[發(fā)明專利]一種伸縮式調(diào)控路基對流換熱的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610152042.6
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN107201706B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞祁浩;朱國才
• 申請（專利權(quán)）人: 俞祁浩
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

本發(fā)明涉及一種伸縮式調(diào)控路基對流換熱的方法，該方法是指首先將軸心桿固定于通風(fēng)管管壁之上，并將轉(zhuǎn)軸套管套接在所述軸心桿上；然后將風(fēng)門固定于所述轉(zhuǎn)軸套管上；最后在所述軸心桿的中心設(shè)置支撐桿，該支撐桿通過鏈接器Ⅰ與波紋伸縮管的一端相接；所述波紋伸縮管的另一端通過鏈接器Ⅱ與所述風(fēng)門相接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、穩(wěn)定性高，完全可以適應(yīng)青藏高原極端惡劣環(huán)境，并滿足工程施工特殊要求，最大程度提高通風(fēng)路基的降溫效能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及凍土工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伸縮式調(diào)控路基對流換熱的方法。

背景技術(shù)

在我國青藏高原、東北等多年凍土區(qū)，通過長期的演化、發(fā)展和變化，形成了厚達(dá)幾米、甚至十幾米、各具形態(tài)的厚層地下冰。隨著氣候環(huán)境的變化及受到人類工程活動(dòng)的影響，凍土和地下冰會(huì)發(fā)生退化和融化，從而引起各種工程災(zāi)害的產(chǎn)生，進(jìn)而對各種重大工程建筑穩(wěn)定性產(chǎn)生重要影響。

采用保護(hù)凍土工程措施，主動(dòng)冷卻凍土基礎(chǔ)，是保證凍土工程長期安全運(yùn)營、穩(wěn)定的關(guān)鍵途徑。在這些措施中，有效調(diào)控凍土工程的對流換熱過程，是保護(hù)凍土基礎(chǔ)重要的工程措施的一個(gè)類型。該類措施，通過有效促進(jìn)冬季或夜晚低溫環(huán)境條件下基礎(chǔ)與外界環(huán)境的換熱過程，有效抑制暖季或白天高溫環(huán)境條件下基礎(chǔ)的換熱過程，由此達(dá)到冷能在路基內(nèi)部的不斷存儲、凍土地溫的不斷降低、基礎(chǔ)穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)的目的。

面對國家“十三五”戰(zhàn)略規(guī)劃的出臺，青藏高速公路即將修筑，但是，高速公路與普通公路相比，普通公路與鐵路相比凍土問題都更為突出。已有研究表明（俞祁浩等.?我國多年凍土區(qū)高速公路修筑關(guān)鍵問題研究.?中國科學(xué)（技術(shù)科學(xué)），2014，44（4）:?425?~?432），由于黑色路面的強(qiáng)烈吸熱、瀝青路面隔水和阻止水分蒸發(fā)散熱的影響，使得相同條件下公路路基的吸熱強(qiáng)度是鐵路的3?倍多，且路基吸熱的主要途徑集中在路堤的中心部位，并難以向周圍凍土散熱。而高速公路與普通公路相比,?更加劇了該種現(xiàn)象的出現(xiàn)。當(dāng)公路路基寬度增加約1?倍時(shí)，路堤底面的吸熱強(qiáng)度增加約0.6?倍，路基吸熱進(jìn)一步聚集在路基的中心部位，由此產(chǎn)生更加明顯的“聚熱效應(yīng)”，并導(dǎo)致凍土更加快速的退化。面對更高的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、更寬的公路路面，高速公路與凍土之間的熱作用更加顯著，在多年凍土區(qū)修筑高速公路將會(huì)面對更為突出的凍土問題和修筑技術(shù)難題。由于傳熱途徑、強(qiáng)度等方面的根本改變，使得青藏鐵路等獲得的成功經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)技術(shù)難以在青藏高速公路建設(shè)中直接應(yīng)用。

雖然，現(xiàn)有相近技術(shù)對通風(fēng)管的對流換熱進(jìn)行了調(diào)控，但是，青藏高原高寒極端自然環(huán)境，特殊工程條件，都對通風(fēng)管調(diào)控風(fēng)門的穩(wěn)定性、風(fēng)門的敏感性、風(fēng)門安裝和運(yùn)維過程的便利性等都提出了更高的要求，現(xiàn)有一些技術(shù)難以完全滿足工程實(shí)際需要。

俞祁浩等①（俞祁浩，程國棟.?用于路基通風(fēng)管的零溫度控制開關(guān):中國,200510065354.5）以及俞祁浩等②（俞祁浩，常小曉，錢進(jìn).一種重力平衡式的對流控制風(fēng)門:中國201010241354.7）對自控風(fēng)門進(jìn)行了發(fā)明。但是，這兩項(xiàng)發(fā)明尚有不足之處：

⑴部件較多，發(fā)明①中除了風(fēng)門和傳動(dòng)活塞，還有活塞桶及其內(nèi)部的彈簧，且這些風(fēng)門和傳動(dòng)組件分開放置，增加了布設(shè)困難。

⑵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，發(fā)明②中使用了油和水構(gòu)成的部件作為重力單元，其內(nèi)部是存在放油容器放置于放水容器內(nèi)部的情況，增加了加工和維護(hù)難度。

⑶在青藏高原等環(huán)境惡劣地區(qū)風(fēng)沙較大，存在活塞的部件容易受到堵塞以及凍住不能工作的情況，而使用水油作為重力源的設(shè)計(jì)在低溫狀態(tài)下不能保證液體很好的流動(dòng)。

⑷部件較多。由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、穩(wěn)定性較差，且導(dǎo)致青藏高原運(yùn)維困難、使用成本較高。

由此可見，這些技術(shù)在青藏高原極端環(huán)境下難以有效工作，難以滿足工程實(shí)際需要。因此，亟需多角度研發(fā)能夠滿足工程實(shí)際的對流調(diào)控風(fēng)門，滿足多年凍土區(qū)高速公路建設(shè)需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、穩(wěn)定性高的伸縮式調(diào)控路基對流換熱的方法。