CN112853864B - 一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路桥梁工程技术领域，涉及一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，包括从上至下依次布置的沥青复合层、碳纤维复合层和混凝土层，还包括多组均布设置的防凝结组件，防凝结组件包括空压机；第一增压装置，其入口端与空压机的出口连通；主金属管，埋设在混凝土层内，其中段与第一增压装置的出口端连通；至少一个分支金属管，埋设在混凝土层内，其一端与主金属管连通；多个喷头设在分支金属管的上方，埋设在沥青复合层内，喷头的上表面与沥青复合层的上表面平齐，喷头通过第一连接管与分支金属管连通；加热装置设在主金属管上，对经由主金属管流通的空气进行加热。本发明可及时去除冰雪，减少交通事故的发生，保证行车安全性。
Description
技术领域
本发明属于道路桥梁工程技术领域，具体涉及一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构。
背景技术
桥面铺装指的是为保护桥面板和分布车轮的集中荷载，用沥青混凝土、水泥混凝土、高分子聚合物等材料铺筑在桥面板上的保护层。
目前的桥面铺装结构，在冬天雨雪天气，气温骤降的条件下，极易在表层形成冰层，从而导致其抗滑能力大幅度降低，造成车辆或者行人的打滑，降低了道路的安全性能，也容易产生恶性交通事故，严重时，还会危及生命和财产的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，以解决上述提出的技术问题。
本发明的技术方案是：
一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，包括从上至下依次布置的沥青复合层、碳纤维复合层和混凝土层，还包括多组均布设置的用于抗冰雪的防凝结组件，所述防凝结组件包括：
外设的空压机；
第一增压装置，其入口端与所述空压机的出口连通；
主金属管，埋设在所述混凝土层内，其中段与所述第一增压装置的出口端连通；
至少一个分支金属管，埋设在所述混凝土层内，其一端与所述主金属管连通；
多个喷头，设置在所述分支金属管的上方，埋设在所述沥青复合层内，所述喷头的上表面与所述沥青复合层的上表面平齐，所述喷头通过第一连接管与所述分支金属管连通；
加热装置，设置在所述主金属管上，用于对经由主金属管流通的空气进行加热。
优选的，所述加热装置包括外设的控制器和温湿度传感器，所述控制器和温湿度传感器电连接，所述控制器还电连接有电阻丝加热管，所述电阻丝加热管穿设在所述主金属管内。
优选的，所述电阻丝加热管有多个且均布设置在所述主金属管内，所述电阻丝加热管与所述主金属管的内壁固定。
优选的，所述分支金属管上还设置有多个用于补压的第二增压装置，所述第二增压装置设置在相邻的两个第一连接管之间。
优选的，所述第一连接管上设置有用于增加气流流速的拉瓦尔管。
优选的，所述沥青复合层包括沥青混凝土基体和埋设在沥青混凝土基体内的铜骨架，所述沥青混凝土基体由沥青混合料和抗凝结组合物组成，所述沥青混合料和抗凝结组合物的质量百分比是200：1。
优选的，所述抗凝结组合物由氯化钠、增强剂和缓释剂组成，所述氯化钠、增强剂和缓释剂的质量百分比是5：3：2。
优选的，所述碳纤维复合层包括钨铜合金基体，所述钨铜合金基体内有多个相互平行且水平放置的碳纤维片体，所述碳纤维片体上垂直穿设有多个第一碳纤维条，所述第一碳纤维条与所述碳纤维片体固定，所述第一碳纤维条的两端分别连接有第一导热片和第二导热片，所述第一导热片埋设在所述沥青复合层内且与所述铜骨架固定，所述第二导热片与所述分支金属管的外侧壁固定。
优选的，所述碳纤维片体包括横纵交错编织在一起的多个第二碳纤维条。
与现有技术相比，本发明提供的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，可及时去除道路、桥梁上的冰雪，大幅减少交通事故的发生，保证行车安全性，实用性好，特别适用于冬季道路出现冰雪的地区，值得推广。
附图说明
图1为本发明的整体结构的示意图；
图2为本发明的局部结构的示意图一；
图3为本发明的局部结构的示意图二；
图4为本发明的局部结构的示意图三；
图5为本发明的局部结构的示意图四。
具体实施方式
本发明提供了一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，下面结合图1到图5的结构示意图，对本发明进行说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，包括从上至下依次铺设在桥面基础结构上的沥青复合层9、碳纤维复合层10和混凝土层11，还包括多组均布设置的用于抗冰雪的防凝结组件。
如图2和图3所示，所述防凝结组件的结构具体包括外设的空压机1，该空压机1用于将外部的空气吸入并压缩送进第一增压装置2，第一增压装置2的入口端与空压机1的出口连通，用于将压缩后的空气压力进行提升，提升后的空气压力在2～2.5个大气压力。
在混凝土层11内埋设有水平布置的主金属管6，且主金属管6与第一增压装置2的出口端垂直布置，主金属管6的中段与第一增压装置2的出口端连通。
在混凝土层11内埋设有至少一个分支金属管7，分支金属管7的一端与所述主金属管6连通，至少一个分支金属管7和主金属管6组成梳齿状的整体结构。
在分支金属管7的上方依次设置有多个喷头4，多个喷头4呈直线状排列，喷头4埋设在沥青复合层9内，喷头4的上表面与沥青复合层9的上表面平齐，喷头4通过第一连接管与分支金属管7连通。
在主金属管6上设置有加热装置8，加热装置8用于对经由主金属管6流通的空气进行加热。
进一步的，加热装置8的结构包括外设的控制器和温湿度传感器，控制器和温湿度传感器电连接，控制器还电连接有电阻丝加热管81，电阻丝加热管81穿设在主金属管6内。
进一步的，如图4所示，电阻丝加热管81的结构具体包括有多个且均布设置在主金属管6内，电阻丝加热管81与主金属管6的内壁固定。
进一步的，沥青复合层9的结构具体包括沥青混凝土基体和埋设在沥青混凝土基体内的铜骨架，沥青混凝土基体由沥青混合料和抗凝结组合物组成，沥青混合料和抗凝结组合物的质量百分比是200：1。
进一步的，抗凝结组合物由氯化钠、增强剂和缓释剂组成，氯化钠、增强剂和缓释剂的质量百分比是5：3：2。
进一步的，如图5所示，碳纤维复合层10的结构具体包括导热性能及强度极好的钨铜合金基体103，钨铜合金基体103内有多个相互平行且水平放置的碳纤维片体，碳纤维片体上垂直穿设有多个第一碳纤维条102，第一碳纤维条102与碳纤维片体固定，第一碳纤维条102的两端分别连接有用于传导热量的第一导热片和第二导热片，第一导热片埋设在沥青复合层9内且与铜骨架固定，第二导热片与分支金属管7的外侧壁固定。
其中，由于第一碳纤维条102是沿着其纤维方向布置的，在该方向上，第一碳纤维条102的热传导性能最好。
进一步的，碳纤维片体包括横纵交错编织在一起的多个第二碳纤维条101，多个第二碳纤维条101构成了支撑结构，使得整个结构的强度得到增强。
本发明在使用的时候，温湿度传感器实时采集空气温湿度，并把采集到的温湿度数据实时送入控制器，在控制器内和预设的条件阈值数据作比较，当控制器判定为雨雪天气，且外部气温较低的情况下，发送控制指令给空压机1，启动外设的空压机1，将外部的空气吸入并压缩送进第一增压装置2，第一增压装置2将压缩后的空气压力提升到2～2.5个大气压力后，加压空气经由主金属管6、分支金属管7、第一连接管和喷头4喷出，从而在喷头4的周边形成圆形的气膜结构。由于加热装置8实时对流通过主金属管6内的空气进行加热，因此，经由主金属管6的空气温度上升，使得形成的气膜结构的温度提高，当有雨雪时，气膜结构可以将雨雪冲向喷头4周边，同时由于热传导的作用，可以将雨雪同步融化，防止雨雪进一步落在地面形成凝冰层。
主金属管6由于埋设在地内层的混凝土层11结构中，加热的空气在热传导的作用下还可以依次将主金属管6、混凝土层11、沥青复合层9加热，当加热的空气在分支金属管7中通行时，热传导的作用下热量还可以依次经分支金属管7、第二导热片、第一碳纤维条102、第一导热片和铜骨架，使得沥青复合层9的温度高于空气温度，从而有助于将下落在沥青复合层9上的雨雪残留快速蒸发成水蒸气，使得雨雪在沥青复合层9上表面的残留时间最短，最大可能的提高道路的通行性。
实施例2
进一步的，为了进一步的提高压缩后的空气压力、使得形成的气膜结构稳定性最好，在分支金属管7上还设置有多个用于补压的第二增压装置3，第二增压装置3设置在相邻的两个第一连接管之间，这样多个气膜结构面依次相连，可以构成整个防护面。
实施例3
进一步的，为了增强空气流速，提高工作效率，在第一连接管上设置有用于增加气流流速的拉瓦尔管5。
拉瓦尔管5可以最大程度地提高空气流速，使得气膜结构更加稳定。
与现有技术相比，本发明提供的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其可及时去除道路、桥梁上的冰雪，大幅减少交通事故的发生，保证行车安全性，实用性好，特别适用于冬季道路出现冰雪的地区，值得推广。
以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，包括从上至下依次布置的沥青复合层（9）、碳纤维复合层（10）和混凝土层（11），还包括多组均布设置的用于抗冰雪的防凝结组件，所述防凝结组件包括：
外设的空压机（1）；
第一增压装置（2），其入口端与所述空压机（1）的出口连通；
主金属管（6），埋设在所述混凝土层（11）内，其中段与所述第一增压装置（2）的出口端连通；
至少一个分支金属管（7），埋设在所述混凝土层（11）内，其一端与所述主金属管（6）连通；
多个喷头（4），设置在所述分支金属管（7）的上方，埋设在所述沥青复合层（9）内，所述喷头（4）的上表面与所述沥青复合层（9）的上表面平齐，所述喷头（4）通过第一连接管与所述分支金属管（7）连通；
加热装置（8），设置在所述主金属管（6）上，用于对经由主金属管（6）流通的空气进行加热；
所述沥青复合层（9）包括沥青混凝土基体和埋设在沥青混凝土基体内的铜骨架；
所述碳纤维复合层（10）包括钨铜合金基体（103），所述钨铜合金基体（103）内有多个相互平行且水平放置的碳纤维片体，所述碳纤维片体上垂直穿设有多个第一碳纤维条（102），所述第一碳纤维条（102）与所述碳纤维片体固定，所述第一碳纤维条（102）的两端分别连接有第一导热片和第二导热片，所述第一导热片埋设在所述沥青复合层（9）内且与所述铜骨架固定，所述第二导热片与所述分支金属管（7）的外侧壁固定。
2.根据权利要求1所述的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，所述加热装置（8）包括外设的控制器和温湿度传感器，所述控制器和温湿度传感器电连接，所述控制器还电连接有电阻丝加热管（81），所述电阻丝加热管（81）穿设在所述主金属管（6）内。
3.根据权利要求2所述的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，所述电阻丝加热管（81）有多个且均布设置在所述主金属管（6）内，所述电阻丝加热管（81）与所述主金属管（6）的内壁固定。
4.根据权利要求1所述的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，所述分支金属管（7）上还设置有多个用于补压的第二增压装置（3），所述第二增压装置（3）设置在相邻的两个第一连接管之间。
5.根据权利要求1所述的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，所述第一连接管上设置有用于增加气流流速的拉瓦尔管（5）。
6.根据权利要求1所述的一种主动抗冰雪的桥面沥青铺装结构，其特征在于，所述碳纤维片体包括横纵交错编织在一起的多个第二碳纤维条（101）。
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