CN203451969U - 一种除雪道路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种除雪道路，包括路基和路面，其特征在于：在路基和路面之间还设有恒温层，所述的恒温层（2）包括温控装置、发热装置和隔热保温层，发热装置负责产生热量，温控装置控制发热装置，以避免过热或者过冷；发热装置置于隔热保温层之上。恒温层的作用在于让道路维持在一个零度以上的温度区间，以避免温度过低，而造成积雪堆积；当温度过低时（通常低于零度）启动加热程序，当温度升高到一定的程度时则停止加热。本实用新型的有益效果在于：可实现全天候、自动化、无人干预的除雪道路，大大提高了除雪的效率，降低了下雪天给交通带来的压力。

Description

一种除雪道路

技术领域

本实用新型涉及一种交通道路，特别是一种除雪道路。

背景技术

随着我国城市道路与公路建设的高速发展，城市道路越建越长，越建越宽，高等级公路建设的里程也快速延伸。这对冬季的北方来说，意味着需要及时清除冰雪的道路越来越长、面积越来越大。显然，传统的人工除雪方式已经不能适应公路与道路的增长的需求。如何快速、经济、科学地清除城市与公路的冰雪，已经成为保障北方道路与公路冬季畅通的难题。

道路、公路积雪依据所处地理位置、降雪量、气温、车路比例等情况不同，一般分为三种形式，即自然积雪，压实积雪和融冻冰雪。三种形式的积雪密度明显不同，自然积雪、压实积雪的密度一般在0.25-0.6g/cm3；融冻冰雪的密度接近于1g/cm3。路面积雪密度越大，硬度越高，与路面的结合力越强，清除时消耗的能量就越大。在国外，城市人口密度、车路比例都比较小，清除及时，基本不存在压实积雪。因此，以研究清除浮雪为主。我国北方沈阳以南地区，冬季降雪含水量大，路面积雪经车轮碾压后呈团装，易破碎，清除阻力小，采用清除浮雪的设备亦可解决问题。如采用铲除式除雪设备、推土机等可很快恢复道路的畅通。而沈阳以北广大地区多属大陆性气候，冬季干旱，降雪含水量少，温度低，特别市城市街道易形成压实积雪，清除困难，尽管这方面已有大量研究，但是受经济条件、管理机制、路况条件、研制设备实用性等方面的因素的影响，城市道路与公路冰雪清除技术的发展，尚不能适应现代交通高速发展的需求。对公路、道路冰雪清除的研究经历了人工除雪、机械除雪和控制路面积雪形成等几个阶段。目前，国内外清除冰雪所采用的方法主要有机械除雪、高压气流吹积雪、化学融雪、物理除雪和人工冰雪等几种方法。

但是这些方法有几个缺点：

首先，这些都是属于事后补救的模式，不能及时解决道路积雪的问题，一般都是下雪过后，组织各种除雪设施上路除雪。

其次，消耗大量的人力。每次为了尽快让交通畅通，往往需要在短时间内消除公路积雪的问题，这需要集结大量的人力、物力、财力。

再次，使用除雪剂会对环境照成破坏，除雪剂属于一种化学药剂，对植被和环境有影响；即便是采用食盐融雪，也会造成土地盐化的问题，破坏土壤。

此外，中国专利，申请号为“200810026401.9”，名叫“一种可发热的公路”的申请,公开了一种可发热的公路，该公路由三层构成,底层为路基,中间层为发热体,表路面为导热保护层;所述的发热体为多条成网状且并联连接的发热丝;所述的导热保护层为一层沥青。利用发热丝对公路的加热作用,有效防止在冬天时公路积雪或结冰,保证汽车行车安全。

该专利虽然解决了融雪的问题，但是，没有对发热量加以控制，过热的温度势必会对马路及路上的车辆、行人造成伤害；而且，发热丝也不安全；同时，发热丝的热量没有进行保护，热量会同时向表路面和路基散发，导致能源浪费，工作效率偏低。

中国专利，申请号为“201110185630.7”，名叫“自动融雪、除冰道路”的申请，公开了一种自动融雪、除冰道路，包括路面和路基，在路面的下方设置有多个塑料管网散热器，这些塑料管网散热器通过管接头依次级联，形成散热系统，该散热系统通过循环泵与辅助热源连接，塑料管网散热器内充满传导介质，启动循环泵后，传导介质在辅助热源与散热系统之间循环流动，把热能传导到路面内，使路面温度上升，从而加速积雪冰冻的融化。通过传导介质将辅助热源采集的热能传导到路面，使之温度升高，能够在短时间内融化路面的积雪、冰冻，省时、省工、省力，无污染，节能，环保。

该申请的缺点在于，该装置在雪后启动，虽然效率比人工有所提高，但依然属于事后处理，并且，由于热量向四处扩散，造成能源的浪费。

中国专利，申请号为“201010599451.3”，名叫“道路融雪化冰碳纤维加热系统”的专利申请，公开了一种道路融雪化冰碳纤维加热系统，包括路床基层,在路床基层的上表面设置发泡水泥层,在发泡水泥层的上表面设置路面铺装层,在发泡水泥层与路面铺装层之间设置碳纤维。将碳纤维的两端连接电源,启动碳纤维工作电源,使碳纤维升温加热,在发泡水泥层的隔热作用下,碳纤维将主要热量向路面发散,使路面的温度保持在结冰点以上,使冰雪融化成水,因此保持了交通畅通。

该申请的缺点在于碳纤维的成本较高，而且外围没有保护，容易脆断，技术尚未完全成熟；同时，该系统依赖电力网络，在电网不达的地方，难以工作。

中国专利，申请号为“200910217969.3”，名叫“道路集热与融雪化冰释热的能量梯级系统”的专利申请，公开了一种道路集热与融雪化冰释热的能量梯级系统，提出管网布置、流程和温位控制的能量梯级系统和分布式控制方法,将能量梯级双流程管网布置模式和全天候实时调节模式应用于道路及其类似的建筑结构体的太阳能集热吸热和融雪化冰释热的热流体循环系统。该系统和流程控制方法在路面太阳能集热和冬季融雪化冰两个过程的联动系统中,强化路面内部换热,既保证夏季太阳能的有效收集,实现循环流体更高出口温度;又达到冬季交通路面中间路段积雪和结冰速化,改善交通路面状况,实现双循环流体在夏季集热和冬季释热过程中能量最大利用率。

中国专利，申请号为“200820018134.6”，名叫“加热除冰雪道路”的专利申请，公开了一种加热除冰雪道路,它包括埋设在混凝土道路中的导热管及道路两侧的主管路,道路中的导热管之间的内孔相互连通并与道路两侧的主管路连通,在导热管上设有散热片,它们均埋设于混凝土道路中,在管路上设有输入、输出管口,混凝土道路的四周及底部设有保温层,向管路供热的是一种车载式高压蒸汽锅炉,它由高压蒸汽锅炉、燃料燃烧器、运输车辆组成,工作时,燃烧器将锅炉内的水加热转换成高温高压蒸汽通过管路输送到混凝土道路中的各个导热管中,将热量传递给道路使其升温,达到融化冰雪的目的,上述方案可以应用于机场跑道与公路。

该方案需要通过运输工具运输热能给装置提供能量，其本身就在雪天运输，而且高压的锅炉在雪地里行驶有相当的安全隐患；并且，该方法依然是事后处理，其时效性不高。

为此，需要设计一种更好的道路除雪的方法或者装置，以避免上述的问题。

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种可以发热、保温的道路，以便及时除雪，保持道路畅通，防止积雪的形成；同时还能提高能源的利用率，并且可以自动工作，减少人工干预的除雪道路。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种除雪道路，包括路基和路面，其特征在于：在路基和路面之间还设有恒温层，恒温层为路面输送热能，防止道路积雪形成。通常恒温层可以设置一个温度工作区间，以避免温度过低，而造成积雪堆积；同时也要避免温度过高，给道路带来安全问题和热能的浪费；当温度过低时（通常低于零度）启动加热程序，当温度升高到一定的程度时则停止加热。

进一步，还包括自主供能系统，所述自主供能系统为恒温层提供工作所需能源。以维持整个设备的正常运转。

更进一步，所述的自主供能系统为发电装置或者集热装置。发电装置是将其他能源转化成电能，来为恒温层提供电能；而集热装置则是直接将外部能源转化成热能供恒温层实用。

进一步，所述的恒温层包括温控装置、发热装置和隔热保温层，发热装置负责给道路输送热能，温控装置则负责控制热能输送的量，以保持道路在一个适当的温度区间，防止道路过热或者过冷。通常对温控装置设置一个温度区间阀值，当温度低于该温度区间的下限时，温控装置启动加热程序；当温度升到温度区间的上限时，则停止加热。发热装置置于隔热保温层之上，避免热量往地下散失，造成浪费。

进一步，还包括供能设备，所述供能设备通过温控装置与发热装置相连，为发热装置提供能源。这样整个装置可以成为一个自组织的系统，具有更大的独立性和适应能力。所述供能设备可以是

进一步，所述的发热装置为发热电缆，发热电缆铺设在隔热保温层之上，温控装置与发热电缆相连，对发热量进行控制。发热量的变化会带来温度的变化，通过监控温度变化，来控制发热电缆工作。更进一步，将发热电缆以网状隔间铺设在隔热保温层上，降低温度梯度，保持温度均匀。

更进一步，所述发热电缆为碳纤维发热电缆，提高发热效率，降低电磁辐射，还具有理疗作用，绿色环保。

进一步，所述的发热装置包括导热管、循环泵、加热器，导热管通过循环泵和加热器连接形成一个封闭的回路，导热管中装有导热液，加热器给导热液加热，整个装置由温控装置控制。所述温控装置可以为温控开关。更进一步，导热管铺设成网状，降低温度梯度，保持温度均匀。

更进一步，导热液选用熔点为零度以下的液体，一般为发热装置水或者油。优选为水。水作为导热液最为经济，而且，可以利用自然雨水对导热管中的水损耗进行自然补给。

更进一步，所述的导热管可以是金属管或者塑料管。优选改性塑料管，改性塑料管有很好的弹性，抗腐蚀，不易生锈，而且，比较经济。

进一步，所述的加热器为燃气加热装置或者电加热装置或者太阳能加热器或者混合加热装置。由于目前燃气管道和电路普及面比较广，可以充分利用这些能源，避免重复投资，浪费资源。优选太阳能加热器，太阳能加热器可以实现更好的热能转化，避免了能源经过多次转化而导致的转化率低下的问题，而且，不需要提供额外的能源。

更进一步，所述的电加热装置还外接有供电装置。在一些荒野的地方，由于能源供应不到，为了保证系统能够正常工作，可以为装置提供一个供电装置，一般为发电机或者电池，发电机可以是内燃机发电机。

更进一步，所述供电装置优选为太阳能发电装置或者风能发电装置。在一些太阳能比较丰富或者风能丰富的地方，优选使用太阳能发电装置或者风能发电装置，可以很好的利用自然资源，而且绿色环保。优选为太阳能电池，太阳能电池比较安静，不会产生噪音，绿色环保。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、可实现全天候、自动化、无人干预的除雪道路，大大提高了除雪的效率，降低了下雪天给交通带来的压力。

2、恒温层的作用可以避免热量的损失，提高了资源和能源的利用率。

3、自给自足的能源供应系统则提供了产品的适应范围，在一些偏僻的地方依然可以实施。

附图说明

图1是本实用新型除雪道路层次结构。

图2是管道恒温层结构图。

图3是发热电缆恒温层结构图。

图4是带太阳能的发热电缆恒温层结构图

图中标记：1为路面，2为恒温层，3为路基，2-1为塑料管道，2-2为发热电缆。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

如图1和3所示，一种除雪道路，包括路基3和路面1，其特征在于：在路基3和路面1之间还设有加热保温层2。所述加热保温层2包括发热电缆2-2、温控装置和隔热保温板，发热电缆2-2由温控装置控制，发热电缆2-2负责提供热能，温控装置的作用在于让道路维持在一个零度以上的温度区间，以避免温度过低，而造成积雪堆积；也要防止温度过高，带来安全问题，和能源浪费；当温度过低时（通常低于零度）温控装置启动发热电缆2-2工作，当温度升高到一定的程度时温控装置则停止发热电缆2-2工作，加热电缆2-2置于保温隔热板之上，防止热量流失。

本实施例的有益效果在于：实现了全天候、自动化，可无人干预的除雪道路；同时也提高了安全性，提高了热能的使用效率。

实施例2：

如图1和4所述，在实施例1的基础上，添加一个太阳能电池，太阳能电池负责给发热电缆2-2提供电能。

本实施例的有益效果在于：整个装置独立性更强，自成一个独立的微系统，适合在一些偏僻的地方应用。

实施例3：

如图1和2所示，一种除雪道路，包括路基3、恒温层2和路面1，其中恒温层2包括导热管、循环泵、温控装置、电热器和隔热保温层，导热管将循环泵和加热装置连成一个封闭的回路，导热管平铺在保温层上，温控器与循环泵和加热装置相连；导热管中装有水，电热器负责给水加热，循环泵则负责将加热后的水在导热管中流动起来，以保证各个区域温度的平衡；温控器则负责整个区域温度的调节，防止过高或者过低；导热管负责向道路释放热能；当温度低于设定的阀值时，温控器就启动加热装置和循环泵，水被加热装置加热之后，通过循环泵的作用在带着储有热量的水在导热管中流动，经过导热管将热能散发到道路上；当温度高于温控器设定的阀值时，温控器则切断加热装置和循环泵，以便节约能源。

本实施例的有益效果在于：降低了成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种除雪道路，包括路基（3）和路面（1），其特征在于：在路基（3）和路面（1）之间还设有恒温层（2），恒温层（2）为路面（1）输送热能，防止路面积雪形成，所述的恒温层（2）包括温控装置、发热装置和隔热保温层，发热装置负责产生热量，温控装置控制发热装置，以避免过热或者过冷；发热装置置于隔热保温层之上。

2.如权利要求1所述的除雪道路，其特征在于：还包括自主供能系统，所述自主供能系统为恒温层提供工作所需能源。

3.如权利要求1所述的除雪道路，其特征在于：所述的发热装置为发热电缆（2-2），发热电缆（2-2）铺设在隔热保温层上，温控装置与发热电缆（2-2）连接，对温度进行控制。

4.如权利要求3所述的除雪道路，其特征在于：所述的发热电缆为碳纤维发热电缆。

5.如权利要求1所述的除雪道路，其特征在于：所述的发热装置包括导热管、循环泵和加热器，导热管通过循环泵和加热器连接形成一个封闭的回路，导热管中装有导热液，加热器给导热液加热，整个装置由温控装置控制。

6.如权利要求5所述的除雪道路，其特征在于：所述的导热液为水。

7.如权利要求5所述的除雪道路，其特征在于：所述的导热管为改性塑料管。

8.如权利要求5所述的除雪道路，其特征在于：所述的加热器为燃气加热装置或者电加热装置或太阳能加热装置或者混合加热装置。

9.如权利要求2所述的除雪道路，其特征在于：所述的自主供能系统为发电装置或者集热装置。

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