CN115821670A - 间夹式防冻胀装置及其路基 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种间夹式防冻胀装置及其路基，涉及季节冻土区工程建设技术领域。间夹式防冻胀装置应用于路基，间夹式防冻胀装置包括聚热管、热存储单元和集热单元；集热单元包括超导热板和吸热涂层，超导热板包括吸热端和放热端，吸热涂层喷涂于吸热端的上表面；热存储单元的后立面和前立面均用于搭接放热端，热存储单元为密闭容器，热存储单元的内部充填相变温度为10～30℃的相变材料；聚热管包括相互连通的放热段和吸热段，吸热段搭接在热存储单元的顶部，放热段用于垂直路堤走向从路堤一侧插入，能够有效避免路堤，特别是宽幅路堤，不均匀冻胀、纵向开裂等工程病害的产生，保证路堤的长期稳定性。

Description

间夹式防冻胀装置及其路基

技术领域

本发明涉及季节冻土区工程建设技术领域，具体而言，涉及一种间夹式防冻胀装置及其路基。

背景技术

青藏铁路西格段地处青藏高原东北部，铁路线路穿越青海湖北岸滨海平原、冲积平原、冰原台地，平均海拔3220m，年平均降水量376mm，降水分布不均，大部分集中在7-9月，年平均气温-0.6℃，最冷月1月平均气温为-20.6℃。青藏铁路西格段气候寒冷，冻结能力强，冻结深度较大，最大冻结深度可达1.8m，属于典型深季节冻土区。由此因冻结、融化导致的路基冻胀、融沉等工程病害相对较严重。

近年来由于青藏高原降雨量的不断增加，造成地下水的富集和地下水位的提高，加之气候环境变化的加剧，导致该类地区冻融工程病害的进一步增加，对路基长期稳定性构成重要影响。虽然以往就季节冻土区工程作用下路基病害开展过一些研究，但研究主要针对公路工程，或东北、西北等地区高速铁路工况条件下，路基微冻胀工程作用和影响等问题开展研究。而针对青藏铁路西格段高水位、粗填料、强冻融等特殊条件下的冻融工程病害发育特征、分布规律尚缺乏研究。在常规地区所使用的粗颗粒换填、化学注浆、防水帷幕等方法在该类地区应用中由于受到列车正常行驶、不能中断施工等工程条件限制，以及受到土体冻融强烈作用，导致的处置部位开裂、路基下部整体封闭极为困难，都导致了这些方法难以满足实际工程需要。

发明内容

本发明的目的包括提供了一种间夹式防冻胀装置及其路基，其能够在冷季利用太阳能并转化为热能传递给路基，通过对路基的昼夜持续及平整加热、路基易冻胀部位重点冻融调控，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种间夹式防冻胀装置，应用于路基，间夹式防冻胀装置包括聚热管、热存储单元和集热单元；

集热单元包括超导热板和吸热涂层，超导热板包括吸热端和放热端，吸热涂层喷涂于吸热端的上表面；

热存储单元的后立面和前立面均用于搭接放热端，热存储单元为密闭容器，热存储单元的内部充填相变温度为10～30℃的相变材料；

聚热管包括相互连通的放热段和吸热段，吸热段搭接在热存储单元的顶部，放热段用于垂直路堤走向从路堤一侧插入。

在可选的实施方式中，放热段的轴线与吸热段的轴线之间的高差为0cm～50cm；聚热管由吸热段至放热段形成的方向中，放热段的轴线、吸热段的轴线与水平面形成的仰角为0～5°。

在可选的实施方式中，放热段为圆形管，吸热段为椭圆形管或上下表面为平面、左右表面为弧面的异形管。

在可选的实施方式中，热存储单元的顶面为凹陷的半圆弧形面与水平顶面，两个水平顶面分别连接在半圆弧形面的相对两侧，半圆弧形面的直径与吸热段外表面直径相同，吸热段搭接在半圆弧形面内。

在可选的实施方式中，热存储单元的前立面、后立面与水平底面夹角为45°～90°。

在可选的实施方式中，热存储单元的长度为10～20cm，宽度(460)为10～20cm，水平顶面的宽度为1～5cm。

在可选的实施方式中，集热单元还包括保温板和边框，边框和位于边框内部的保温板上形成上部开口的中空凹槽，超导热板的吸热端从中空凹槽穿入边框内部，通过保温板架空布设于边框内部，超导热板的放热端位于边框外部。

在可选的实施方式中，集热单元还包括中空透光板和遮光板，遮光板可翻转地安装在中空透光板的上方，中空透光板安装在超导热板的吸热端的上方，中空透光板的内部填充有保温气体。

在可选的实施方式中，在集热单元的纵剖面中，集热单元相对于水平底面向上扬起的倾角为0°～10°。

第二方面，本发明提供一种间夹式防冻胀路基，间夹式防冻胀路基包括路堤、路基保温材料和前述实施方式的间夹式防冻胀装置，路基保温材料铺设在路堤的路肩和坡面，并从坡脚向外延伸0-500cm，放热段的末端位于路堤内部，且距离路堤的上表面大于10cm，集热单元和热存储单元位于路堤的一侧。

本发明实施例的间夹式防冻胀装置及其路基的有益效果包括：

1.利用集热单元吸热太阳能并转化为热量、存储于热存储单元，再由聚热管吸收热存储单元的热量，传递给路堤内部，通过对路堤的昼夜持续及平整加热、路堤易冻胀部位重点冻融调控，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生；

2.本实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基与现有工程技术相比具有显著的进步，并且实现对季节冻土区路堤病害中冻融关键要素的控制，起到事半功倍的效果，也实现了路堤地温等值线水平均衡、对称分布，消除路堤热力耦合的差异影响，进一步增强路堤力学场稳定。这些都有效避免路堤，特别是宽幅路堤，不均匀冻胀、纵向开裂等工程病害的产生，保证路堤的长期稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的间夹式防冻胀路基的整体正视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的间夹式防冻胀路基的整体俯视结构示意图；

图3为图1、2中热存储单元的三维结构示意图；

图4为图1、2中热存储单元的正视结构示意图；

图5为图1、2中热存储单元的右视结构示意图；

图6为图1、2中集热单元的俯视结构示意图；

图7为图1、2中集热单元的纵剖结构示意图；

图8为图1、2中集热单元的横剖结构示意图；

图9为聚热管的吸热段、热存储单元及集热单元的搭接方式示意图；

图10为聚热管的吸热段、热存储单元及集热单元的搭接正视结构示意图；

图11为布设聚热管后当年冬季1月15日的模拟地温场示意图。

图标：100-路堤；200-道砟层；300-聚热管；310-放热段；320-吸热段；400-热存储单元；410-水平顶面；420-半圆弧形面；430-后立面；440-前立面；450-热存储单元的长度；460-热存储单元的宽度；470-热存储单元的前立面与水平面夹角；500-集热单元；510-超导热板；511-放热端；512-吸热端；520-吸热涂层；530-保温板；540-中空透光板；550-边框；560-遮光板；570-集热单元布设倾角；600-路基保温材料。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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装置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。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本发明实施例正是针对路基冻胀中的关键科技问题而提出，从路基冻胀产生的“水、土、温”三个必不可少的要素中的“路基温度”着手，通过本发明实施例提供的装置达到控制温度、防控路基冻胀的目的。

请参考图1和图2，本实施例提供了一种间夹式防冻胀路基，间夹式防冻胀路基包括路堤100、道砟层200、间夹式防冻胀装置和路基保温材料600，其中，间夹式防冻胀装置包括聚热管300、热存储单元400和集热单元500。道砟层200铺设在路堤100上部。

路基保温材料600可以选用乙烯泡沫塑料、XPS等一种或多种保温材料组合，厚度可以为5-20cm，铺设在路堤100的路肩和坡面，并从坡脚向外延伸0-500cm。

聚热管300为真空封闭金属管、内部填充工质，充填比例为80～110％，工质为醇类、液氨、液氮或液态二氧化碳等中和一种或多种组合；在聚热管300的内部周边、沿纵向整体布设有吸液芯；聚热管300的管径为6～10cm。

聚热管300包括相互连通的放热段310和吸热段320。其中，聚热管300在路堤100内部沿纵向的布设间距为2m～4m，由此满足冬季太阳照射条件下，前面集热单元500不对后面集热单元500造成太阳光的遮挡和辐射影响；放热段310的轴线与吸热段320的轴线之间的高差为0cm～50cm，根据路堤100高度进行调整，即路堤100高度越高、高差越大。放热段310的轴线与吸热段320的轴线可以平行，也可以不平行。聚热管300由吸热段320至放热段310形成的方向中，放热段310的轴线、吸热段320的轴线与水平面形成的仰角为0～5°；吸热段320的长度为整个聚热管300长度的20％～30％。放热段310的末端位于路堤100内部，且距离路堤100的上表面大于10cm。吸热段320与热存储单元400搭接。吸热段320的顶部及侧面采用保温外壳进行保温隔热处理。

放热段310为圆形管，吸热段320为椭圆形管或上下表面为平面、左右表面为弧面的异形管。

在其它实施例中，聚热管300也可以为直线形结构，放热段310连接在吸热段320的端部、且二者位于同一直线上。

请查阅图3至图5，热存储单元400为密闭容器，其顶面为凹陷的半圆弧形面420与水平顶面410，两个水平顶面410分别连接在半圆弧形面420的相对两侧，半圆弧形面420的直径与吸热段320外表面直径相同；水平顶面410的宽度为1～5cm；热存储单元400的前立面440、后立面430与水平底面夹角470为45°～90°，最佳为70°～80°，这个角度也就是集热单元500与水平底面之间的夹角，在这样的夹角范围内，集热单元500即能够满足冬季集热效能最大化，也能够避免夏季温度过高。

热存储单元400的长度450为10～20cm，宽度460为10～20cm；热存储单元400内部充填相变温度为10°～30℃(优选为15°～25℃)的相变材料，相变材料为固-液或固-固相变材料；其充填量基于可以满足聚热管300全天24小时处于对路堤100内部的供热需求。热存储单元400的底部及侧面通过具有保温功能的外壳进行保温处理，且该外壳与吸热段320周围外壳封闭。

请查阅图6至图10，集热单元500包括保护底板(图中未示出)、超导热板510、吸热涂层520、保温板530、中空透光板540、边框550和遮光板560。超导热板510安装在保护底板上，超导热板510包括吸热端512和放热端511，吸热涂层520喷涂于超导热板510的吸热端512的上表面。其中，边框550和位于边框550内部的保温板530上形成上部开口的中空凹槽，超导热板510的吸热端512从中空凹槽穿入边框550内部，通过保温板530架空布设于边框550内部，超导热板510的放热端511位于边框550外部。

遮光板560可翻转地安装在中空透光板540的上方。中空透光板540安装在保护底板和超导热板510的上方，中空透光板540的内部填充有保温气体，中空透光板540通过保温板530和边框550架空固定于超导热板510的吸热端512。集热单元500的超导热板510的放热端511与热存储单元400的后立面430紧密搭接，相邻的热存储单元400的前立面440与前一个集热单元500的超导热板510的放热端511紧密搭接。吸热段320同一侧的集热单元500之间的间距为20～30cm，集热单元500的宽度为10～20cm，长度为90～150cm，由此形成的集热面积对聚热管300来说相对适中，集热单元500的集热效率与放热段310的放热效率相匹配，不会造成放热段310放热能力未充分发挥，也不会造成集热单元500的集热面积过大、浪费成本。集热单元500一侧长边置于地表或特制仪器支架上，且中空透光板540一侧为向阳侧。在集热单元500的纵剖面中，集热单元500相对于水平底面向上扬起的倾角570为0°～10°(请查阅图10)，以满足超导热板510的工作要求。

请参阅图9，吸热段320与热存储单元400上部的半圆弧形面420紧密搭接，超导热板510的放热端511与热存储单元400的后立面430紧密搭接。请参阅图2，从吸热段320的右端开始，热存储单元400和集热单元500依次搭接，且集热单元500在吸热段320两侧间隔布设。

吸热段320、热存储单元400、集热单元500的超导热板510的放热端511外部整体使用保温外壳进行包裹和保温。

集热单元500通过预制底座固定，确保集热单元500在运行期不会发生变形。

聚热管300通过钻孔布设于路堤100内部，布设过程不会影响道路车辆的正常行驶。

本实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基的工作原理：在冷季白天，太阳光穿过集热单元500的中空透光板540，由吸热涂层520将太阳辐射能转化为热能，吸热涂层520将热能传递至超导热板510的吸热端512，超导热板510的吸热端512在高效传热效率的作用下将热量快速传递至超导热板510的放热端511；放热端511将热量通过热存储单元400的外壳传递至内部相变材料，相变材料通过温度升高和相变的方式将热量存储于热存储单元400内部。白天，相变材料升高的温度加热吸热段320；在晚上，集热单元500停止工作，热存储单元400内部的相变材料通过温度降低和材料相变不断放热，加热吸热段320。吸热段320通过聚热管300内部工质将热量快速传递至放热段310，放热段310不断加热周围路堤100的土体。通过该过程，改善了普通热管只能在白天工作的不足，本实施例提供的聚热管300可以在白天和晚上都不断工作并加热路堤100，减小路堤100的冻结深度，从而减小路基整体的冻胀。

不管白天还是晚上，集热单元500的边框550内部的保温板530及中空透光板540较差的导热性可以大幅减小超导热板510的吸热端512热量向周围环境的散失，提高热能的利用率。吸热段320和热存储单元400周围的保温外壳确保热量传递过程中的最小损耗。路基保温材料600可以在一定程度上减小路堤100在冷季的放热量，从而进一步减小路堤100的冻结深度，减小路基的冻胀。

本发明实施例提供的间夹式防冻胀装置的安装过程：首先平整场地，然后通过钻孔将放热段310插入路堤100，将热存储单元400底部的保温外壳铺设于安装吸热段320的地表，调整保温外壳的高度，即可确保热存储单元400与吸热段320的紧密搭接。然后布设集热单元500，将集热单元500的超导热板510的放热端511与热存储单元400的前立面440和后立面430紧密搭接，将集热单元500的自由端固定在预制底座上。通过相关配件固定吸热段320与热存储单元400、集热单元500之间的搭接。最后安装吸热段320顶部及周围的保温壳，以及在路堤100的路肩、边坡、以及坡脚外侧一定范围内布设路基保温材料600。

在我国西部季节冻土区，冬季多为气候寒冷、大风恶劣环境，白天日照时间短，同时叠加铁路等道路工程两侧安全围栏内场地的限制，都对太阳能的利用方式、光热整体转换效率提升提出更高要求，也是关键技术难度所在。主要在于面临的突出矛盾在于：(1)利用太阳能进行冻胀防控的关键难题在于日照时间和系统吸热工作时间短，与路堤内部传热和放热过程需要长时间工作突出矛盾；(2)在夜晚随着环境温度的降低、路堤处于放热和冻结过程，更需要热能的供给，而此时系统处于停滞状态的突出矛盾；(3)宽度和散热面大、需要热能补充量大，与现场场地有限的突出矛盾。针对这些关键技术的突出矛盾，本发明实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基采用以下手段均能有效解决：

1.本发明实施例通过内部换热过程相变材料的采用，将换热系统白天工作、夜晚停止的间歇式换热过程改变为基本全天24小时长时间、持续供热状态，由此成倍提升系统供热、换热效能；同时通过相变材料15～25℃相变控制温度的设定，进一步提升集热单元500、聚热管300的工作效率。其原因在于：首先，相变材料在相变过程可以吸收(或放出)相比常规材料比热容量上千倍的热量，由此，在本发明实施例整体换热过程，相变材料可以起到“蓄热池”的调节作用。

2.在提升各单元换热效率方面，(1)在白天太阳辐射条件下，对于集热单元500，吸热段320的温度可以达到78～80℃，而对于放热段310，通过相变材料的大量吸热始终可以基本维持在20℃左右状态，由此形成约50～60℃的大温差、良好传热的工作条件；而对于聚热管300，路堤100的土体基本为摄氏几度温度条件，也能在聚热管300的吸热段320、放热段310形成近20℃温差的良好传热工作条件。(2)下午约4～5点至第二天上午9～10点时段，基本无太阳辐射条件下，集热单元500停止工作；相变材料进入放热状态，继续通过相变放热对聚热管300加热；由于本发明实施例通过相变材料的选择、使用量的合理设计，可以使得该工作条件下，持续放热接近第二天上午9～10点时段；(3)路堤100内部传热属于导热过程，由于路堤100的土体导热系数相对较低，聚热管300的放热段310需要较长时段才能将内部传递至较远的范围，传热时间越长、影响范围越大。

与此相反，以往通用太阳能集热、供热方式属于“冲击式”传热过程，白天系统整体温度都很高，整体温度都可以快速达到约50～60℃，同时，只有约上午10点至下午4点，约6～7小时的工作时间；该种方式适用于常规动力高效换热系统，对于本发明实施例涉及的领域自主、无动力工作体系则浪费很大，且效能受到很大影响。

通过上述分析可以看到，本发明实施例相对已有技术具有如下突出创新性、先进性：

1.改变以往工作模式，将已有直接换热模式改变为间距“蓄热式”间接加热模式；

2.成倍提升系统工作效率，有效解决整体换热效率难题；

3.通过效能的合理利用，有助于管间距的增大、建设成本的降低。

特别是在现场低高度空间条件下，现场系统整体稳定性的提升，在稳定性方面，本实施例中，集热单元500采用高度低、数量多、相互并联方式，不仅增加装置整体在我国西部大风恶劣环境下的稳定性，而且集热单元500重心的降低有助于装置的整体装置稳定性的增加，同时，并联方式确保单个集热单元500的实效并不会对整个系统的运行构成影响，从而保证聚热管300的长期、稳定工作。

为验证本发明实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基的调控效能，结合青藏铁路环青海湖段现场地质情况，进行工程措施作用下的数值模拟计算。

实例：在道砟层200高度为1.3m、路堤100高度为1.8m、顶面宽度为12m的青藏铁路环湖段路基阴坡一侧坡面上。聚热管300的放热段310长7m，以水平方式从0.5m高度全部插入路堤100内部，聚热管300的吸热段320长为3m。路堤100的路肩及坡面布设路基保温材料600，路基保温材料600的厚度为0.1m。在加热系统设置中，聚热管300的传热量是以线性热流形式加载，热对流换热系数按照普通热管的1/3取值计算。

在该工况下，10月25日时，青藏铁路环青海湖段路基表层已经开始冻结，此时，聚热管300开始工作，在当年冬季1月15日，布设聚热管300的模拟计算地温图如图11所示，可以看出，(1)从地温值来看，路堤100大部分区域的地温处于正温状态，在路堤100的阴坡一侧，大部分道砟层200和路堤100基本都处于相对高的区域，路堤100的阳坡一侧脚处的冻深较大，但整体而言，阴坡一侧加热的热量向阳坡一侧传递，提高了阳坡一侧的整体温度，对于路面而言，道砟层200基本没有水分存在，负温的存在不会产生冻胀，所以，该措施可完全消除路堤100冻胀的影响；(2)在地温场形态特性方面，地温等值线整体呈现水平、相互平行的形态特性，特别是0℃等温线分布平整，即冻结区域、正温区域相互平行，其中，冻结区域在路堤100上部仅有少量、呈薄层线分布，且均匀、对称分布，能有效解决冻土工程难题。

本发明实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基的有益效果包括：

1.与现有注浆工程技术相比，本实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基，首先，聚热管300是从路堤100下部以大致水平的方向向路堤100内部延伸，主要覆盖路堤100底部大部分区域，相比现有注浆工程中竖直向下钻孔，可以减少钻孔数量和钻孔深度，其次，现有注浆工程会改变路堤100的工程结构，本实施例中主要为改变路堤100的热学性质，主要作用于路堤100中水分富集、冻结后产生体积膨胀的区域，不改变路堤100原有的工程结构；

2.与现有电加热工程技术相比，现有电加热工程通过路堤内部电加热措施对路堤加热，需要外在电力供给，要求专门电力线路修建和布设，每年不仅大量消耗电力资源，而且内部电子电加热系统在野外使用条件下，发生故障的运维成本大，本实施例提供的加热增温防冻胀装置及其路基没有外在动力能源、自主循环，通过充分利用当地丰富太阳能资源，实现对路堤100加热的目的，节省能源，绿色环保；

3.在施工方面，本实施例解决了现有工程施工的难题。本实施例中施工部位在路堤的一侧或两侧，施工方式为水平打孔，对路堤为点式施工，对路堤填土钻进速度快，开孔口径小，对路堤稳定性没有影响；而且在实施过程中仅为开孔、插孔，没有以往注浆、换填等措施，不会对路堤产生大范围扰动和力学性质的改变，这些都进一步保证了原有路堤的稳定，施工过程对列车正常行驶不构成影响，实现了在列车行驶条件下工程施工的要求。

综上，本实施例提供的间夹式防冻胀装置及其路基与现有工程技术相比具有显著的进步，并且实现对季节冻土区路堤病害中冻融关键要素的控制，起到事半功倍的效果，也实现了路堤地温等值线水平均衡、对称分布，消除路堤热力耦合的差异影响，进一步增强路堤力学场稳定。这些都有效避免路堤，特别是宽幅路堤，不均匀冻胀、纵向开裂等工程病害的产生，保证路堤的长期稳定性，因此本发明实施例具有突出科学性和先进性。

在稳定性方面，本实施例中的集热单元500采用板式集热方式，不仅增加装置整体在我国西部大风恶劣环境下的稳定性，而且集热单元500的重心降低有助于装置的整体热循环推力的形成和增加，并保证整个循环和换热过程的顺畅、高效工作。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种间夹式防冻胀装置，应用于路基，其特征在于，所述间夹式防冻胀装置包括聚热管(300)、热存储单元(400)和集热单元(500)；

所述集热单元(500)包括超导热板(510)和吸热涂层(520)，所述超导热板(510)包括吸热端(512)和放热端(511)，所述吸热涂层(520)喷涂于所述吸热端(512)的上表面；

所述热存储单元(400)的后立面(430)和前立面(440)均用于搭接所述放热端(511)，所述热存储单元(400)为密闭容器，所述热存储单元(400)的内部充填相变温度为10～30℃的相变材料；

所述聚热管(300)包括相互连通的放热段(310)和吸热段(320)，所述吸热段(320)搭接在所述热存储单元(400)的顶部，所述放热段(310)用于垂直路堤(100)走向从路堤(100)一侧插入。

2.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述放热段(310)的轴线与所述吸热段(320)的轴线之间的高差为0cm～50cm；所述聚热管(300)由所述吸热段(320)至所述放热段(310)形成的方向中，所述放热段(310)的轴线、所述吸热段(320)的轴线与水平面形成的仰角为0～5°。

3.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述放热段(310)为圆形管，所述吸热段(320)为椭圆形管或上下表面为平面、左右表面为弧面的异形管。

4.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述热存储单元(400)的顶面为凹陷的半圆弧形面(420)与水平顶面(410)，两个所述水平顶面(410)分别连接在所述半圆弧形面(420)的相对两侧，所述半圆弧形面(420)的直径与所述吸热段(320)外表面直径相同，所述吸热段(320)搭接在所述半圆弧形面(420)内。

5.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述热存储单元(400)的所述前立面(440)、所述后立面(430)与水平底面夹角(470)为45°～90°。

6.根据权利要求4所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述热存储单元(400)的长度(450)为10～20cm，宽度(460)为10～20cm，所述水平顶面(410)的宽度为1～5cm。

7.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述集热单元(500)还包括保温板(530)和边框(550)，所述边框(550)和位于所述边框(550)内部的所述保温板(530)上形成上部开口的中空凹槽，所述超导热板(510)的所述吸热端(512)从所述中空凹槽穿入所述边框(550)内部，通过所述保温板(530)架空布设于所述边框(550)内部，所述超导热板(510)的所述放热端(511)位于所述边框(550)外部。

8.根据权利要求7所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，所述集热单元(500)还包括中空透光板(540)和遮光板(560)，所述遮光板(560)可翻转地安装在所述中空透光板(540)的上方，所述中空透光板(540)安装在所述超导热板(510)的所述吸热端(512)的上方，所述中空透光板(540)的内部填充有保温气体。

9.根据权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，其特征在于，在所述集热单元(500)的纵剖面中，所述集热单元(500)相对于水平底面向上扬起的倾角(570)为0°～10°。

10.一种间夹式防冻胀路基，其特征在于，所述间夹式防冻胀路基包括路堤(100)、路基保温材料(600)和权利要求1所述的间夹式防冻胀装置，所述路基保温材料(600)铺设在所述路堤(100)的路肩和坡面，并从坡脚向外延伸0-500cm，所述放热段(310)的末端位于所述路堤(100)内部，且距离所述路堤(100)的上表面大于10cm，所述集热单元(500)和所述热存储单元(400)位于所述路堤(100)的一侧。

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