CN111691260A - 一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法。整个结构由铺砖式人行道结构和电热融冰系统组成，电热融冰系统由碳纤维发热电缆、电缆夹持架、电源、控制开关、控制器、温度传感器、冰雪探测传感器、漏电保护装置组成，碳纤维发热电缆通过一定数量的电缆夹持架固定于人行道地砖砖缝中，在通电条件下，可持续产生融化人行道上覆冰雪的热量，起融化冰雪的作用。控制器包括温度传感器、冰雪探测传感器，能够根据路面温度和冰雪赋存情况，自动控制系统的开关。本发明的施工方法主要包括路基施工、地砖铺设、电缆安装、系统安装四个步骤。本发明具有融冰效率高、系统可靠度高、能源消耗低等优点，是一种新型的人行道绿色融冰手段。

Description

一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法。

背景技术

人行道一般设置在市政道路两侧，是用于人们步行的基础设施，处于美观和实用性考虑，我国的城市人行道一般采用铺砖结构。我国北方地区的冬季降雪会造成人行道路面的严重积冰积雪，严重影响人们的出行。当铺砖人行道路因降雪而产生积冰覆盖时，人行道表面的附着能力将大大降低，对出行安全极为不利，据统计冬季15～30％的交通事故与路面积雪有关。目前，治理人行道积冰积雪的方法主要有两种：清除法和融化法。清除法即通过人工或机械的方式，将积冰积雪扫除，清除法的最大缺陷是无法持续清扫积雪，面对持续降雪，采用这种方法将消耗极大的人力物力；融化法一般分为两种形式，一是采用抛洒工业用盐，降低冰雪的熔点，用化学方法以实现积冰积雪的融化，二是采用加热装置，直接加热人行道路面的积冰积雪，使其融化，融化法的缺陷也很明显，化学融化法受气候影响大，且会产生大量的盐溶液，对环境不友好，物理融化法需要一次性消耗大量能源。以上方法均不是环保的路面除冰方法。因此，亟需提出一种能够有效、省力、省时而又环保铺砖人行道结构形式及其施工方法，以解决铺砖人行道除冰问题。

发明内容

本发明的目的在于解决冬季人行道路面积雪积冰的现实问题，克服现有技术的不足，提供一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种铺砖人行道电热融冰结构由铺砖式人行道结构和电热融冰系统组成，电热融冰系统安装于铺砖式人行道结构中，起融化铺砖式人行道结构上方覆盖的冰雪的作用。

本发明所述的铺砖人行道结构由人行道地砖1、砖间灰缝2、人行道垫层3、人行道基层4、地基5组成；地基5为最低层的承重层，起基础支撑作用，地基5之上依次为人行道基层4和人行道垫层3，人行道基层4和人行道垫层3为具有一定厚度和刚度的道路结构层，起支撑人行道交通荷载的作用；人行道地砖1为具有一定厚度的人行道面层砌体结构，一般采用矩形形式，多块人行道地砖1采用一定平面拼装形式，可完整覆盖人行道路面，形成供行人行走的路面结构，人行道地砖1之间的间隙采用水泥砂浆等形成砖间灰缝2，以防止雨水等渗入人行道地砖1下方的人行道垫层3、人行道基层4、地基5。

本发明所述的人行道地砖1为透水砖，在电热融冰系统的加热下，可将碳纤维发热电缆6产生的热量传递给其上方覆盖的冰雪，并使其融化，起到除冰的作用。

本发明所述的电热融冰系统由碳纤维发热电缆6、电缆夹持架7、电源8、控制开关9、控制器10、温度传感器11、冰雪探测传感器12、漏电保护装置13组成；碳纤维发热电缆6在通电条件下，可持续产生融化人行道上覆冰雪的热量，碳纤维发热电缆6通过一定数量的电缆夹持架7夹持固定于人行道地砖1砖缝的中部位置，呈连续U型布置，碳纤维发热电缆6在转向位置向下折弯至人行道地砖1下方，以避免与人行道地砖1发生冲撞；所述电缆夹持架7为硅胶材质的T形部件，其下部留有槽口，用于固定夹持碳纤维发热电缆6，电缆夹持架7的宽度恰为人行道地砖1砖缝的宽度，在铺设人行道地砖1时，可以使用电缆夹持架7作为砖缝限位辅助装置。电源8为一般市政供电交流电源；控制开关9为控制电热融冰系统电路通断的控制装置，其通断受控制器10决定；控制器10是包括温度传感器11、冰雪探测传感器12在内的综合控制装置，温度传感器11用于监测路面温度，冰雪探测传感器12用于监测路面上冰雪的赋存情况，如果同时监测到路面温度低于2℃且冰雪厚度大于0，则控制器10启动电热融冰系统，通过控制开关9连通电源8，碳纤维发热电缆6开始通电发热，起融化路面冰雪的作用；碳纤维发热电缆6、控制开关9、漏电保护装置13形成串联回路，所述漏电保护装置13为监测系统漏电情况的装置，当系统发送漏电时，漏电保护装置13自动切断串联回路，起保护碳纤维发热电缆6的作用。

本发明提出的铺砖人行道电热融冰结构的施工方法包括四个步骤：

第一步：在达到压实度和平整度等设计要求的地基5上，依次开展人行道基层4、人行道垫层3的施工，达到设计标高，使人行道基层4、人行道垫层3达到压实度和平整度等设计要求，在人行道垫层3上铺设薄层水泥砂浆；

第二步：按设计要求铺装人行道地砖1，在人行道地砖1的砖缝间填充水泥砂浆，形成砖间灰缝2，将砖间灰缝2的高度控制在人行道地砖1的中部位置，预留出放置碳纤维发热电缆6和电缆夹持架7的空间，同时注意碳纤维发热电缆6的U形转向位置不铺装人行道地砖1；

第三步：在人行道地砖1的砖缝间安装碳纤维发热电缆6和电缆夹持架7，利用电缆夹持架7将碳纤维发热电缆6控制在同一水平高度，将U形转向位置的碳纤维发热电缆6安装于人行道地砖1的下方，完成碳纤维发热电缆6的铺设后，补充完成其上方人行道地砖1的铺装，随后在砖缝间继续填入水泥砂浆，对已铺装的人行道地砖1进行平整；

第四步：连接碳纤维发热电缆6、控制开关9、漏电保护装置13，形成串联回路，并外接电源8，安装控制器10、温度传感器11、冰雪探测传感器12，完成整个铺砖人行道电热融冰系统的安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明采用的人行道砖为透水砖，具有良好的导热性，能将热量高效地传递给路面上的冰雪，同时还具有良好的透水性，能够形成融冰过程中的冰水排水通道；

2.本发明的电缆夹持架采用导热硅胶材质，起到保护碳纤维发热电缆的作用，还具有一定的导热性，提高了整个系统的可靠度；

3.本发明采用的控制装置能够根据路面温度和冰雪赋存情况，自动控制系统的开关，有利于降低能源消耗，是一种绿色融冰手段。

附图说明

图1为本发明所述铺砖人行道电热融冰结构的示意图。

图2为本发明所述铺砖人行道电热融冰结构的俯视图。

图3为本发明所述的碳纤维发热电缆6的铺设示意图。

图4为本发明所述的碳纤维发热电缆6的铺设俯视图。

图5为本发明所述的电缆夹持架7固定碳纤维发热电缆6的正视图。

图6为本发明所述的电缆夹持架7固定碳纤维发热电缆6的侧视图。

附图标记说明

1为人行道地砖，2为砖间灰缝，3为人行道垫层，4为人行道基层，5为地基，6为碳纤维发热电缆，7为电缆夹持架，8为电源，9为控制开关，10为控制器，11为温度传感器，12为冰雪探测传感器，13为漏电保护装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及其附图对本发明提供的铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法的技术方案作进一步说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更加清楚。需要说明的是，本发明的实施例有较佳的实施性，并非是对本发明任何形式的限定。本发明的附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的，并非是限定本发明可实施的限定条件。

本发明提供一种铺砖人行道电热融冰结构及其施工方法。

如图1～图6所示，一种铺砖人行道电热融冰结构由铺砖式人行道结构和电热融冰系统组成，电热融冰系统安装于铺砖式人行道结构中。

铺砖人行道结构由人行道地砖1、砖间灰缝2、人行道垫层3、人行道基层4、地基5组成；地基5为最低层的承重层，地基5之上依次为人行道基层4和人行道垫层3，人行道基层4和人行道垫层3的厚度分别为50cm和30cm。人行道地砖1的厚度为5cm的矩形透水砖，砖长20cm、宽10cm，人行道地砖1之间的砖缝宽为1cm，采用水泥砂浆等形成砖间灰缝2。

电热融冰系统由碳纤维发热电缆6、电缆夹持架7、电源8、控制开关9、控制器10、温度传感器11、冰雪探测传感器12、漏电保护装置13组成；碳纤维发热电缆6直径为6mm，通过一定数量的电缆夹持架7夹持固定于人行道地砖1砖缝的中部位置，距离人行道地砖1顶端约2～3cm，碳纤维发热电缆6呈连续U型布置，分布间距为20cm，碳纤维发热电缆6在转向位置向下折弯至人行道地砖1下方；

电源8为市政供电交流电源；控制开关9为控制电热融冰系统电路通断的控制装置，其通断受控制器10决定；控制器10是包括温度传感器11、冰雪探测传感器12在内的综合控制装置，温度传感器11用于监测路面温度，冰雪探测传感器12用于监测路面上冰雪的赋存情况，如果同时监测到路面温度低于2℃且冰雪厚度大于0，则控制器10启动电热融冰系统。碳纤维发热电缆6、控制开关9、漏电保护装置13形成串联回路，漏电保护装置13为监测系统漏电情况的装置。

本实施例所述铺砖人行道电热融冰结构的施工过程如下：

第一步：在达到压实度和平整度等设计要求的地基5上，依次开展人行道基层4、人行道垫层3的施工，人行道基层4和人行道垫层3的厚度分别为50cm和30cm，在人行道垫层3上铺设薄层水泥砂浆；

第二步：按设计要求铺装人行道地砖1，在人行道地砖1的砖缝间填充水泥砂浆，形成砖间灰缝2，将砖间灰缝2的高度控制在人行道地砖1的中部位置，预留出放置碳纤维发热电缆6和电缆夹持架7的空间，同时注意碳纤维发热电缆6的U形转向位置不铺装人行道地砖1；

第三步：在人行道地砖1的砖缝间安装碳纤维发热电缆6和电缆夹持架7，利用电缆夹持架7将碳纤维发热电缆6控制在同一水平高度，电缆夹持架7沿电缆每10cm设置一个，将转向位置的碳纤维发热电缆6安装于人行道地砖1的下方，完成碳纤维发热电缆6的铺设后，补充完成其上方人行道地砖1的铺装，随后在砖缝间继续填入水泥砂浆，对已铺装的人行道地砖1进行平整；

第四步：连接碳纤维发热电缆6、控制开关9、漏电保护装置13，形成串联回路，并外接电源8，安装控制器10、温度传感器11、冰雪探测传感器12，完成整个铺砖人行道电热融冰系统的安装。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非是对本发明范围的任何限定。任何熟悉该领域的普通技术人员根据上述揭示的技术内容做出的任何变更或修饰均应当视为等同的有效实施例，均属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (2)

1.一种铺砖人行道电热融冰结构，其特征在于：整个结构由铺砖式人行道结构和电热融冰系统组成，电热融冰系统安装于铺砖式人行道结构中，起融化铺砖式人行道结构上方覆盖的冰雪的作用；

所述铺砖人行道结构由人行道地砖(1)、砖间灰缝(2)、人行道垫层(3)、人行道基层(4)、地基(5)组成；地基(5)为最低层的承重层，起基础支撑作用，地基(5)之上依次为人行道基层(4)和人行道垫层(3)，人行道基层(4)和人行道垫层(3)为具有一定厚度和刚度的道路结构层，起支撑人行道交通荷载的作用；人行道地砖(1)为具有一定厚度的人行道面层砌体结构，一般采用矩形形式，多块人行道地砖(1)采用一定平面拼装形式，可完整覆盖人行道路面，形成供行人行走的路面结构，人行道地砖(1)之间的间隙采用水泥砂浆等形成砖间灰缝(2)，以防止雨水等渗入人行道地砖(1)下方的人行道垫层(3)、人行道基层(4)、地基(5)；

所述人行道地砖(1)为透水砖，在所述电热融冰系统的加热下，可将碳纤维发热电缆(6)产生的热量传递给其上方覆盖的冰雪，并使其融化，起到除冰的作用；

所述电热融冰系统由碳纤维发热电缆(6)、电缆夹持架(7)、电源(8)、控制开关(9)、控制器(10)、温度传感器(11)、冰雪探测传感器(12)、漏电保护装置(13)组成；所述碳纤维发热电缆(6)在通电条件下，可持续产生融化人行道上覆冰雪的热量，碳纤维发热电缆(6)通过一定数量的电缆夹持架(7)夹持固定于人行道地砖(1)砖缝的中部位置，呈连续U型布置，碳纤维发热电缆(6)在转向位置向下折弯至人行道地砖(1)下方，以避免与人行道地砖(1)发生冲撞；所述电缆夹持架(7)为硅胶材质的T形部件，其下部留有槽口，用于固定夹持碳纤维发热电缆(6)，电缆夹持架(7)的宽度恰为人行道地砖(1)砖缝的宽度，在铺设人行道地砖(1)时，可以使用电缆夹持架(7)作为砖缝限位辅助装置；所述电源(8)为一般市政供电交流电源；控制开关(9)为控制电热融冰系统电路通断的控制装置，其通断受控制器(10)决定；所述控制器(10)是包括温度传感器(11)、冰雪探测传感器(12)在内的综合控制装置，温度传感器(11)用于监测路面温度，冰雪探测传感器(12)用于监测路面上冰雪的赋存情况，如果同时监测到路面温度低于2℃且冰雪厚度大于0，则控制器(10)启动电热融冰系统，通过控制开关(9)连通电源(8)，碳纤维发热电缆(6)开始通电发热，起融化路面冰雪的作用；碳纤维发热电缆(6)、控制开关(9)、漏电保护装置(13)形成串联回路，所述漏电保护装置(13)为监测系统漏电情况的装置，当系统发送漏电时，漏电保护装置(13)自动切断串联回路，起保护碳纤维发热电缆(6)的作用。

2.根据权利要求1所述的一种铺砖人行道电热融冰结构，其施工方法包括四个步骤：

第一步：路基施工：在达到压实度和平整度等设计要求的地基(5)上，依次开展人行道基层(4)、人行道垫层(3)的施工，达到设计标高，使人行道基层(4)、人行道垫层(3)达到压实度和平整度等设计要求，在人行道垫层(3)上铺设薄层水泥砂浆；

第二步：地砖铺设：按设计要求铺装人行道地砖(1)，在人行道地砖(1)的砖缝间填充水泥砂浆，形成砖间灰缝(2)，将砖间灰缝(2)的高度控制在人行道地砖(1)的中部位置，预留出放置碳纤维发热电缆(6)和电缆夹持架(7)的空间，同时注意碳纤维发热电缆(6)的U形转向位置不铺装人行道地砖(1)；

第三步：电缆安装：在人行道地砖(1)的砖缝间安装碳纤维发热电缆(6)和电缆夹持架(7)，利用电缆夹持架(7)将碳纤维发热电缆(6)控制在同一水平高度，将U形转向位置的碳纤维发热电缆(6)安装于人行道地砖(1)的下方，完成碳纤维发热电缆(6)的铺设后，补充完成其上方人行道地砖(1)的铺装，随后在砖缝间继续填入水泥砂浆，对已铺装的人行道地砖(1)进行平整；

第四步：系统安装：连接碳纤维发热电缆(6)、控制开关(9)、漏电保护装置(13)，形成串联回路，并外接电源(8)，安装控制器(10)、温度传感器(11)、冰雪探测传感器(12)，完成整个铺砖人行道电热融冰系统的安装。

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