[發明專利]針對路基凍脹的熱管式太陽光熱裝置及路基防凍脹方法

有效

• 申請號: 201910058378.X
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109577126B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 胡田飛;王天亮;何亞夢;盧玉婷;劉建勇;馮卓鑫;尹趙愛
• 申請（專利權）人: 石家莊鐵道大學
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06;E01C11/26;F24S10/40;F24S10/70;F24S10/95;F24S80/00
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 侯迎新

本發明適用于路基工程建設與維護技術領域，提供了一種針對路基凍脹的熱管式太陽光熱裝置，包括光熱轉化管，光熱轉化管外套有光透射管，光熱轉化管和光透射管之間為真空腔，光熱轉化管兩端分別連接第一接頭和第二接頭，第一接頭上設有端蓋使光熱轉化管的一端形成密封；散熱管的一端連接第二接頭與光熱轉化管導通，散熱管的另一端設有錐形導向帽，光熱轉化管的內部和散熱管的內部填充有第一傳熱介質；第一管殼位于光熱轉化管的內部，第二管殼通過支架固定在散熱管的內部，第一管殼的一端和第二管殼的一端通過密封件連接，第一管殼和第二管殼內部導通，第一管殼和第二管殼內部灌注有第二傳熱介質，解決路基防凍脹措施效果不理想的問題。

技術領域

本發明屬于路基工程建設與維護技術領域，尤其涉及一種針對路基凍脹的熱管式太陽光熱裝置及路基防凍脹方法。

背景技術

季節性凍土區地表土體的一個重要特征是由于溫度的季節性正、負交替變化而引起的冬凍春融現象。土體的冬凍春融現象實質上是土中水的固液相變過程，由于水在固相和液相時的密度不同，相同質量的水在固相時的體積比液相時大9％，土體在負溫狀態下隨之出現膨脹現象。因此，在一些降水多、地下水豐富、土質密實和季節性溫度差異大的地區，伴隨地表一定深度范圍內土體溫度的季節性變化，還會出現地表的凍脹隆起和融化沉陷現象。當在上述地區進行工程建設時，由于地基凍脹融沉的自然屬性，上部建筑物或構筑物會隨之產生變形穩定性問題，甚至出現破壞現象。而且，就建筑物和構筑物本體而言，由于建筑材料的耐久性、孔隙性、蓄水性原因，其在自然環境的影響下，溫度正、負變化的過程也會引起各類凍害。

道路工程是基礎設施完善程度的重要標志之一。其中，路基、橋梁和隧道是道路工程的三大重要組成部分。在季節性凍土區，與橋梁和隧道相比，路基具有一些獨有的特殊性，第一，路基直接填筑在地表之上，相比橋梁更容易受到惡劣地層條件的影響，包括地下水、地基承載力等因素；第二，路基直接暴露在自然環境之中，相比隧道更容易受到惡劣自然環境條件的影響，包括大氣降水、大氣溫度、太陽輻射等因素；第三，路基本體是由級配土體填筑而成的散體材料，由于土的孔隙性、多相性和自然變異性，更容易出現水分、溫度的大幅度波動，以及材料的變形和傷損現象。概括言之，由于路基本體和環境條件的特殊性，寒區路基工程普遍面臨凍脹的威脅。

由于道路工程通行條件的重要性，路基的平順性要求高，寒區路基的凍脹變形問題就顯得非常重要。相應地，針對寒區路基凍脹病害，在路基建設和管養領域研究與采用了多類多種凍脹防治措施，包括：

(1)地基處理和填料土質改良，具體有地基換填、填料改良土等。

(2)填料和地基水分控制，具體有防、排、隔水結構。

(3)填料和地基溫度控制，具體有保溫隔層、保溫護坡等保溫材料結構型式。

上述措施主要在建設階段進行實施，主要目的是預防凍脹的出現和降低凍脹變形量。局限性在于，一方面，不能嚴格控制凍脹現象的發生；另一方面，當路基出現凍脹現象時，缺乏快速消除凍脹的應急搶險措施。

對于高速鐵路的無砟軌道，由于采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎取代了有砟軌道中的粗粒碎石道床，雖然長期穩定性好，但卻使得無砟軌道適應下部結構沉降變形的能力大為下降，而且養護維修難度大。尤其當無砟軌道發生凍脹現象時，由于整體性好，反而不能像有砟軌道一樣通過調整道床道砟高度來平衡路基的凍脹變形，所以急需一種更為有效和便捷的防凍脹措施。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種針對路基凍脹的熱管式太陽光熱裝置，以解決現有技術中路基防凍脹措施效果不夠理想的問題。

為解決上述技術問題，本發明的第一實施例提供了一種針對路基凍脹的熱管式太陽光熱裝置，包括用于將太陽能轉化為熱能的太陽能真空集熱組件、用于傳遞熱量的散熱組件和用于促進熱量由所述太陽能真空集熱組件向所述散熱組件傳遞熱量的液芯型熱管組件；