[发明专利]基于微胶囊相变蓄能的寒区路基冻害防治控制系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于微胶囊相变蓄能的寒区路基冻害防治控制系统与方法，该控制系统包括供电系统、数据监测系统、微处理控制系统、蓄冷蓄热系统，供电系统分别与数据监测系统、微处理控制系统、蓄冷蓄热系统连接；数据监测系统通过微处理控制系统与蓄冷蓄热系统连接；蓄冷蓄热系统包括蓄冷系统和蓄热系统；微处理控制系统用于控制蓄冷蓄热系统。除温度传感器外，本发明还设置了车流传感器和含水量传感器，能够更加准确地控制路基温度，并及时调整制冷制热量，提高了整体效率；通过在保温层与砂垫层之间设置相变蓄能板，能使道路路基始终保持常温，减小冻融循环作用对道路路基造成的损伤。

技术领域

本发明涉及路基施工设备技术领域，特别是一种基于微胶囊相变蓄能的寒区路基冻害防治控制系统与方法。

背景技术

西北地区属高原气候，昼夜温差较大，岩石易受冻融循环作用的影响。随着国家西部大开发战略的不断推进，作为推动经济发展的交通建设也不断增加，其中公路作为交通中的一个关键枢纽，路基作为公路的基础，承受路面上传递过来的静荷载和动荷载，并将荷载传递到地基，所以显得尤为重要。西北地区的道路建设不可避免会遇到冻融损伤的影响，一方面，寒区岩石在不断冻融循环的作用下，岩石中的裂隙水随着路基温度的升高和降低反复冻结融化，岩石的裂隙在此过程中裂隙变大，从而对岩石的力学性能产生巨大影响，为此建设时需要更加高等级的支护方案，严重增加道路建设的成本。另一方面，当路基温度过高或过低时，各种材料的使用年限降低，且严重影响道路材料的功能发挥。为此，在西北高原地区道路需要解决路基温度变化问题，从而解决冻融损伤对道路的影响。

经检索，中国专利文献CN209907137U公开了一种新型全自动冻土路基保温装置，该新型全自动冻土路基保温装置，当路基内部路基温度高，外部路基温度低时，将块石护坡上铺设的轻型保温材料卷起，利用块石护坡的良好的热流交换性能对路基内部进行降温处理，当外部路基温度高，内部路基温度低时，小型电动机将块石护坡上的轻型保温材料放下，对路基进行隔热保温。但上述内容存在以下不足：1.所采用的系统，无法根据道路的含水、路基温度、车流量等变化进行实时监测与控制。2.安装操作较复杂，效果并不明显，且严重影响驾驶员的视线，须进行改进。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于微胶囊相变蓄能的寒区路基冻害防治控制系统与方法。

本发明的一种基于微胶囊相变蓄能的寒区路基冻害防治控制系统，包括供电系统、数据监测系统、微处理控制系统、蓄冷蓄热系统，所述供电系统分别与所述数据监测系统、所述微处理控制系统、所述蓄冷蓄热系统连接；所述蓄冷蓄热系统包括蓄冷系统和蓄热系统；

所述数据监测系统包括温度传感器、含水量传感器、车流量传感器，数据采集单元和信号解调仪，所述温度传感器、所述含水量传感器、所述车流量传感器设置在路基上以并联方式连接后与所述数据采集单元连接，所述数据采集单元与所述信号解调仪连接；

所述微处理控制系统包括数据存储器、数据处理器和液晶显示，所述数据存储器接收并存储所述信号解调仪输出的监测数据，所述数据处理器读取所述数据存储器中的监测数据并进行处理，且将处理结果存储在所述数据存储器中以及传输至所述液晶显示；

所述微处理控制系统用于控制蓄冷蓄热系统，当路基温度超过设定的上限值时，启动所述蓄冷系统，当路基温度低于设定的下限值时，启动所述蓄热系统。

可选的，所述蓄冷系统包括加压泵、蓄冷剂还原装置、电磁阀、相变蓄能板和蓄冷蓄热剂储藏室，所述加压泵和所述电磁阀分别与所述数据处理器连接，所述加压泵通过所述电磁阀与所述相变蓄能板连接，所述相变蓄能板通过所述蓄冷剂还原装置与所述蓄冷蓄热剂储藏室连接，所述蓄冷蓄热剂储藏室与所述加压泵连接。