[发明专利]一种防冰雪的桥面控温方法

说明书

本发明提供一种防冰雪的桥面控温方法，所述桥面控温方法包括在桥面的混凝土面板上方铺设流通地下水的管网，所述流通地下水的管网设置在沥青铺装层之下，且所述沥青铺装层中含有相变材料，所述相变材料包括正十四烷和正十八烷的混合物，且所述混合物中正十四烷的用量大于正十八烷的用量，所述桥面控温方法包括在微寒季节通过相变材料放热而自发温控，不消耗外部能量；在极寒季节地下水循环和相变材料共同作用，有效抑制结冰，并在一定程度上实现桥面除冰，提高行车安全。此外，在炎热季节，地下水的流动能有效降低路面温度，降低沥青路面车辙的产生。总的来说，本发明提供的方法效果很好，环保且成本低廉。

技术领域

本发明涉及道路养护领域，具体涉及一种防冰雪的桥面控温方法。

背景技术

道路和桥面凝冰严重危害车辆的行车安全，减轻和抑制道路和桥面结冰是目前养护部门的重要任务，并且综合考虑交通安全、能源消耗、经济效益和环境保护等因素，道路和桥面融雪化冰技术已经成为道路养护工作中一个不可缺少的组成部分，具有非常重要的现实意义。

现有桥面除冰技术以人工清除、机械除冰、融雪剂除冰、微波除冰、电加热除冰、抗凝冰添加剂除冰等为主。其中，人工清除就是人工扫雪，人力成本高、效率低下、环境不佳、影响交通。而机械除冰以进口设备居多，国内设备一般只具备单一除雪或除冰功能，且其装置部件和路表面紧密贴合效果不够好。融雪剂除冰例如采用撒入无机盐类除冰，该方法中撒入的无机盐容易污染环境、污染地下水和植被，还容易腐蚀车轮车底；而撒入有机盐类除冰，则相关研究还有待完善；若撒入尿素类等其他融雪剂，则因成本较高而应用不广。而微波除冰因其原理复杂、成本较高因而利用率低。电加热除冰则因维护困难和能耗过高成为其明显缺点。而使用抗凝冰添加剂除冰，则可能导致路面性能下降以及添加剂寿命衰变失效。

此外，例如涂莉等人将桥面铺装层的钢筋网中穿发热钢管，连接温度感应器和接触器等电学元件装置组成智能控温防冻桥面。并设定一个温度，使其在低于这个温度的2℃时自动开启，高于这个温度时自动关闭，起到桥面控温作用。但该方案在钢筋网中穿发热钢管，其施工难度不低，而且影响工期，不能平行作业；且后续运营成本高，需要耗费大量电能。而杨献章等人设计了一种防冻桥面结构，具体是将相变温度4.53℃的相变材料利用高强无缝钢管封装，作为桥面防冻功能层。该功能层的加入在延缓桥面结冰的同时能起到一定横向加筋的作用。但该方案中的相变材料放热量有限，如果桥面低温时间长，则效果不好。另有霍曼琳等人利用相变材料相变潜热为热源，将相变材料应用于热融法路面除冰雪技术中，确定了发热材料体系的材料组成，相变材料的封装方式以及相变材料发热体的结构，制备路面发热融雪材料体系试件。其试验研究表明：通过相变材料相变产生的能量缓释效应，可以改善发热材料体系的温度场分布并对其实现温度调控。此外，发明专利申请CN202010434074.1公开了一种十四烷膨胀石墨低温相变水泥砂浆制备方法，涉及建筑材料领域，最终产出的低温相变水泥砂浆具有相变调温、使用周期长、环保无毒等优点，具体方案为：相变水泥浆组份极其质量配比如下：水泥100份，砂子140～300份，水30～60份，相变材料10～30份；所述相变材料是以膨胀石墨为载体基质，十四烷为相变物质；该发明提供的十四烷膨胀石墨低温相变水泥砂浆制备方法产出的低温相变水泥浆具有相变调温、使用周期长、环保无毒等优点；十四烷膨胀石墨低温相变水泥砂浆制备方法产出的低温相变水泥浆能够达到推迟凝冰或融雪化冰的效果，能够防止路面凝冰，有效的解决凝冰路面的交通安全问题，尽可能的避免交通事故的发生，提高道路通行能力和运营效益。而发明专利申请CN201810568384.5涉及一种复合相变储热沥青路面材料及其制备方法，属于功能性路面材料技术领域。该发明通过氨水沉积出硅凝胶，并用液氮冻结，利用水相向固相转变过程中的膨胀，促使硅凝胶孔隙扩展，再在冷冻环境下干燥，通过固相水升华进一步扩展硅凝胶，制得具有空间网状结构的膨胀硅凝胶，再利用膨胀硅凝胶的毛细管力将十四烷作为相变储热材料吸附在孔隙中密实凝胶，使其达到相变温度仍能保持稳定的形状而不泄漏，从而获得以十四烷为相变材料、硅凝胶为载体基质的定形效果良好的复合相变材料，增大了沥青混合料的毛体积密度，并降低了沥青混合料的空隙率与矿料间隙率，形成掺量可控的相变储热沥青混合料，主动应对环境温度变化，实现储热降温的功效。但这些方案中同样是制作出相变水泥砂浆或相变沥青混合料，其放热量有限，如果桥面低温时间长，则效果不好，该方法只适用于微寒地区。