱管(2)，位于兩側(cè)端部的通風縱管(2)上分別連接有伸出路基橫向的進風口(7)和出風口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 通風縱管(2)沿路基縱向兩側(cè)設置兩道，之間橫向設置小于8道通風橫管(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 通風橫管(I)和通風縱管(2)均有多節(jié)短管組成，為PVC管、混凝土管或鋼管； 通風橫管(I)和通風縱管(2 )通過縱橫管連接三通(3 )相連通； 通風縱管(2)與進風口(7)和出風口(8)通過縱管與進、出風口連接三通(4)相連通； 通風橫管(I)通過橫管連接管箍(5 )相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 端部的通風縱管(2)端頭設置有縱管外置堵頭(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 進風口(7)設置一處，進風口(7)上設置有空氣抽吸設備及溫控開關(guān)(9)； 出風口(8)沿縱向前后設置多處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 通風橫管(I)的內(nèi)徑不小于1cm,管壁厚度不小于1.2mm ； 通風縱管(2)內(nèi)徑不小于20cm,管壁厚度不小于6.0mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)，其特征在于: 進風口(7)和出風口(8)伸出路基長度為0.8m。
8.如權(quán)利要求7所述的大尺度凍土路基強制彌散式冷卻通風管道系統(tǒng)的施工方法，其特征在于: 由以下步驟實現(xiàn): (1)當路基填筑至天然地表以上0.5-lm時，開始在路基頂面開槽，其中橫槽寬度、厚度各20cm，縱向管道寬度深度各40cm ； (2)沿開好的橫槽、縱槽進行布管，PVC管件由預制好的管箍、三通進行連接，連接前接口處進行抹膠，連接完成后進行膠水灌縫； (3)通風橫管布設間距為1.5m，通風縱管距離邊坡坡腳lm，進風口和出風口伸出路基長度為0.8m ； (4)通風縱管四個管口設置外堵頭，將系統(tǒng)封閉； (5)管道上覆蓋50cm填土，由壓路機靜壓3-5遍后方可開震動碾壓； (6 )進風口安裝空氣抽吸設備及溫控開關(guān)，并布設太陽能充電、蓄電設備。
【文檔編號】E01C3/06GK104480822SQ201410757858
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】陳建兵, 汪雙杰, 穆柯, 朱東鵬, 金龍, 董元宏, 袁堃, 陳冬根 申請人:中交第一公路勘察設計研究院有限公司