[發明專利]一種具有融雪除冰功能的含有相變材料的橋面板

在審

• 申請號: 201910369725.0
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110273361A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 張富賓;路海俊;徐靖;張健偉;馮建通;吳建新
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01C11/24;C09K5/06;C09K3/18;E01D101/00
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本發明涉及一種具有融雪除冰功能的含有相變材料的橋面板，包括復合材料上面板和復合材料下面板，所述復合材料上面板和所述復合材料下面板之間裝有金屬格柵，所述金屬格柵內設有泡沫金屬材料，所述泡沫金屬材料的內部閉孔內裝有有機相變材料。本發明采取在泡沫金屬3D打印過程中在其閉孔內加入有機相變材料的方法，使得有機相變材料與泡沫金屬有效的結合在一起，充分發揮了有機相變材料潛熱大的特點，且提高了相變材料的導熱系數，應用于橋面板中，能夠在低溫工作時有效除雪。

技術領域

本發明涉及一種橋面板結構，尤其涉及一種具有融雪除冰功能的含有相變材料的橋面板結構。

背景技術

在冬季，雨雪天氣路面、橋梁上的積雪結冰會對交通行車造成極大的不利影響，行車安全性得不到保障，極易發生交通事故，帶來極大的經濟損失。

目前，國內外路面冰雪清除方法有很多，但也會給路面結構和環境帶來不同程度的危害，例如（1）機械和人工除冰。通過機械和人力施加作用，使得冰雪從路面結構上脫落下來，以達到除冰目的。但會暫時堵塞交通，影響道路、橋梁的正常運行，且還會出現除冰后再結冰現象。（2）鹽類融雪劑除冰。這種除冰除雪方法能夠快速除冰，但這些化冰雪鹽類具有一定的腐蝕作用，會對路面結構和機動車輛造成損害，此外，大量使用還會對土壤、水體和大氣等造成污染，破壞生態環境。（3）熱熔法除冰。主要包括電纜加熱、導電混凝土或瀝青以及循環熱流體等方法。但是這些方法會使得道路、橋梁建設成本增加，且除冰效果并不是很理想。

相變材料儲能技術自70年代形成研究熱點以來，相變材料儲熱的基礎理論和應用技術研究在發達國家已經迅速崛起并得到不斷發展。相變材料是隨溫度變化而改變物質狀態并提供潛熱的物質。相變儲能技術利用相變材料特殊的性質，在相變材料因溫度變化而發生相變的時候儲熱和放熱的特性，應用于建筑物中能有效的減小建筑物結構的熱負荷和冷負荷，是提高能源利用效率和保護環境的重要技術。相變材料中，與無機相變材料相比，有機類相變材料不易出現過冷或相分離現象，熱化學性質穩定，相變時不會釋放有毒氣體，但是存在導熱系數低、高溫下易燃燒等缺點。

泡沫金屬（如泡沫鋁、泡沫銅、泡沫鎳、泡沫合金等）是一種由金屬基體和氣孔組成的新型結構功能材料,相對于實體金屬材料,泡沫金屬材料以犧牲了強度等力學性能為代價,獲得了諸如熱、聲、能量吸收、輕質等優越性能,成為一種新型結構功能材料。由于其內部具有氣孔，氣孔占據了60%以上的體積，使得泡沫金屬導熱系數高。

因此，根據以上有機相變材料和泡沫金屬的特點，如果能有效地將兩者的優點有效的結合在一起應用于橋面板結構中，實現橋面路面冰雪清除，是本領域技術人員的一個重要研究課題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有路面、橋梁傳統除雪方式的不足，提出一種具有融雪除冰功能的含有相變材料的橋面板。

為實現上述發明目的，本發明采取的技術方案為：一種具有融雪除冰功能的含有相變材料的橋面板，包括復合材料上面板和復合材料下面板，所述復合材料上面板和所述復合材料下面板之間裝有金屬格柵，所述金屬格柵內設有泡沫金屬材料，所述泡沫金屬材料的內部閉孔內裝有有機相變材料。

優選的，所述內部閉孔內體積的60%~90%填充有機相變材料，其余為空氣。

優選的，所述泡沫金屬材料經過3D打印技術成型，所述有機相變材料在所述泡沫金屬材料打印過程中加入到所述泡沫金屬材料的內部閉孔內。

優選的，所述復合材料上面板、所述復合材料下面板、所述金屬格柵和所述泡沫金屬材料之間通過粘結層粘接在一起。

優選的，所述復合材料上面板、所述復合材料下面板和所述泡沫金屬材料之間通過膨脹螺栓固定。

優選的，所述有機相變材料為季戊四醇、新戊二醇、三羥甲基乙烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、三羥甲基氨基甲烷中的一種或幾種。