CN108611949A - 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构 - Google Patents

一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构 Download PDF

Info

Publication number
CN108611949A
CN108611949A CN201611125638.3A CN201611125638A CN108611949A CN 108611949 A CN108611949 A CN 108611949A CN 201611125638 A CN201611125638 A CN 201611125638A CN 108611949 A CN108611949 A CN 108611949A
Authority
CN
China
Prior art keywords
road surface
umbrella
heat
cooling structure
battle array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611125638.3A
Other languages
English (en)
Inventor
江磊
袁玉乔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Fang Xun Function Pavement Technology Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Fang Xun Function Pavement Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Fang Xun Function Pavement Technology Co Ltd filed Critical Nanjing Fang Xun Function Pavement Technology Co Ltd
Priority to CN201611125638.3A priority Critical patent/CN108611949A/zh
Publication of CN108611949A publication Critical patent/CN108611949A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/24—Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述路面降温结构是由呈矩阵分布的“伞式”单元组成的主动降温结构。“伞式”单元包括伞面和伞柄，伞面为高热阻层（3），为掺加有高热阻粉体（1）的沥青混合料，用于降低路面吸热速度，同时防止路面内积热向上回流，控制热量传递方向；伞柄为高导热棒（2），是具有高热导率的柱状体，上端连接高热阻层，下端连接路基（5），为面层内热量传输提供高速通道。该结构通过调控路面吸热、传热速度，以及路面内热流方向，使路面内的热量通过高导热通道快速地传导入热容量巨大的路基、土基中，减少面层积热，实现路面主动降温。专利对缓解沥青路面病害和城市热岛效应，提高城市居民生活舒适性、驾驶安全性，减少能耗，具有重大意义。

Description

一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构
技术领域
本发明涉及到一种沥青路面降温结构，具体为一种“伞阵”式多通道热诱导路面主动降温结构。
背景技术
沥青路面具有施工快、易养护、无接缝、可再生、行车舒适等优点，已经成为世界上最广泛采用的高级路面。但是沥青路面也具有显著的缺点，例如，对太阳辐射的吸收极强，对温度变化的敏感度很高。同时，由于路面的热导率很低，路面吸收的太阳辐射热很容易积聚在路面内部，难以释放到路表及上方空气中。在夏季，南方部分城市道路、钢桥面的沥青路面温度甚至高达60~70℃，路面高温可迅速改变沥青混合料的粘弹性，加剧车辙等病害的产生，显著缩短沥青路面的服务寿命，进而威胁道路交通安全。此外，路面高温还会加剧城市“热岛效应”，降低城镇居民生活的舒适性，增加空调耗电量。设计具有主动降温功能的沥青路面可有效缓解这些问题。
目前，国内外主要的路面降温技术有：1）表面反射技术，即通过提高沥青路表面对太阳光的反射能力以减少进入路面的热量，以降低路面温度，主要包括浅色路面技术、热反射涂层、彩色薄沥青层、热致变色材料等；2）相变储能技术，即通过提高路面的储热能力，降低白天路表高温，延迟路面热量释放时间，例如，在沥青混合料内掺加石蜡类相变材料，或掺入高比热容材料；3）能量收集路面技术，即利用沥青路面充当太阳能采集器，用以供热、发电，例如，在沥青路面内铺设金属排水管线等；4）蒸发散热技术，即通过路面热蒸发的方式降低沥青路面的积热，实现路面降温，例如，通过设计透水路面或储水路面，将雨水存储起来，通过水分的高温蒸发将沥青路面内的热量散发出去。
虽然上述技术都具有一定的降温作用，但是也产生了不同程度的新问题。例如，表面反射技术会对可见光形成强烈的反射，导致司机眩目，影响驾驶安全性。虽然日本日铺公司开发了一种灰色涂料，能很好的弥补这一缺陷，但是对表面必须保持一定粗糙度的沥青路面来说，这种涂料对太阳光的反射主要为漫反射，增加了周围建筑物的温度。相变储能技术虽然能够延迟热量从路面向外的散发，但相变材料的掺入将显著降低路面的力学性能，且掺入量有限。能量收集路面技术则存在铺设成本高，后续养护难的问题。蒸发散热技术依赖雨水，多孔结构也容易被灰尘堵塞，且较大的空隙结构易诱发路面产生松散、坑槽等病害，后期的养护成本极高。
为使沥青路面具有主动降温功能，本发明提出一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构。“伞面”为高热阻层，用于降低路面吸热速度，同时防止路面内积热向上回流，控制热量传递方向；“伞柄”为高导热棒，为面层内热量传输提供高导热通道，诱导路面内热量加速下传。通过“伞面”和“伞柄”的结构间协同作用，调控路面吸热、传热速度，以及路面内热流方向，使路面内的热量通过高导热通道快速地传导入热容量巨大的路基、土基中，减少面层积热，实现路面主动降温。本发明专利对缓解沥青路面病害，提高驾驶安全性，减少能耗，提高城市居民生活舒适性，具有重大意义。
发明内容
发明目的：为实现沥青路面主动降温，针对我国城市沥青路面车辙等病害和城市“热岛效应”加剧的问题，本发明提出了“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构。
技术方案：本发明提出一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述路面降温结构是由呈矩阵排列的“伞式”单元组成的主动降温结构，“伞式”单元包括伞面和伞柄，伞面为高热阻层（3），用于降低路面吸热速度，同时防止路面内积热向上回流，控制热量传递方向；伞柄为高导热棒（2），上端连接路表的高热阻层（3），下端连接路基（5），为面层内热量传输提供高导热通道，加速热量下传。
所述的高热阻层（3）掺加有高热阻粉体（1），其导热系数低于下面层（4），为0.5~1.0 W/m•℃。
所述的高热阻粉体（1）是导热系数为0~0.5 W/m•℃的漂珠，其掺加量为沥青体积分数的2%~40%。
所述高导热棒（2）至少是钢棒、铜棒、纤维棒的一种，竖向排列，呈矩阵分布，直径为2~8mm，长度为5~15cm，相邻高导热棒的间距为3~12cm，导热系数在30 W/m•℃以上。
本发明的有益效果是：①能降低路面吸热速度，在路面内建立供热量快速传导的导热通道，诱导路面内热量加速下传；②使路面具有主动降温功能，能显著缓解沥青路面病害，提高驾驶安全性，减少能耗，提高城市居民生活舒适性；③对沥青路面的耐久性及力学性能无负面影响；④无视觉刺激，避免了“涂层类”技术产生的抗滑性降低、易剥离等问题。
附图说明
图1是本发明的实施例的结构示意图。
图中：1 高热阻粉体，2 高导热棒，3 高热阻层，4下面层，5 路基。
图2是本发明的室内实验示意图。
图3是本发明实验试件示意图。
图4是实验组与对照组的降温效果对比图。
具体实施方式
本实施例的一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构如图1所示，是由呈矩阵排列的“伞式”单元组成的主动降温结构，“伞式”单元包括伞面和伞柄，伞面为高热阻层（3），伞柄为高导热棒（2），上端连接路表的高热阻层（3），下端连接路基（5）。
所述的高热阻层掺加有高热阻粉体，其导热系数低于下面层，为1.0 W/m•℃ 。
所述的高热阻粉体是导热系数为0.1 W/m•℃的漂珠，其掺加量为沥青体积分数的20%。
所述高导热棒是铜棒，竖向排列，呈矩阵分布，直径为3.6mm，长度为6cm，相邻高导热棒的间距为6cm，导热系数为60 W/m•℃。
粉体添加方式是用高热阻粉体置换沥青混合料中的矿粉，高热阻粉体先与沥青拌合充分后，再与石料混合。
实验例：为了验证该沥青路面降温结构的降温效果，采用图2所示实验装置在相同环境下进行实验，对比其与普通沥青路面结构降温效果差异。
实验过程为，在保温装置内分别放置实验组试件和对照组试件，通过照射装置控制照射强度和时间，控制试件表面风速，模拟路面夏季辐射条件，对比两组试件表面的温度变化情况。
图4给出实验组试件和普通试件的中面层表面温度测试结果对比图。由图4可见，实验组试件温度明显低于对照组试件温度，两种结构的温差随时间逐渐增大，最大温差高达7.3℃。说明“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构能实现沥青路面主动降温，且降温效果显著。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润湿，这些改进和润湿也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述路面降温结构是由呈矩阵排列的“伞式”单元组成的主动降温结构，“伞式”单元包括伞面和伞柄，伞面为高热阻层（3），用于降低路面吸热速度，同时防止路面内积热向上回流，控制热量传递方向，伞柄为高导热棒（2），上端连接路表的高热阻层（3），下端连接路基（5），为面层内热量传输提供高导热通道，加速热量下传。
2.根据权利要求1所述的“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述的高热阻层（3）掺加有高热阻粉体（1），其导热系数低于下面层，为0.5~1.0W/m·℃。
3.根据权利要求1或2所述的“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述的高热阻粉体（1）是导热系数为0~0.5 W/m·℃的漂珠，其掺加量为沥青体积分数的2%~40%。
4.根据权利要求1所述的“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构，其特征在于：所述高导热棒（2）至少是钢棒、铜棒、纤维棒的一种，竖直嵌入面层内，呈矩阵排列，直径为2~8mm，长度为5~15cm，相邻高导热棒的间距为3~12cm，导热系数在30 W/m·℃以上。
CN201611125638.3A 2016-12-09 2016-12-09 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构 Pending CN108611949A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611125638.3A CN108611949A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611125638.3A CN108611949A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108611949A true CN108611949A (zh) 2018-10-02

Family

ID=63657209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611125638.3A Pending CN108611949A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108611949A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110397277A (zh) * 2019-07-18 2019-11-01 中信国安建工集团有限公司 一种混凝土结构及施工方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701443A (zh) * 2009-11-05 2010-05-05 东南大学 基于单向导热的缓解城市热岛效应的沥青路面结构
CN102084064A (zh) * 2009-12-31 2011-06-01 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 一种冻土区公路路基保护方法及路面结构
CN104153269A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 东南大学 一种导阻结合的宽幅路基路面结构下多年冻土保护方法
CN204940043U (zh) * 2015-07-23 2016-01-06 山西省交通科学研究院 一种适用于炎热地区的沥青路面结构
CN105860442A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 长安大学 一种沥青路面浇注式阻热抗车辙材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701443A (zh) * 2009-11-05 2010-05-05 东南大学 基于单向导热的缓解城市热岛效应的沥青路面结构
CN102084064A (zh) * 2009-12-31 2011-06-01 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 一种冻土区公路路基保护方法及路面结构
CN104153269A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 东南大学 一种导阻结合的宽幅路基路面结构下多年冻土保护方法
CN204940043U (zh) * 2015-07-23 2016-01-06 山西省交通科学研究院 一种适用于炎热地区的沥青路面结构
CN105860442A (zh) * 2016-06-20 2016-08-17 长安大学 一种沥青路面浇注式阻热抗车辙材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王振军: "多孔集料沥青基复合材料的隔热功能", 《功能材料》 *
陈忠达: "沥青路面降温方法", 《内蒙古公路与运输》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110397277A (zh) * 2019-07-18 2019-11-01 中信国安建工集团有限公司 一种混凝土结构及施工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Anupam et al. Emerging technologies in cool pavements: A review
CN101387097B (zh) 一种多孔导热沥青混凝土路面换热系统及其应用
JP4929028B2 (ja) 太陽地熱蓄熱供給設備
CN101701443B (zh) 基于单向导热的缓解城市热岛效应的沥青路面结构
CN102084064B (zh) 一种冻土区公路路基保护方法及路面结构
US20100154216A1 (en) Methods of Modifying Surface Coverings to Embed Conduits Therein
Hendel Cool pavements
CN101736715A (zh) 道路集热与融雪化冰释热的能量梯级系统
CN204047390U (zh) 一种日光温室主被动协同蓄热墙体供热系统
Gong et al. A systematic review on the strategies of reducing asphalt pavement temperature
Chen et al. High-temperature hazards and prevention measurements for asphalt pavement
Lu et al. Temperature characteristics of permeable asphalt pavement: Field research
CN108611949A (zh) 一种“伞阵”式多通道热诱导路面降温结构
Al-Humairi et al. Sustainable pavement: A review on the usage of pavement as a mitigation strategy for UHI
CN108086078A (zh) 一种基于冻土保护的一体化热诱导结构
Chen et al. On cold materials of pavement and high-temperature performance of asphalt concrete
CN205999735U (zh) 一种多年冻土区抗冻融储热横向扩散通风路肩结构
CN106087636A (zh) 多年冻土区抗冻融储热横向扩散通风路肩结构
CN102575479A (zh) 一种建筑群整体隔护的节能与建设方法及其相关系统
CN109930445A (zh) 定向导热桥面铺装结构
CN205999736U (zh) 一种新型能源转换型路面结构
CN205557217U (zh) 一种通风管块石间夹式自控通风管路基结构
CN107201707A (zh) 一种通风管-通风块降温隔热的复合路基
CN204325836U (zh) 一种用于冷却20m以上大尺度冻土路基的阻热导冷结构
CN102523992B (zh) 日光温室底角组合式集热蓄热调温系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181002