[发明专利]一种自稳调控路基对流换热的方法

说明书

本发明涉及一种自稳调控路基对流换热的方法，该方法是指首先在风门的中部设置转轴，然后在所述转轴上设置限位器，最后在所述转轴的中心设置重力平衡杆；所述重力平衡杆包括内装有波纹管的封闭的壳体；所述波纹管内填充有水，其一端通过固定件固定于所述壳体上，其另一端通过行程放大器与重力平衡块相接，该重力平衡块沿轴向通过弹簧固定于所述壳体上。本发明结构简单，自成封闭体系，具有稳定性高、动作简便、灵敏性高的特点，完全可以适应青藏高原极端恶劣环境，并满足工程施工特殊要求，最大程度提高通风路基的降温效能。

技术领域

本发明涉及冻土工程技术领域，尤其涉及一种自稳调控路基对流换热的方法。

背景技术

在我国青藏高原、东北等多年冻土区，通过长期的演化、发展和变化，形成了厚达几米、甚至十几米、各具形态的厚层地下冰。随着气候环境的变化、人类工程活动的影响，会导致冻土和地下冰退化和融化，从而导致各种工程灾害的产生，对各种重大工程建筑稳定性产生重要影响。

通过保护冻土工程措施的采用，主动冷却冻土基础，是保证冻土工程长期安全运营、稳定的关键途径。而在这些措施中，有效调控冻土工程的对流换热过程，是保护冻土基础重要的工程措施的一个类型。该类措施通过有效促进冬季或夜晚低温环境条件下基础与外界环境的换热过程，有效抑制暖季或白天高温环境条件下基础的换热过程，由此达到冷能在路基内部的不断存储、冻土地温的不断降低、基础稳定性不断增强的目的。

面对国家“十三五”战略规划的出台，青藏高速公路即将面临修筑，但是，高速公路与普通公路相比，普通公路与铁路相比冻土问题都更为突出。已有研究表明（俞祁浩 等.我国多年冻土区高速公路修筑关键问题研究. 中国科学（技术科学），2014，44（4）: 425 ~432），由于黑色路面的强烈吸热、沥青路面隔水和阻止水分蒸发散热的影响，使得相同条件下公路路基的吸热强度是铁路的3 倍多，且路基吸热的主要途径，主要集中在路堤的中心部位，并难以向周围冻土散热。而高速公路与普通公路相比, 更加剧了该种现象的出现。当公路路基宽度增加约1 倍时，路堤底面的吸热强度增加约0.6 倍，路基吸热进一步聚集在路基的中心部位，由此产生更加明显的“聚热效应”，并导致冻土更加快速的退化。面对更高的技术标准、更宽的公路路面，高速公路与冻土之间的热作用更加显著，在多年冻土区修筑高速公路将会面对更为突出的冻土问题和修筑技术难题。由于传热途径、强度等方面的根本改变，通过青藏铁路等获得的成功经验、先进技术难以在青藏高速公路建设中直接应用。

虽然，现有相近技术对通风管的对流换热进行了调控，但是，青藏高原高寒极端自然环境，特殊工程条件，都对通风管调控风门的稳定性、风门的敏感性、风门安装和运维过程的便利性等都提出了更高的要求，现有一些技术难以完全满足工程实际需要。如：俞祁浩（俞祁浩，常小晓，钱进. 一种通风管重力平衡式的对流控制风门：中国，201020278498.5[P]，2011-3-9），由于液压体系等装置全部安放于风门之上，过重的重量不利风门的长期稳定；同时，由于液体较轻，引起的不同方向的扭矩较小，也难以有效、稳定开启、或关闭风门。又如：俞祁浩（俞祁浩，程国栋，何乃武. 用于路基中通风管隔热传冷控制开关：中国，200520004195.3[P]，2006-9-13），俞祁浩（俞祁浩，程国栋，马魏.路基的荷载式液压自动温控通风装置：中国，03218744.0[P]，2004-8-18）设计的液压系统，在青藏高原极端环境下难以有效工作。因此，亟需多角度研发能够满足工程实际的对流调控风门，满足多年冻土区高速公路建设需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安装方便、稳定性高的自稳调控路基对流换热的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种自稳调控路基对流换热的方法，其特征在于：该方法是指首先在风门的中部设置转轴，然后在所述转轴上设置限位器，最后在所述转轴的中心设置重力平衡杆；所述重力平衡杆包括内装有波纹管的封闭的壳体；所述波纹管内填充满水，其一端通过固定件固定于所述壳体上，其另一端通过行程放大器与重力平衡块相接，该重力平衡块沿轴向通过弹簧固定于所述壳体上。