CN221000598U - 一种沥青桥面铺装系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种沥青桥面铺装系统，其中：铺装层的结构自下而上包括：混凝土整平层、防水层、钢筋网、混凝土保护层、第一粘结层、隔热层、第二粘结层、电磁发射层、第三粘结层、沥青面层。控制装置包括自下而上设置在控制箱内的冷却散热装置、高频交流发电机、总控装置和光纤传感器；所述电磁发射层由中空的工程性陶瓷外壳通铺组成；中空的工程性陶瓷外壳中内置电磁发射线圈且所述陶瓷外壳四个侧面均有开口；所述电磁发射线圈通过线圈架支立在所述陶瓷外壳内部的中空空间内，不与所述陶瓷外壳接触并通过导线经开口连接到高频交流发电机、总控装置、光纤传感器。
Description
技术领域
本实用新型涉及公路技术领域，具体涉及一种沥青桥面铺装系统。
背景技术
沥青桥面有着众多优点，如耐久性好、水密性好、施工和维护成本低、舒适性好、防滑性好、环保性好等。但是，由于材料老化、车辆荷载、温度变化、水分侵入和施工质量等原因，沥青桥面往往会出现微裂缝。这些微裂缝如果不及时处理，可能会导致加速裂缝扩大、路面平整度降低、水分侵入增加以及维护成本上升等问题。因此，及时修复微裂缝可以延长桥面使用寿命、提高交通安全性和降低维护成本。目前，主要的沥青桥面微裂缝修复方式包括填充封闭材料，如沥青胶、乳化沥青、聚合物等，安装维修裂缝条以及通过加热热补料实现一体化修补。然而，这些方法都存在着费时费力、需要其他填补材料的使用等问题。
为了解决上述问题，国内外学者开始采用感应加热技术来实现沥青桥面的自愈合。这项技术利用沥青材料本身在高温下的流动性增大特性，通过感应加热沥青混合料或其附近的导电材料和磁敏颗粒，使沥青混合料温度升高，从而让微裂缝自动愈合。但现有的感应加热技术大多依赖外置的设备来实现加热，容易受到环境限制和人为影响。此外，传统的沥青桥面微裂缝监测方法，如目视法、人工敲击法或激光扫描等，需要监测人员具备较高的技术水平和经验，并需要较昂贵的监测仪器，监测成本较高。并且过往研究中微裂缝的监测与自愈合的处理没有有效的衔接结合。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供一种沥青桥面铺装系统，以实现主动评估和主动响应启动修复沥青路面。
一种沥青桥面铺装系统，包括通过导线、光纤连接的铺装层和控制装置，其中：
所述铺装层的结构自下而上包括：混凝土整平层、防水层、钢筋网、混凝土保护层、第一粘结层、隔热层、第二粘结层、电磁发射层、第三粘结层、沥青面层；沥青面层为SMA混合料层，包括作为粗骨料的相同直径铁块和钢丝纤维导电棉；
所述控制装置包括自下而上设置在控制箱内的冷却散热装置、高频交流发电机、总控装置和光纤传感器；
所述电磁发射层由中空的工程性陶瓷外壳通铺组成；中空的工程性陶瓷外壳中内置电磁发射线圈且所述陶瓷外壳四个侧面均有开口；所述电磁发射线圈通过线圈架支立在所述陶瓷外壳内部的中空空间内，不与所述陶瓷外壳接触并通过导线经开口连接到高频交流发电机、总控装置、光纤传感器。
进一步的，所述沥青面层中内置有光纤，光纤弯曲并平行放置。
进一步的，相邻铺设的工程性陶瓷外壳的交界面上涂有陶瓷粘合剂，以保证电磁发射层的整体性。
进一步的，所述总控装置通过所述导线控制所述高频交流发电机供电给所述电磁发射线圈；所述总控装置通过所述导线控制光纤传感器发射与接收光纤中产生的信号。
优选的，所述第一粘结层和所述第二粘结层为环氧乳化沥青，所述第三粘结层为环氧沥青；所述陶瓷外壳材料为氮化硅；陶瓷陶瓷粘合剂材料为硅酸盐类粘接剂。
与现有技术相比，本实用新型提供的沥青桥面铺装系统具有以下优点：
1）主动响应：通过设置在沥青面层的光纤和响应的传感器感知微裂缝的产生并将信息传给总控装置，总控装置控制高频交流发电机供电给相应位置的线圈，使得微裂缝产生区域的沥青混合料中的钢丝纤维导电棉和铁块产生了感应发热加热周围的沥青混合料并使其开始愈合且恢复到原始状态。
2）高效率：系统中的各部分均为模块化设计，减少了施工流程与施工难度。
附图说明
图1是本实用新型提供的所述桥面铺装系统整体布置示意图以及光纤布置图；
图2是铺装层结构示意图；
图3是控制箱内部布置示意图；
图4是所述工程性陶瓷外壳和电磁发射线圈上剖面示意图；
图5是电磁发射层排布示意图。
图中标号：1、混凝土整平层；2、防水层；3、钢筋网；4、混凝土保护层；5、第一粘结层；6、隔热层；7、第二粘结层；8、电磁发射层；9、第三粘结层；10、沥青面层；11、控制箱；12、冷却散热装置；13、高频交流发电机；14、总控装置；15、光纤传感器；16、工程性陶瓷外壳；17、开口；18、电磁发射线圈；19、光纤；20、铁块；21、钢丝纤维导电棉；22、导线；23、线圈架；24、陶瓷粘合剂。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的一种沥青桥面铺装系统做进一步的详细说明：
实施例
结合图1至图4所示，一种沥青桥面铺装系统，包括铺装层和控制装置。铺装层的结构自下而上包括：混凝土整平层1、防水层2、钢筋网3、混凝土保护层4、第一粘结层5、隔热层6、第二粘结层7、电磁发射层8、第三粘结层9、沥青面层10。控制装置包括自下而上设置在控制箱11内的冷却散热装置12、高频交流发电机13、总控装置14、光纤传感器15。
沥青面层10中内置有光纤19，沥青面层10由SMA沥青混合料铺设，SMA混合料中包括作为粗骨料的相同直径铁块和钢丝纤维导电棉，以增强沥青面层在感应加热时的自愈合能力。
电磁发射层8由中空的工程性陶瓷外壳16通铺组成；中空的工程性陶瓷外壳16中内置电磁发射线圈18且所述工程性陶瓷外壳四个侧面均有开口17；电磁发射线圈18由线圈架23支立在所述陶瓷外壳16内部的中空空间内，不与所述陶瓷外壳16接触；相邻铺设的工程性陶瓷外壳16的交界面上涂有陶瓷粘合剂24，以保证电磁发射层的整体性。电磁发射线圈18通过连接导线22与所述高频交流发电机13、总控装置14、光纤传感器15相连。冷却散热装置12单独与所述高频交流发电机13相连。光纤19与光纤传感器15相连；总控装置14通过导线22控制高频交流发电机13供电给电磁发射线圈18。总控装置14通过导线22接收光纤传感器15传来的微裂缝位置信息。
优选的，第一粘结层5和第二粘结层7为环氧乳化沥青，第三粘结层9为环氧沥青；所述陶瓷外壳16材料为氮化硅陶瓷，陶瓷粘合剂24材料为硅酸盐类粘接剂。
沥青桥面铺装系统的铺装层整体厚度为210mm。混凝土整平层1采用强度等级为C20的水泥混凝土，厚度为60mm；防水层2采用氯丁橡胶防水层；钢筋网3为18mm和10mm的II级螺纹钢筋绑扎成的定型钢筋网；混凝土保护层4采用强度等级为C25的水泥混凝土，厚度为40mm；第一粘结层5和第二粘结层7为环氧乳化沥青；第三粘结层9为环氧沥青，环氧沥青为导热型粘结材料，可以有效将沥青面层中的导电填料在电磁感应时产生的热量传输给周围沥青混合料，增加了能量利用效率。
隔热层6采用30mm厚的挤塑聚苯板，可以有效阻隔上层热量传导到下层混凝土中，以防止混凝土受热影响其强度与耐久性；中空工程性陶瓷外壳16厚度为60mm；工程性陶瓷外壳四周均有开口17，其目的是为了让相邻的电磁发射线圈18的导线22可以穿过，从而让电磁发射层8成为一个整体连接高频交流发电机13并受总控装置14控制；电磁发射线圈18之间的电路为并联；电磁发射线圈18采用多根直径0.2-0.3mm的漆皮铜线绞合而成，并架设在工程性陶瓷所制成的线圈架23上，以免漏电或者过热带来安全隐患。
沥青面层10中的沥青混合料采用的SMA混合料，其中作为粗骨料的相同直径铁块和钢丝纤维导电棉，能够在沥青混合料中形成闭合回路的目的，当电磁发射层8有高频交流电通过时，形成闭合回路的电感颗粒与纤维就会感应发热使周围沥青中的微裂缝自愈合，沥青面层10厚度为20mm；沥青面层10中内置有光纤19，光纤弯曲并平行放置，以更好的接收到沥青面层10中各个方向的微裂缝。
所述控制箱11采用中空铁皮箱，内部设置的高频交流发电机13通过导线将电流输送到电磁发射线圈18中；所述高频交流发电机13下方设有冷却散热装置12，以避免高频交流发电机13过热发生故障与安全隐患。
微裂缝产生后，所述光纤19将裂缝的位置信息传输给所述光纤传感器15，所述光纤传感器15通过导线22将位置信息传输给所述总控装置14，总控装置14发出信号给高频交流发电机13使其供电给微裂缝产生位置下方的电磁发射线圈18，沥青中的电感材料发热从而使该位置的微裂缝受热愈合。
上面结合实施例对本实用新型的实例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种沥青桥面铺装系统，其特征在于，包括通过导线、光纤连接的铺装层和控制装置，其中：
所述铺装层的结构自下而上包括：混凝土整平层、防水层、钢筋网、混凝土保护层、第一粘结层、隔热层、第二粘结层、电磁发射层、第三粘结层、沥青面层；沥青面层为SMA混合料层，包括作为粗骨料的相同直径铁块和钢丝纤维导电棉；
所述控制装置包括自下而上设置在控制箱内的冷却散热装置、高频交流发电机、总控装置和光纤传感器；
所述电磁发射层由中空的工程性陶瓷外壳通铺组成；中空的工程性陶瓷外壳中内置电磁发射线圈且所述陶瓷外壳四个侧面均有开口；所述电磁发射线圈通过线圈架支立在所述陶瓷外壳内部的中空空间内，不与所述陶瓷外壳接触并通过导线经开口连接到高频交流发电机、总控装置、光纤传感器。
2.根据权利要求1所述的沥青桥面铺装系统，其特征在于，相邻铺设的工程性陶瓷外壳的交界面上涂有陶瓷粘合剂，以保证电磁发射层的整体性。
3.根据权利要求1所述的沥青桥面铺装系统，其特征在于，所述总控装置通过所述导线控制所述高频交流发电机供电给所述电磁发射线圈；所述总控装置通过所述导线控制光纤传感器发射与接收光纤中产生的信号。
4.根据权利要求1所述的沥青桥面铺装系统，其特征在于，所述第一粘结层和所述第二粘结层为环氧乳化沥青层，所述第三粘结层为环氧沥青层；所述陶瓷外壳为氮化硅外壳。
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