CN110820469B - 一种装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装配式沥青混凝土‑光伏发电路面结构及方法,至少包括从下到上依次设置:路基、基层、沥青混凝土面层、组合发电功能层;组合发电功能层包括预制的板块单元,每个所述的预制的板块单元由多块光伏板和一块ECC板组成,多块光伏板串并联在一起后,位于ECC板顶部且光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结在一起,形成一个整体;在所述的ECC板内部设置构造钢筋,在相邻的光伏板之间设置温度缝,用于光伏板变形;相邻的预制板块单元板预留温度缝,用于预制板块单元的变形,所述的温度缝用变形较大的弹性材料填充;在所述的ECC板底均匀地预制高度横纵向拱形排水设施。

Description

一种装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构及施工方法
技术领域
本发明公开了一种装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构及施工方法。
背景技术
当前,光伏发电路面在美国、中国、荷兰、法国等国均有不同程度的应用。然而,光伏路面在施工及修复过程中,由于现有铺设技术主要为人工铺设,并且在铺设过程中需多次进行电器元件的埋设及光伏板间电路连接,面临着工序繁琐、过程复杂、耗时较长且需对原有路面进行多次铣刨、切割,损害较大的问题。此外,光伏板在拆卸更换过程中,需对光伏板进行人工强制拆除,不仅施工速度较慢,同时对光伏板及下层路面结构损坏较大,再次铺设前需对下层路面结构进行处理,耗时较长。
同时,现有光伏路面仍然采用传统路面结构及材料,然而,由于承载式光伏路面面层材料的特殊性(刚度较大),而我国高速公路多为沥青路面,与光伏公路结合后,由于材料的刚度差距较大,使得路面结构的受力变形不协调,易导致应力分布不合理,从而引起路面结构的破坏。
另一方面,由于光伏板间需设置温度缝等必要的缝隙,使得路表水得以下渗。路表水下渗后与行车荷载共同作用下会对沥青混合料产生反复冲刷,从而导致沥青混合料层产生松散破坏,减少路面使用寿命。同时,由于光伏材料的特殊性,长期积水将加速光伏板元器件的老化及破坏,并最终导致光伏路面使用寿命的减少。
发明内容
针对目前光伏发电路面存在的结构层受力分布不合理,施工与修补过程工作量大、效率低、质量难以保证以及后期养护维修困难的问题,本发明提供一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土—光伏发电路面及施工方法。旨在通过预制光伏面板与ECC板组合的板块单元与沥青层现场装配结合的方法,改善承载式光伏路面的各层应力分布情况,提高施工速度,节省施工时间,降低后期养护维修的难度。从而扩大承载式光伏路面的适用范围,提高承载式光伏路面的使用寿命,有利于承载式光伏路面的进一步推广。
为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为:
第一方面,本发明提出了一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土—光伏发电路面结构,至少包括从下到上依次设置:路基、基层、沥青混凝土面层、组合发电功能层;
所述的组合发电功能层包括预制的板块单元,每个所述的预制的板块单元由多块光伏板和一块ECC板组成,所述的多块光伏板串并联在一起后,位于ECC板顶部且光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结在一起,形成一个整体;在所述的ECC板内部设置构造钢筋,在相邻的光伏板之间设置温度缝,用于光伏板变形;在所述的温度缝用变形较大的弹性材料填充;相邻的预制板块单元板预留温度缝,用于板块单元的变形;在所述的ECC板底均匀地预制高度横纵向拱形排水设施,加强路面结构的排水功能,避免水下渗至沥青层,与行车荷载共同作用,导致沥青混合料层产生松散破坏,减少公路使用寿命。
作为进一步的技术方案,所述基层可为无机稳定土类半刚性基层。
作为进一步的技术方案,在所述的ECC板上预留有矩形凹槽和矩形管线沟,用于光伏板的必要元器件接线盒安装及光伏板之间的串并联线路连接。
作为进一步的技术方案,所述的构造钢筋包括纵向构造钢筋和横向构造钢筋,用于装配施工中保护预制的板块单元不发生损坏;在横向钢筋位置处提前预埋用于吊装用的组件。
作为进一步的技术方案,在所述光伏板底面设置均匀排布的电热阻丝,可在在拆卸更换光伏板时,提前预热电热阻丝以使粘结胶融化方便光伏板的拆卸,加快施工速度,同时不对下层ECC材料产生伤害。
作为进一步的技术方案,所述路基和基层之间还设有垫层,所述垫层采级配碎石或沙砾制成;当处于土质不良、路基过湿等不利条件时,可在路基上设置垫层。
作为进一步的技术方案,所述基层下方还设置基底层,所述底基层采用无机稳定土、级配碎石或沥青混合料制成。
第二方面,本发明基于上述用于沥青路面的装配式高性能混凝土—光伏发电路面结构,提出了一种具体的施工方法:
步骤1.预制板块单元的制作
步骤1-1在预制的模板上通过布设矩形垫块的形式进行接线盒的预留,通过预制模板的形式预留拱形排水结构的位置。按照设计图纸布置纵横向构造钢筋,其中,纵筋布置在横筋上部,接触位置应用钢筋固定。并在横向钢筋的端部焊接吊装组件。
步骤1-2称取足量的水泥、粉煤灰、石英砂、纤维等材料利用ECC搅拌机进行搅拌。
步骤1-3材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,为保证预制的ECC板尺寸及预留的矩形凹槽和矩形管线沟质量合格,应使用钢试模。同时在浇筑过程中应进行多次对试模中的ECC插捣以保证ECC板均匀密实。浇筑完成后,对试件的上表面进行细致的抹平,最在试模顶部放置钢板进一步对试模顶面进行处理,以保证试件顶面具有非常好的平整度以便后续工作顺利开展。
步骤1-4对带模具的试件进行养护,直到达到所要求的性能;
步骤1-5ECC板养护结束后安装光伏板,同时安装接线盒,在接线盒安装好后进行填充。用粘结材料将光伏材料完全粘结在ECC板上,保证光伏板下部没有脱空现象发生从而影响其受力。光伏板安装时预留温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实。
步骤1-6按照电路设计将各接线盒连接起来,并用带孔的圆形保护套对连接线进行保护,然后将圆形管埋入管线沟。完成电路铺设后,采用强度高、防水性能好的材料将管线沟填充至与路面齐平。
步骤2.根据路面设计要求,在拟建道路上铺筑路基及基层;
步骤3.根据道路设计要求选择面层为沥青混凝土层并进行铺筑,同时,设置良好的排水设施;
步骤4.相邻板块单元采用平头缝的连接形式,并通过粘结剂与沥青混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载。板块单元预留温度缝,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实;
步骤5.装配板块单元时要严格控制相领板之间的高差,并且要使路面的平整度满足规范要求。
如上所述,本发明提供的装配式ECC光伏路面结构,具有以下有益效果:
1.ECC受力层作为主要承重层,其结构强度、耐久性、抗变形能力均强于常见路用材料,从而保证了路面的结构承载力,为光伏面板层提供了可靠又稳定的支撑,避免因强度过高及变形过大等原因发生破坏,从而提高光伏发电公路的使用寿命。
2.通过预制ECC板及光伏面板,将光伏面板预先安装到ECC板上,完成管线布设,不仅能够提高道路铺设的效率和质量,还可以实现大面积机械化施工,节约人力与时间,提高经济性。
3.通过在ECC与沥青混凝土层间设置拱形排水设施,能够将板块间因连接缝隙下渗的水排出路面结构,避免水堆积在沥青混凝土层,对其造成水损坏现象,破坏路面结构。
4.通过在ECC层中设置管线沟与接线盒,不仅在铺设的时候更加快速,同时增大到路面的距离,远离荷载与水的作用,提高发电组件的使用寿命。
5.装配式ECC光伏路面的ECC模块可根据不同道路进行设计,使其广泛的适用于所有形态的公路。
6.在路面某一模块发生损坏需要维修时,只需将该模块吊装运走,吊装新的模块并与其它模块接线连接,实现道路的快速修补,缩短施工时间,提高高速公路的通行力。
7.通过在光伏板底面设置电热阻丝,可以在ECC预制板使用性能良好的情况下快速拆卸更换光伏板,同时不会对ECC板造成损伤。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1光伏发电公路单车道横断面图;
图2预制板块单元俯视图;
图3ECC板构造钢筋示意图;
图4吊装组件示意图;
图5ECC预制板下拱形排水构造图;
图6预制的板块单元横断面图;
图7板块单元搭接图;
图8带孔圆形保护套管;
图中各标号表示:1管线沟、2光伏板、3、ECC板、4沥青混凝土层、5基层、6底基层、7路基、8安装接线盒的矩形凹槽、9横向构造钢筋、10温度缝、11纵向构造钢筋、12吊装构件、13圆环螺钉、14六角螺帽、15ECC层底拱形排水结构
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
正如背景技术所介绍的,当前,光伏发电路面在美国、中国、荷兰、法国等国均有不同程度的应用。然而,光伏路面在施工及修复过程中面临着工序繁琐、过程复杂、耗时较长且需对原有路面进行多次铣刨、切割,损害较大的问题。此外,现有光伏路面仍然采用传统路面结构及材料,然而,由于承载式光伏路面面层材料的特殊性(刚度较大),使得路面结构的受力变形不协调,易导致应力分布不合理,从而引起路面结构的破坏。
另一方面,我国现有高速公路多为沥青混合料路面,与光伏公路结合后,使用常规路面结构排水设计无法满足应用要求,导致光伏发电公路的使用寿命减少。
鉴于此,为实现光伏路面的大范围推广,光伏路面亟需采取措施提升施工速度,改善路面结构受力条件,减少光伏路面病害,从而提高路面使用性能,延长使用寿命。
超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites-ECC)是一种区别于普通混凝土的高性能纤维混凝土,相对而言,ECC具有更为优良的力学性能和耐久性能,其高抗弯拉强度、高延性以及多缝开裂性能宜用作路面材料。ECC材料的受力特性使其更适宜作为光伏路面的主要承力层来承担车辆荷载产生的弯拉应力及压应力。同时,因为ECC的刚度与光伏面板层刚度相近,用于路面结构后能够协调变形,并且能够更好地分散光伏面板受力,提高光伏路面使用性能。
针对目前光伏发电路面施工与修补过程复杂及路面结构不合理布设的问题,本发明提供一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土—光伏发电路面及施工方法,能够实现快速施工与修补,同时合理分布各结构层的受力条件,使得光伏路面长期使用性能更加优良,进一步延长光伏路面的使用寿命。
实施例1
本实施例提出了一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土—光伏发电路面结构,至少包括从下到上依次设置:路基、基层、沥青面层、组合发电功能层。其中,组合发电功能层由ECC受力层、光伏面板层组成,ECC受力层与面层及太阳能光伏发电层之间有极薄的粘结层。
所述路基7可为符合我国《公路路基设计》(JDGD30)规定的土路基,路基应做到稳定、密室、均质,从而能够对路面结构提供均匀的支撑作用。路基的各项技术指标应符合我国《公路路基施工技术规范》(JTJF10)规定。
所述基层5可为无机稳定土类半刚性基层,其设计厚度应符合《公路沥青路面设计规范》(JDGD50)规定,当厚度过大时,可分上下两层铺筑;所述基层材料的选取及其技术指标应符合我国相关规范规定。
所述面层为沥青混凝土层4,用于承受荷载并为ECC板的装配提供平整界面。沥青混凝土面层的设计厚度应符合我国《公路沥青路面设计规范》(JDG D50)规定,一般厚度介于12cm-18cm之间;其材料设计可根据我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052);其各项技术指标应符合我国应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJF40)规定。
所述光伏板2和ECC板3组合发电功能层,包括预制的板块单元以及管线沟。预制的板块单元由光伏板和ECC板两部分组成。其中光伏板由透光耐磨材料、太阳能电池板以及绝缘保护层等组成。透光耐磨材料具有良好的透光特性,保证太阳能电池板正常发电,同时要具有抗滑耐磨特性,表面有粗糙的纹理保证车辆正常行驶需求。纹理深度和抗滑安全性均满足我国《公路路基路面现场测试规程》(JTJ 059)的规定。在光伏板底面应设置均匀排布的电热阻丝,将电热阻丝的接口放置于光伏板边缘位置并进行密封。在进行光伏板替换工作时,应将接口解封并接通电源,通过电热阻丝在光伏板底的加热使得光伏板与ECC层间的粘结胶熔化,呈流动状态,可以快捷地将光伏板拆除替换,并且对路面结构的损伤达到最小。
进一步的,ECC板3内部预留矩形凹槽和矩形管线沟,用于光伏板的必要元器件接线盒安装及光伏板之间的串并联线路连接;在图6中仅仅表示出了安装接线盒的矩形凹槽,半圆形线槽未表示。
同时ECC板3内设置横向构造钢筋9与纵向构造钢筋11,用于装配施工中保护板块单元不发生损坏。在横向构造钢筋9位置处预埋方便吊装的构件,该构件由圆环螺钉13与六角螺帽14组成,将六角螺帽14焊接在钢筋上并将螺钉固定,一起浇入ECC板中。在吊装过程中,主要使用吊车等施工车辆利用圆环螺钉的顶部圆环进行吊装施工。吊装完成后,使用电锯等工具将侧面的螺钉部分锯掉,避免其影响ECC板的纵向搭接。侧边安装螺钉吊装方式是在考虑装配施工更快捷的同时避免对上部光伏板造成损坏。
另外,在ECC板底还设置有排水设施,在本实施例中,在ECC层底均匀地预制高度为5mm,间隔为5-10cm的横纵向拱形排水设施,该排水设施采用拱桥的受力原理,利用拱形结构使应力分散,避免因形状不规则导致的应力集中,从而向上层结构传递裂缝导致路面结构的破坏。同时,该排水设施将板块间拼接下渗的水汇集后通过ECC板边缘的排水沟排出,避免大量积水冲刷沥青混凝土引起水损坏现象,对路面结构造成破坏。
每个预制板块单元由一块ECC板和多块光伏板构成,本实施例的附图中以三块光伏板为例,进行的说明;优选的,ECC板厚可以设计成3-7cm。光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结成为整体,粘结材料的抗拉强度要求大于1Mpa。光伏板之间设置温度缝用于光伏板变形,温度缝用变形较大的弹性材料填充,温度缝的宽度可以设计为5-10mm光伏板必要的接线盒安装在ECC板的矩形凹槽内,光伏板之间的线路铺设在中间矩形管线沟并相互连接。相邻的预制板块单元板采用平头缝搭接形式,搭接时预留有温度缝,用于板块单元的变形,温度缝的宽度可以设计为5-10mm。管线沟采用强度高,防水性能好的材料填充至路面的高程。
为了进一步优化设计方案,所述太阳能光伏发电路面还包括以下特征中的任意一种或两种:
所述路基和基层之间还设有垫层,所述垫层采级配碎石或沙砾制成;当处于土质不良、路基过湿等不利条件时,可在路基上设置垫层。
或者所述基层下方还设置基底层6,所述底基层采用无机稳定土、级配碎石或沥青混合料制成,优选地,可设置18cm-20cm。
实施例2
本实施基于前面所述的一种装配式ECC光伏路面结构,提出了一种施工方法,包括以下步骤:
1.关于ECC板的预制具体步骤如下:
(1)在预制的模板上通过布设矩形垫块的形式进行接线盒的预留,通过预制模板的形式预留拱形排水结构的位置。按照设计图纸布置纵横向构造钢筋,其中,纵筋布置在横筋上部,接触位置应用钢筋固定。并在横向钢筋的端部焊接吊装组件。
(2)称取足量的水泥、粉煤灰、石英砂、纤维等材料利用ECC搅拌机进行搅拌。
(3)材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,为保证预制的ECC板尺寸及预留的矩形凹槽和矩形管线沟质量合格,应使用钢试模。同时在浇筑过程中应进行多次对试模中的ECC插捣以保证ECC板均匀密实。浇筑完成后,对试件的上表面进行细致的抹平,最在试模顶部放置钢板进一步对试模顶面进行处理,以保证试件顶面具有非常好的平整度以便后续工作顺利开展。
(4)将带模具的试件放置24-48h后拆除钢模具,并在适宜温度条件下持续养护28天,期间应对试件表面覆盖土工布并定期喷洒水处理。
(5)ECC板养护结束后安装光伏板,同时安装接线盒,在接线盒安装好后进行填充。用粘结材料将光伏材料完全粘结在ECC板上,保证光伏板下部没有脱空现象发生从而影响其受力。在安装光伏板之前,应在光伏板底面设置均匀排布的电热阻丝,将电热阻丝的接口放置于光伏板边缘位置并进行密封。光伏板安装时预留5-10mm温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实。
(6)按照电路设计图将各接线盒连接起来,并用带孔的圆形保护套对连接线进行保护,然后将圆形管埋入管线沟。完成电路铺设后,采用强度高、防水性能好的材料将管线沟填充至与路面齐平。
2.根据路面设计要求,在拟建道路上铺筑路基及基层。
3.根据道路设计要求选择面层为沥青混凝土层并进行铺筑,同时,设置良好的排水设施。
4.相邻板块单元采用平头缝的连接形式,并通过粘结剂与沥青混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载。板块单元之间预留5-10mm温度缝用于消散温度产生的变形,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
5.装配板块单元时要严格控制相领板之间的高差,并且要使路面的平整度满足规范要求。
本发明提供的一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土-光伏路面结构及施工方法能够实现快速施工,分散光伏板受力,加强对管线沟和接线盒的保护,使光伏路面长期使用性能更加优良,延长光伏路面使用寿命,提高光伏路面的经济效益。
实施例3
根据实施例2过程光伏路面铺设完毕,当路面被损坏需要修补时,其实施步骤如下:
(一)若光伏板遭到损坏,失去路用功能时,应将损坏板取下并更换新板,并恢复该处管线连接损坏板后续修补待用,具体步骤如下:
1.从要拆除的光伏板边缘处取出提前预留的电热阻丝接口,将其与外电源连接,进行加热,直到粘结材料受热熔化,呈现流动状态。
2.将已损坏的光伏板细心拆除,注意不要损坏接线盒和管线沟中连接好的线路。
3.对该板对应的下部ECC层填充或者打磨,对其重新找平。
4.将新的完好的光伏板与原有的接线盒重新连接,然后通过粘结剂与ECC板的上表层粘结成为一个整体。光伏板粘贴时与相邻的光伏板控制预留3-8mm温度缝,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实。
5.待粘结剂完全固化后即可开放交通,正常通车。
(二)若ECC层遭遇破坏需更换时:
1.ECC板预制过程及光伏面板的粘贴同实施例1
2.将已损坏ECC板移除,并对下部沥青混凝土层重新找平,找平后均匀涂抹粘结层。
3.利用吊车将在工厂预制好的单元板块运至现场,利用粘结胶紧密粘贴在沥青混凝土层上,板块单位间预留5-10mm温缩缝,并利用防水且弹性较好的材料进行填充。
4.恢复该板管线与相邻管线的连接,对管线沟进行注浆处理。
5.对该板附近光伏路面表层进行找平处理。
6.已拆除的损坏板回收进行检查,并进行后需修补待用。
7.恢复交通。
本发明提供的一种适用于沥青路面的装配式高性能混凝土-光伏路面结构及施工方法能够实现路面损害后的快速修补,如此能够缓解因修补路面而造成的交通不便的问题,而且在更换过程中对其他板块影响甚小,方便快捷,提高光伏路面应用的经济效益。

Claims (6)

1.一种装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构,其特征在于,至少包括从下到上依次设置:路基、基层、沥青混凝土面层、组合发电功能层;
所述的组合发电功能层包括预制的板块单元,每个所述的预制的板块单元由多块光伏板和一块ECC板组成,所述的多块光伏板串并联在一起后,位于ECC板顶部且光伏板与ECC板之间通过粘结材料粘结在一起,形成一个整体;在所述的ECC板内部设置构造钢筋,构造钢筋包括纵向构造钢筋和横向构造钢筋,用于装配施工中保护预制的板块单元不发生损坏;在横向构造钢筋位置处提前预埋用于吊装用的组件,在相邻的光伏板之间设置温度缝,用于光伏板变形;相邻的预制板块单元板预留温度缝,用于预制板块单元的变形,所述的温度缝用变形较大的弹性材料填充;在所述的ECC板底均匀地预制高度横纵向拱形排水设施;所述光伏板底面设置均匀排布的电热阻丝;
预制的板块单元与沥青混凝土层结合,ECC板受力层作为主要承重层,所述的ECC板上预留有矩形凹槽和矩形管线沟,用于光伏板的必要元器件接线盒安装及光伏板之间的串并联线路连接,进行管线布设;在ECC板与沥青混凝土面层间设置拱形排水设施。
2.如权利要求1所述的装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构,其特征在于,所述基层为无机稳定土类半刚性基层。
3.如权利要求1所述的装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构,其特征在于,所述路基和基层之间还设有垫层,所述垫层采级配碎石或沙砾制成;当处于土质不良、路基过湿等不利条件时,在路基上设置垫层。
4.如权利要求1所述的装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构,其特征在于,所述基层下方还设置底基层,所述底基层采用无机稳定土、级配碎石或沥青混合料制成。
5.如权利要求1-4任一所述的装配式沥青混凝土-光伏发电路面结构的施工方法,包括以下步骤;
步骤1. 预制板块单元的制作;
步骤2.根据路面设计要求,在拟建道路上铺筑路基及基层;
步骤3.根据道路设计要求选择面层为沥青混凝土层并进行铺筑,同时,设置良好的排水设施;
步骤4.相邻板块单元采用平头缝的连接形式,并通过粘结剂与沥青混凝土面层粘结成为一个整体共同承担荷载,板块单元预留温度缝,采用防水并且弹性较好的材料将温度缝填充密实;
步骤5.装配板块单元时要严格控制相邻板之间的高差,并且要使路面的平整度满足规范要求。
6.如权利要求5所述的施工方法,其特征在于,步骤1包括以下步骤:
步骤1-1 在预制的模板上通过布设矩形垫块的形式进行接线盒的预留,通过预制模板的形式预留拱形排水设施的位置;按照设计图纸布置纵横向构造钢筋,其中,纵向构造钢筋布置在横向构造钢筋上部,接触位置应用钢筋固定;并在横向构造钢筋的端部焊接吊装组件;
步骤1-2称取ECC材料进行搅拌;
步骤1-3 材料搅拌均匀后,将ECC浇筑在提前准备好的模板中,浇筑完成后,对试件的上表面进行处理,以保证试件顶面的平整度;
步骤1-4对带模具的试件进行养护,直到达到所要求的性能;
步骤1-5 ECC板养护结束后安装光伏板,同时安装接线盒,在接线盒安装好后进行填充;用粘结材料将光伏板完全粘结在ECC板上,光伏板安装时预留温度缝,温度缝采用防水并且弹性较好的材料填充密实;
步骤1-6 按照电路设计图将各接线盒连接起来,并用带孔的圆形保护套对连接线进行保护,然后将圆形管埋入管线沟;完成电路铺设后,采用强度高、防水性能好的材料将管线沟填充至与光伏板齐平。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112458818B (zh) * 2020-12-08 2022-03-08 长沙理工大学 高舒适性装配式水泥混凝土路面修复结构、施工方法及路面结构翻转装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5687486B2 (ja) * 2010-12-28 2015-03-18 大成建設株式会社 シート状太陽光発電モジュール取付け工法
CN107059534A (zh) * 2017-06-06 2017-08-18 绍兴兰亭太阳能科技有限公司 一种太阳能公路路面结构
CN206807347U (zh) * 2017-06-12 2017-12-26 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 路面发电单元及系统
CN107587401A (zh) * 2017-09-12 2018-01-16 芜湖凡达机械科技有限公司 一种用于道路建设的套样能钢化玻璃面板
CN107749732A (zh) * 2017-11-17 2018-03-02 南昌鑫德电气科技有限公司 可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法
CN208385423U (zh) * 2018-07-03 2019-01-15 上海住总工程材料有限公司 一种带uhpc背板的光伏与预制构件结合结构
KR101952619B1 (ko) * 2018-07-23 2019-02-27 한국남동발전 주식회사 발전부산물 함유 건물일체형 태양광 모듈
KR101934538B1 (ko) * 2017-11-20 2019-03-25 서경대학교 산학협력단 도로포장용 복합발전 블록을 이용한 도로 발전 구조물
CN208884301U (zh) * 2018-08-31 2019-05-21 新疆交通建设集团股份有限公司 一种自主式发电的沥青混凝土路面

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5687486B2 (ja) * 2010-12-28 2015-03-18 大成建設株式会社 シート状太陽光発電モジュール取付け工法
CN107059534A (zh) * 2017-06-06 2017-08-18 绍兴兰亭太阳能科技有限公司 一种太阳能公路路面结构
CN206807347U (zh) * 2017-06-12 2017-12-26 北京铂阳顶荣光伏科技有限公司 路面发电单元及系统
CN107587401A (zh) * 2017-09-12 2018-01-16 芜湖凡达机械科技有限公司 一种用于道路建设的套样能钢化玻璃面板
CN107749732A (zh) * 2017-11-17 2018-03-02 南昌鑫德电气科技有限公司 可装拆的光伏路面太阳能电池模块、发电设备及安装方法
KR101934538B1 (ko) * 2017-11-20 2019-03-25 서경대학교 산학협력단 도로포장용 복합발전 블록을 이용한 도로 발전 구조물
CN208385423U (zh) * 2018-07-03 2019-01-15 上海住总工程材料有限公司 一种带uhpc背板的光伏与预制构件结合结构
KR101952619B1 (ko) * 2018-07-23 2019-02-27 한국남동발전 주식회사 발전부산물 함유 건물일체형 태양광 모듈
CN208884301U (zh) * 2018-08-31 2019-05-21 新疆交通建设集团股份有限公司 一种自主式发电的沥青混凝土路面

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