[發明專利]一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法

在審

• 申請號: 202210453481.6
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114657838A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 張旭彤;張旭東
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: E01C11/26
• 分類號: E01C11/26;H05B3/56;H05B3/14;H05B3/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 沈利芳

本發明公開了一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，涉及融雪除冰技術領域，解決了現有的技術方法中電纜會存在韌性不足并且電量損耗較大的技術問題，采用特殊的改性多壁碳納米管制成柔性電纜，使電纜擁有較好的彎曲性、伸縮性、疏水性；配合圖像融合、卡爾曼濾波、視覺檢測等算法分析所得數據對電纜進行實時加熱與功率調整，最低的加熱耗能下清除道路積雪，本發明一方面采用特殊材料制成柔性電纜致使發熱電纜的承受載荷能力以及耐車輪等疲勞荷載能力更強，保證了瀝青內嵌電纜的耐久性，另一方面能夠實現幾近零干涉下通過視覺檢測智能檢測技術結合車輪碾壓以及光照等實時工程背景致使道路零積雪。

技術領域

本發明涉及融雪除冰技術領域，具體的是一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法。

背景技術

目前，我國大多地區冬季除冰融雪作業還是基于人工鏟除或噴灑融雪劑方法配合車輛碾壓達到除冰融雪，但人工鏟除的效率極其低，且環衛工人有一定的工作風險，故該人工鏟雪不適宜在公路作業，噴灑融雪劑方法雖會一定程度彌補人工除冰融雪的效率，但融雪劑的化學物質會對道路造成不可逆轉的損傷，長年累積公路便會出現數多裂縫，而據統計我國每年在對公路的維修所花費的費用要比造一條新的公路多幾倍的費用，故為解決除冰融雪的問題，保證惡劣天氣道路通行安全，已成為迫切需解決的現實問題。

為了解決上述問題，較為前沿的解決辦法是通過內置碳纖維電纜通電對瀝青進行加熱，在對路面無損傷的基礎上進行快速融雪，該方法雖解決了上述積雪問題，但近年來工程應用表明，這種方法制成的路面韌性不足，容易導致碳纖維路面被壓斷無法正常工作，造成整個道路癱瘓，同時，這種方法會損耗大量電量，與我國碳中和的政策相悖，為此，現在提出一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，用于解決現有的技術方法中電纜會存在韌性不足并且電量損耗較大的技術問題。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：一種柔性電子發熱電纜的智能節能融雪路面及制作方法，方法包括：采用改性碳納米管制成柔性電子發熱電纜，并根據圖像融合、卡爾曼濾波、視覺檢測的算法分析所得數據，對柔性電子發熱電纜進行實時加熱，且對柔性電子發熱電纜的功率進行調整。

進一步地，所述改性碳納米管采用多壁碳納米管、環氧樹脂、芳綸纖維布、聚酰胺樹脂、丙酮、蒸餾水和1-丁基-3-乙基咪唑氯制成。

進一步地，所述改性碳納米管的制備過程包括以下步驟：

步驟1，將1份多壁碳納米管70℃干燥2-3小時后加入50份水中，攪拌完全，將懸浮液置于研磨機研磨2-3小時倒回燒杯得基液，基液中加入1份1-丁基-3-乙基咪唑氯離子液體進行攪拌混合，再分散2小時得離子液體-碳納米管混合液，將離子液體-碳納米管混合液干燥直至質量不變，從而得到離子液體-碳納米管；

步驟2，將MWCNTs-IL與2份EP分散1-1.5小時后繼續進行手動攪拌，攪拌完成后加入1份液態聚酰胺樹脂繼續手動攪拌得MWCNTs-IL/EP混合液，將混合液放入真空室中排除氣泡得到去氣泡混合液，其中MWCNTs-IL含量為0.40-0.70wt％；

步驟3，將1份10×10cm²AF編制布在丙酮中浸泡5-7h，用去離子水充分沖洗，再將所述去氣泡混合液澆注到AF編織布中，并對混合液真空加壓，然后在70-80℃環境下固化4h，然后在110-120℃環境下固化2h得改性碳納米管成品。

進一步地，所述AF編織布共六層，第一、三、五層呈正交垂直排列，第二、四、六層呈傾斜45度排列。

進一步地，所述柔性電子發熱電纜鋪設于粘層油上方，所述柔性電子發熱電纜上方設置有溫度傳感器和瀝青乳化層，所述瀝青乳化層上方鋪設瀝青路面，所述瀝青路面內嵌壓力傳感器。