[發明專利]一種設有空氣集熱裝置的儲能路基系統

在審

• 申請號: 202211648812.8
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN116163175A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 錢進;俞祁浩;盧小鋒;江楊;尹輝;龍慶
• 申請（專利權）人: 四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06;F24S60/00;F24S70/20
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林秋雅

本發明涉及路基技術領域，具體涉及一種設有空氣集熱裝置的儲能路基系統，包括空氣集熱裝置、連接段、散熱段、儲能體和路基，所述空氣集熱裝置包括箱體，所述空氣集熱裝置能夠吸收太陽能并加熱所述箱體內的空氣，所述儲能體設置于所述路基中，所述散熱段埋設于所述儲能體中，所述連接段用于連接所述空氣集熱裝置和所述散熱段。本發明通過設置空氣集熱裝置能夠吸收太陽能并加熱箱體內的空氣，加熱后的空氣通過連接段進入散熱段并滲透到儲能體中，路基內部聚熱，溫度升高，保持正溫狀態。儲能體通過向路表、路床傳熱可調控路基溫度場，防治季節凍土區路基凍脹病害的發生。

技術領域

本發明涉及路基技術領域，特別是一種設有空氣集熱裝置的儲能路基系統。

背景技術

受季節性氣候變化的影響，我國西部地區表層一定深度的土體在冬季凍結、春季融化，稱之為季節性凍土。在水分補給的情況下，冬季凍結過程中路基內的水分凝結形成夾冰層并破壞土層的原有結構，使土體積膨脹，地面隆起成丘，形成凍脹，凍脹是季節性凍土地區常見的路基病害。春融時季節夾冰層冰晶體融化使局部土層含水過多，超過液限含水量又無下滲通道時，在車輛荷載反復作用下，路面變軟，甚至開裂，泥漿涌出，形成翻漿，翻漿是季節性凍土地區道路特有的路基病害。如西部川西高原，年平均降水量636mm，年平均氣溫4.5℃，最冷月平均氣溫為-6.1℃，平均最低溫度達到-11.6℃，極端最低溫度-28.7℃。氣候寒冷，氣溫凍結能力強，凍結深度較大，最大凍結深度可達1.68m，屬于典型中—深季節凍土區。川西高原季節凍土區因特殊的地理、氣候條件，公路的建設或運行過程中將不可避免的面臨路基凍脹、翻漿等凍土工程問題。川西北高原降雨量豐富，廣布沼澤，受周期性凍融循環作用，給公路建設和安全運營帶來嚴重影響，如國道213線郎川公路翻漿路段達到110km。所以，在季節性凍土區的道路工程建筑或道路運行中應特別注意考慮季節性凍土對工程安全、行車安全的影響。

針對該類問題，基于氣候條件、土質條件、水文條件等是引起道路凍脹和融沉病害的最為關鍵的因素，一般采取合理防凍路堤高度、粗顆粒置換措施、隔熱保溫措施、土體改良等措施預防凍脹翻漿病害，均能在一定程度防控凍害的發生。但不同部分受凍脹作用不同，導致不均勻凍脹變形，以致局部開裂和不均勻變形；對于運營的道路而言，采取上述措施將面臨路基開挖、阻斷交通等問題，難以滿足現實需求。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術存在的問題，提供一種設有空氣集熱裝置的儲能路基系統，其利用太陽能資源加熱路基并儲存熱能，調控路基溫度場，防治季節凍土區路基凍脹病害的發生。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種設有空氣集熱裝置的儲能路基系統，包括空氣集熱裝置、連接段、散熱段、儲能體和路基，所述空氣集熱裝置包括箱體，所述空氣集熱裝置能夠吸收太陽能并加熱所述箱體內的空氣，所述儲能體設置于所述路基中，所述散熱段埋設于所述儲能體中，所述連接段用于連接所述空氣集熱裝置和所述散熱段。

本發明通過設置空氣集熱裝置能夠吸收太陽能并加熱箱體內的空氣，加熱后的空氣上升通過連接段進入散熱段并滲透到儲能體中，路基內部聚熱，溫度升高，保持正溫狀態。儲能體通過向路表、路床傳熱可調控路基溫度場，防治季節凍土區路基凍脹病害的發生。

作為本發明的優選方案，所述箱體的頂面設置透明中空板，所述箱體的兩側板分別設置進氣口和出氣口，所述箱體內設置多個吸熱凸體，所述箱體的側板及底板均設置黑色涂層或鋪設吸熱層。

本發明采用透明中空板使得太陽輻射能夠照進箱體內；通過設置黑色涂層或鋪設吸熱層使得箱體的側板能夠形成吸熱面，加熱箱體內的空氣；通過增設吸熱凸體能夠用于吸熱，增加吸熱面積，進一步加強空氣集熱裝置的吸熱、集熱能力。

作為本發明的優選方案，所述吸熱凸體為片狀或曲面體，所述吸熱凸體涂抹有黑色涂層，以提高吸熱能力。