CN206034218U - 一种热棒‑块石层降温复合路基 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热棒‑块石层降温复合路基。多年冻土区高等级公路的发展，使得现有冻土路基结构的适用条件发生了很大改变，其冷却降温效率将不足以降低宽幅高等级公路路基及下伏土体的温度。本实用新型包括路面结构、路基填土、块石层和热棒；冻土地基上方自下而上依次填筑有块石层、路基填土和路面结构；热棒中部弯折，分成蒸发段和冷凝段，蒸发段埋设于块石层的顶部或其上部的路基填土中，冷凝段位于路基外，蒸发段和冷凝段均斜向向上布置。本实用新型的路基结构充分利用了热棒与块石层的“热半导体”特性，将二者取长补短，有效组合，大大增强其降温性能，结构简单，施工简便，无需外界动力，且具有比单一降温结构更高的降温能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种道路结构形式，具体涉及一种热棒-块石层降温复合路基。
背景技术
冻土是指具有负温和含冰的土体和岩石，由于冰以及未冻水的存在，其性质极其复杂且对温度极为敏感。我国多年冻土面积约占国土面积的22.4%，是世界第三冻土大国。在多年冻土区，道路工程施工以及全球气温变暖都会引起冻土的升温退化，给工程带来融沉病害，严重危害多年冻土区道路工程的稳定性。
青藏铁路冻土路基采用了一系列保护冻土的技术措施，例如热棒，块石层，碎石护坡，通风管和保温板等，监测数据表明这些措施能够有效阻止冻土融化，保护路基稳定性。随着青藏地区经济社会的飞速发展，建设青藏高速公路已经成为一种现实必要，并且已经纳入国家高速公路发展规划。相比于铁路和青藏公路等普通二级公路，穿越青藏高原多年冻土区的高速公路沥青路面更厚，路基宽度更大，吸热量更大，冻土问题也更为严峻。相关研究指出，在相同气温条件下，沥青路面的温度比砂砾路面高出2～3℃，而宽幅条件下沥青路面的温度更高。现有的冻土路基结构应用条件为较窄的路基宽度或者吸热性较低的路基表面（道碴或砂砾路面）。因此，对于多年冻土区高等级公路，现有的冻土路基结构适用条件发生了很大改变，其冷却降温效率将不足以降低宽幅高等级公路路基及下伏土体的温度，如果将其直接应用于宽幅高等级公路，路基稳定性将难以得到保证。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种热棒-块石层降温复合路基, 有效地降低冻土区公路路基下部冻土温度，抬升冻土上限，维护冻土路基，尤其是高等级公路宽幅路基的稳定性。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种热棒-块石层降温复合路基，其特征在于：
包括路面结构、路基填土、块石层和热棒；
冻土地基上方自下而上依次填筑有块石层、路基填土和路面结构；
热棒中部弯折，分成蒸发段和冷凝段，蒸发段埋设于块石层的顶部或其上部的路基填土中，冷凝段位于路基外，蒸发段和冷凝段均斜向向上布置。
冻土地基与块石层之间铺设底层的路基填土。
热棒为单侧或双侧布置。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型的路基结构充分利用了热棒与块石层的“热半导体”特性，将二者取长补短，有效组合，大大增强其降温性能，和普通填土路基相比，仅适用封闭的热棒和块石层两种材料，结构简单，施工简便，无需外界动力，环境友好，且具有比单一降温结构更高的降温能力。
附图说明
图1是本发明断面示意图。
图中，1-路面结构，2-路基填土，3-块石层，4-热棒，5-蒸发段，6-冷凝段。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
本实用新型涉及的一种热棒-块石层降温复合路基，包括路面结构1、路基填土2、块石层3和热棒4。冻土地基上方自下而上依次填筑有块石层3、路基填土2和路面结构1。冻土地基与块石层3之间铺设底层的路基填土2。
热棒4中部弯折，分成蒸发段5和冷凝段6，蒸发段5埋设于块石层3的顶部或其上部的路基填土2中，冷凝段6位于路基外，蒸发段5和冷凝段6均斜向向上布置。热棒4为单侧或双侧布置。
其工作原理为：在冷季，路基体（包括块石层和路基填土）温度高于外界气温，热棒蒸发段内的工质在吸收周围的热量后蒸发，蒸汽在浮力作用下上升至冷凝段，在寒冷的外界环境下冷凝为液体，同时将携带的热量释放到外界，冷凝液在重力作用下沿管内壁回流到蒸发段。只要满足热棒的启动条件，即蒸发段周围温度与气温的温差大于启动温差，这样的蒸发-冷凝循环就在不断地自动进行，不断地将蒸发段周围路基体的热量散出，降低其温度。这样，置于块石层顶部附近的热棒降低了块石层顶部的温度，增加了块石层顶底温差，从而增强块石层的自然对流作用，增强其降温能力，实现对下伏冻土的高效散热。在暖季，热棒停止工作，块石层内也不发生自然对流，其以较低的导热系数而发挥隔热作用，减少下伏冻土的吸热。
综合上述，这种复合路基利用热棒增强了块石层的冷季降温能力，同时不改变其暖季的隔热作用，因而有着较高的散热能力，能够实现降低下部土体温度，平衡温度场，保护多年冻土的目的。
本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种热棒-块石层降温复合路基，其特征在于：
包括路面结构（1）、路基填土（2）、块石层（3）和热棒（4）；
冻土地基上方自下而上依次填筑有块石层（3）、路基填土（2）和路面结构（1）；
热棒（4）中部弯折，分成蒸发段（5）和冷凝段（6），蒸发段（5）埋设于块石层（3）的顶部或其上部的路基填土（2）中，冷凝段（6）位于路基外，蒸发段（5）和冷凝段（6）均斜向向上布置。
2.根据权利要求1所述的一种热棒-块石层降温复合路基，其特征在于：
冻土地基与块石层（3）之间铺设底层的路基填土（2）。
3.根据权利要求1所述的一种热棒-块石层降温复合路基，其特征在于：
热棒（4）为单侧或双侧布置。
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| CN201620945603.3U CN206034218U (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种热棒‑块石层降温复合路基 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620945603.3U CN206034218U (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种热棒‑块石层降温复合路基 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206034218U true CN206034218U (zh) | 2017-03-22 |
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ID=58305165
Family Applications (1)
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| CN201620945603.3U Active CN206034218U (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种热棒‑块石层降温复合路基 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN206034218U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110241672A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-17 | 俞祁浩 | 一种大角度低位浅埋均衡冷却路基结构及其应用 |
| CN110565466A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 青海省交通科学研究院 | 一种多年冻土地区高速公路路基边坡的降温结构 |
| CN114687337A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-01 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种用于青藏高原冻土区的冷棒主动导冷路基结构 |
| CN115522422A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-27 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 含热管的混凝土结构、路基及其施工方法 |
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2016
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110241672A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-17 | 俞祁浩 | 一种大角度低位浅埋均衡冷却路基结构及其应用 |
| CN110565466A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-13 | 青海省交通科学研究院 | 一种多年冻土地区高速公路路基边坡的降温结构 |
| CN110565466B (zh) * | 2019-09-17 | 2021-05-14 | 青海大学 | 一种多年冻土地区高速公路路基边坡的降温结构 |
| CN114687337A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-07-01 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种用于青藏高原冻土区的冷棒主动导冷路基结构 |
| CN114687337B (zh) * | 2022-05-11 | 2024-02-23 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种用于青藏高原冻土区的冷棒主动导冷路基结构 |
| CN115522422A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-27 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 含热管的混凝土结构、路基及其施工方法 |
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