CN102182132B - 智能控制电加热式路面除冰雪工艺 - Google Patents
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Abstract
智能控制电加热式路面除冰雪工艺。本发明涉及一种电加热式路面除冰雪工艺。以解决化学除冰雪易造成路面腐蚀及水资源污染；机械除冰雪投资大；传统的电加热耗能大问题。方案一：在沥青路面内埋置加热筋带，具体是：对路表以下5～7cm处的下承层进行处理、撒布粘层油、铺设钢筋网、加热筋带预处理、绑扎加热筋带和路面温度传感器、机械摊铺混凝土、路面养生；布置大气温度传感器和智能控温器；设定智能控温参数。方案二：在水泥路面内埋置加热筋带，具体是：对路表以下5～7cm处的下承层进行处理、铺设钢筋网、绑扎支撑件、加热筋带预处理、绑扎加热筋带和路面温度传感器、机械摊铺混凝土、路面养生；其它与方案一相同，本发明用于路面除冰雪。
Description
技术领域
本发明涉及一种电加热式路面除冰雪工艺，属于路面养护技术领域。
背景技术
亚热带地区道路冬季路表最低温度会下降到0℃左右，而海拔较高的山地路段以及受峡谷冷空气影响较大的路段路表最低温度常常能达到0℃以下。一旦有降雨或降雪天气，这些路段就极易结冰，如果没有及时得当的除冰雪措施，就会对行车安全带来极大的隐患。目前我国道路除冰雪技术主要有化学除冰雪技术、机械除冰雪技术以及物理除冰雪技术三大类。采用化学除冰雪技术易造成路面结构严重腐蚀及水资源污染；采用机械除冰雪技术，投资大且不适用于结冰厚度小于5mm的亚热带地区；采用传统的电加热技术，耗能大且能源利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，以解决采用化学除冰雪技术易造成路面结构严重腐蚀及水资源污染；采用机械除冰雪技术，投资大且不适用于结冰厚度小于5mm的亚热带地区；采用传统的电加热技术，耗能大且能源利用率低的问题。
本发明为解决上述问题采取的技术方案有两个：
方案一：本发明的智能控制电加热式路面除冰雪工艺，针对沥青路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在沥青路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新铺筑的沥青路面，用压路机碾压平整；对于旧路面加铺面层可通过铣刨方式整平或用新的沥青混凝土找平；
b、撒布粘层油：在经步骤一的a步骤处理后的下承层撒布一层粘层油；
c、铺设钢筋网：在粘层油的表面上铺设钢筋网，之后用数个钢钉将钢筋网固定在撒布有粘层油的路面上；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、固定钢筋网：用沥青封层或人工摊铺沥青混凝土整体固定钢筋网；
g、机械摊铺沥青面层，碾压成型；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在所述加热区域范围内的路段上布置智 能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
方案二：本发明的智能控制电加热式路面除冰雪工艺，针对水泥路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在水泥路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新建路面，直接将该下承层进行碾压平整密实处理；对于旧路改造路面，需先铣刨或凿除旧路面，再整平该下承层；
b、铺设钢筋网：在该平整后的路基的两侧支设模板后，在该平整后的下承层上铺设钢筋网；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成；
c、绑扎数个支撑件：将数个支撑件绑扎在钢筋网的数个节点上，用以支撑钢筋网；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、机械摊铺混凝土：用机械在钢筋网上摊铺混凝土；
g、路面养生；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在所述加热区域范围内的路段上布置智能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
本发明具有以下有益效果：(1)有效去除路面冰雪，保障行车安全：亚热带地区冬季路面冰雪厚度一般不超过5mm，采用本发明的技术方案能有效去除路表冰雪，保障行车安全。(2)智能控制：通过智能控制器控制路表面温度，实现了自动控制，节省了人力投入，能源利用率高。(3)环保无污染，不干扰交通：本发明采用了能量转化原理，将电能转化为热能，不破坏路面结构、不会对环境造成污染，加热元件(加热筋带)完全在路表以下工作，对路面正常行车无干扰。(4)运营成本低，长期投入小：本发明的技术方案虽然在建设期间一次性投入成本较大，但是在运营期间除了需要电力供应以及维护外不需要额外的人力物力投入，运营成本低，长期综合成本小。(5)本发明既可应用于新铺筑的沥青路面和旧路面，又可以应用于水泥路面的新建路面和旧路改造路面。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，针对沥青路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在沥青路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新铺筑的沥青路面，用压路机碾压平整；对于旧路面加铺面层通过铣刨方式整平或用新的沥青混凝土找平；
b、撒布粘层油：在经步骤一的a步骤处理后的下承层撒布一层粘层油(加强层间粘结)；
本实施方式中，粘层油可以为液体沥青或乳化沥青，下承层如果为沥青层，液体沥青用量为0.3L/m3～0.5L/m3，乳化沥青用量为0.3L/m3～0.6L/m3；下承层如果是水泥层，液体沥青用量为0.2L/m3～0.4L/m3，乳化沥青用量为0.3L/m3～0.6L/m3；
c、铺设钢筋网：在粘层油的表面上铺设钢筋网，之后用数个钢钉将钢筋网固定在撒布有粘层油的路面上；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成(本实施方式中采用φ16的钢筋，能满足强度要求)；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置(加热筋带的数量和间距根据加热筋带发热功率确定)，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、固定钢筋网：用沥青封层或人工摊铺沥青混凝土整体固定钢筋网；
g、机械摊铺沥青面层，碾压成型；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在所述加热区域范围内的路段上布置智能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃ 时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
具体实施方式二：本实施方式在步骤一的c中，相邻两根钢筋的间距为15cm～20cm(用以固定加热筋带)。这样既能避免钢筋网过密造成资源浪费，又能避免钢筋网过稀导致加热筋带散热不均匀，同时也有利于路面的层间结合。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式在步骤一的c中，用数个钢钉通过钢筋网的节点将钢筋网固定在撒布有粘层油的路面上，相邻两个钢钉的间距是相邻两个钢筋间距的整数倍。如此设计，可以固定钢筋网结点，以有效地将钢筋网稳定在路面上。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式在步骤一的a中，对于旧路面加铺3cm～5cm新的沥青混凝土找平面层，或用铣刨方式整平，以保证下承层平整。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，针对水泥路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在水泥路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新建路面，直接将该下承层进行碾压平整密实处理；对于旧路改造路面，需先铣刨或凿除旧路面，再整平该下承层；
b、铺设钢筋网：在该平整后的路基的两侧支设模板后，在该平整后的下承层上铺设钢筋网；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成(本实施方式中采用φ20的钢筋，能满足强度要求)；
c、绑扎数个支撑件：(综合考虑加热筋带间距以及现场情况)将数个支撑件(根据路面厚度以及加热筋带埋深要求制作支撑件)绑扎在钢筋网的数个节点上，用以支撑钢筋网；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置(加热筋带的数量和间距根据加热筋带发热功率确定)，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器(以确保数据的可靠性)，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、机械摊铺混凝土：用机械在钢筋网上摊铺混凝土(为防止对加热筋带造成损害或干扰，混凝土摊铺振捣时要谨慎进行)；
g、路面养生；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在所述加热区域范围内的路段上布置智能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温 器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
具体实施方式六：本实施方式在步骤一的b中，相邻两根钢筋的间距为15cm～20cm(根据路面尺寸及加热筋带布置的需要制作钢筋网，用以固定加热筋带)。这样既能避免钢筋网过密影响混凝土振捣，又能避免钢筋网过稀造成钢筋网承载力不足。其它步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式在步骤一的c中，支撑件的形状为“工”字形或“Z”字形(根据路面厚度以及加热筋带埋深要求制作，用以支撑钢筋网)；“工”字形支撑件的下端长度为5cm～10cm，“工”字形支撑件的上端长度为10cm～15cm；“Z”字形支撑件的下端长度为5cm～10cm，“Z”字形支撑件的上端长度为10cm～15cm。如此设计，保证支撑件上端长度有利于其与钢筋网绑扎，保证支撑件下端长度能避免其刺入基层(下承层)。其它步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：本实施方式在步骤一的c中，相邻两个支撑件(根据路面厚度以及加热筋带埋深要求制作支撑钢筋用以支撑钢筋网)的间距是相邻两个钢筋间距的3～5倍。这样既能避免因支撑件稀疏造成承载力不足，无法保证钢筋网处于理想的平面位置，同时也能避免因支撑件过密造成的材料浪费和工作量增加。其它步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式九：本实施方式在步骤一的c中，支撑件的高度为加热段路面厚度减去加热筋带的埋深，再减去一根钢筋的直径。其它步骤与具体实施方式五、七或八相同。
Claims (9)
1.一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：针对沥青路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在沥青路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新铺筑的沥青路面，用压路机碾压平整；对于旧路面加铺面层并通过铣刨方式整平或用新的沥青混凝土找平；
b、撒布粘层油：在经步骤一的a步骤处理后的下承层撒布一层粘层油；
c、铺设钢筋网：在粘层油的表面上铺设钢筋网，之后用数个钢钉将钢筋网固定在撒布有粘层油的路面上；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、固定钢筋网：用沥青封层或人工摊铺沥青混凝土整体固定钢筋网；
g、机械摊铺沥青面层，碾压成型；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在加热区域范围内的路段上布置智能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
2.根据权利要求1所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的c中，相邻两根钢筋的间距为15cm～20cm。
3.根据权利要求1所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的c中，用数个钢钉通过钢筋网的节点将钢筋网固定在撒布有粘层油的路面上，相邻两个钢钉的间距是相邻两个钢筋间距的整数倍。
4.根据权利要求1所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：步骤一的a中，对于旧路面加铺3cm～5cm新的沥青混凝土找平面层，或用铣刨方式整平，以保证下承层平整。
5.一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：针对水泥路面，所述除冰雪工艺由以下步骤完成：
一、在水泥路面内埋置加热筋带；具体埋置步骤如下：
a、对路表以下5cm～7cm处的下承层进行处理：对于新建路面，直接将该下承层进行碾压平整密实处理；对于旧路改造路面，需先铣刨或凿除旧路面，再整平该下承层；
b、铺设钢筋网：在该平整后的路基的两侧支设模板后，在该平整后的下承层上铺设钢筋网；钢筋网由数根纵横交叉的钢筋构成；
c、绑扎数个支撑件：将数个支撑件绑扎在钢筋网的数个节点上，用以支撑钢筋网；
d、加热筋带预处理：对经检查不漏电的加热筋带按回路长度要求裁剪成数段待用，每段加热筋带的两端各留出60cm长度作为电源接入线，并对每段加热筋带的两个端头进行绝缘和防水处理；
e、绑扎加热筋带和路面温度传感器：在钢筋网上绑扎数段加热筋带，数段加热筋带首尾相对并按“蛇形”排布方式设置，加热筋带的每个回路内设置两个路面温度传感器，两个路面温度传感器设置在靠近路肩30cm～50cm的位置处，每个路面温度传感器绑扎固定在钢筋网上；
f、机械摊铺混凝土：用机械在钢筋网上摊铺混凝土；
g、路面养生；
二、布置大气温度传感器和智能控温器：在加热区域范围内的路段上布置智能控温器，在智能控温器附近布置大气温度传感器，用以测定该路段的大气温度；智能控温器的两个温度信号输入端分别连接大气温度传感器和路面温度传感器的温度信号输出端，智能控温器的温度控制开关串联在加热筋带的供电回路中，智能控温器用于控制该加热区域范围内的路面温度；
三、设定智能控温参数：当该加热区域范围内的路面温度低于3℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热；或者当气温低于0℃且该加热区域范围内的路面温度低于6℃时，开启智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带通电加热；当该加热区域范围内的路面温度高于6℃时，关闭智能控温器的温度控制开关，数段加热筋带断电，停止加热。
6.根据权利要求5所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的b中，相邻两根钢筋的间距为15cm～20cm。
7.根据权利要求5所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的c中，支撑件的形状为“工”字形或“Z”字形；“工”字形支撑件的下端长度为5cm～10cm，“工”字形支撑件的上端长度为10cm～15cm；“Z”字形支撑件的下端长度为5cm～10cm，“Z”字形支撑件的上端长度为10cm～15cm。
8.根据权利要求5所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的c中，相邻两个支撑件的间距是相邻两个钢筋间距的3～5倍。
9.根据权利要求5、7或8所述的一种智能控制电加热式路面除冰雪工艺，其特征在于：在步骤一的c中，支撑件的高度为加热段路面厚度减去加热筋带的埋深，再减去一根钢筋的直径。
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Granted publication date: 20120905 |
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