智能控温防结冰系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测试技术领域，可用于公路与市政道路桥面防结冰的智能控温防结冰系统。
【背景技术】
[0002]依据工作原理的不同，道路融雪化冰方法主要分为清除法、融化法、抑制冻结铺装技术等几大类。人工除雪法效率极低且需消耗大量的人力和物力，除雪大型机械的使用难免会对路面造成不同程度的破坏，设备的投入量较大，功能单一，利用率低，不经济。化学融化法主要是在路面的积雪表面洒化学融雪剂，通过降低冰雪的结冰点来促使积雪融化，以氯化钠为主的融雪剂的大量应用，不仅对道路桥梁基础设施本身造成严重影响，还对土壤、水体带来严重危害。地热管法由于管道的铺设难度较大，且对路面承载力有一定的损坏，地热管法并没有被广泛采用。红外灯照射加热融雪化冰的效率不高，升温慢容易受到环境的影响，有研究表明这种方法并不可取。将电热丝预埋入沥青混凝土路面中加热以达到融化积雪的目的，该方法化雪效果明显，但是使用寿命不长，经常存在电热丝被拔出的现象。太阳能蓄热融雪化冰方法还存在着较多设计和使用上的不足，短时间内难以普及。导电混凝土加热法存在电阻率不稳定，使用寿命不长，融冰化雪效率低等缺陷。碳纤维/玻璃纤维格栅增强混凝土加热融雪化冰的方法还停留在试验阶段，到目前为止实际应用的相关报道还比较少。此外，还有抑制冻结的铺装技术，在路面内部加入一定的特殊材料，例如橡胶或盐类，加入橡胶对路面本身造成一定的影响，比如沥青路面无法压实等，另外橡胶材料本身也容易被车辆行驶过程中产生的摩擦等剥落，而盐类对环境存在负面影响。
【发明内容】
[0003]为了克服传统清除法、融化法、抑制冻结铺装技术的不足，本实用新型提供智能控温防结冰系统。
[0004]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案:在道路桥梁的水泥混凝土桥面铺装层内的钢筋网片上用尼龙扎带绑定碳纤维发热线形成桥面发热体，采用两组碳纤维发热线顺桥向交错对称布置在车道轮迹带处的布设方式，每组碳纤维发热线采用并联连接，在工厂整体压铸成型工艺。每组碳纤维发热线均采用220伏或380伏交流电源供电。发热线可采用在单个车道的轮迹带处布置，也可以在多个车道的轮迹带处布置，可根据交通量和服务水平选定布设车道个数。加热线型号、布置间距可根据当地冬季具体气象条件及桥面的冰雪状况来选定，一般可选用5cm~10cm布置间距，每平方米桥面的铺装功率160~600W/m2。桥面智能控温防结冰系统可采用预防冰结、实时融化、雪后融化工作模式。根据实际需要，可通过人工控制电源接通的时刻来实现选择哪种工作模式。系统工作过程中通过交流接触器实现对电源通断的控制，桥面温度传感器与温控仪连接，桥面实际温度高于事先设置的温度上限值时，自动断电停止桥面加热，桥面实际温度低于事先设置的温度下限值时，自动通电对桥面加热升温。当判断桥面冰结为小概率事件时，可采用人工断开电源让系统停止工作。
[0005]采用本实用新型可实现冬季道路保通目标，改善服务水平，减少交通事故，同时，建设养护成本低，节能环保，耐久安全，操作实施可行。
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型智能控温防结冰系统的布置示意图。
[0007]图2为碳纤维发热线布置的剖视图。
[0008]图3为本实用新型智能控温防结冰系统的电路原理图。
[0009]附图标记:1、碳纤维发热线；2、电源线A ;3、电源线B ;4、钢筋网片；5、断路器；6、交流接触器；7、空气开关；8、温控仪；9、水泥轮层；10、下沥青层；11、上沥青层；12、温度传感器。
【具体实施方式】
[0010]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0011]参见图1图2，碳纤维发热线I通过尼龙扎带绑扎在钢筋网片4的下方钢筋上。优选地，两组碳纤维发热线成交错对称布置，可以让其中一组电源线2工作或两组电源线A2和电源线B3同时工作，实现不同工况下功率输出不同。更优选地，碳纤维发热线I布置在一个车道或多个车道的轮迹带处，可以节约材料费用，降低能耗。作为进一步优选，用尼龙扎带将碳纤维发热线I绑扎在钢筋网片4上，应适当加密尼龙扎带，并加强施工过程中对碳纤维发热线I的保护。
[0012]参见图2，布置在上沥青层11中的温度传感器及线需耐180°C高温。另外，与桥面铺装层9接触的梁体结构顶板底面采用轻质保温板进行包裹，以减少热量散失。
[0013]参见图1图3，智能控温防结冰系统，包括埋设在桥面水泥砼铺装层9中的碳纤维发热线1、电源线A2和电源线B3、断路器5、交流接触器6、空气开关7、温控仪8及埋置在上沥青层11的温度传感器12。所述碳纤维发热线I与电源线A2和电源线B3采用双线并联，其接头都是通过T型整体压铸工艺相连接，电源线A2和电源线B3接入交流接触器6的输出端，电源经过断路器5后，零线连接空气开关7后接入温控仪8的“中”端，火线接入温控仪8的“相”端，交流接触器的输入端与电源的零线、火线及温控仪8的“总”端连接，温度传感器12与温控仪8连接反馈温度信息，交流接触器的工作状态由温控仪自动控制。
[0014]智能控温防结冰系统的工作原理是:在距上沥青层11表面Icm处布置温度传感器12，与温控仪8输入端连接，由温度仪8输出端接入交流接触器6，采用220V或380V交流电源。根据气象条件判断有必要启动系统时，人工接通电源后，系统开始工作，当桥面温度传感器12监测到上沥青层11的上表面温度反馈给温控仪8，高于预设温度上限值时自动激发交流接触器6断开电源，暂时停止对桥面加热，当桥面温度传感器12监测到上沥青层11的上表面温度低于预设温度下限值时自动激发交流接触器6接通电源，恢复对桥面加热。当判断桥面冰结为小概率事件时，可采用人工断开电源让系统停止工作。
[0015]虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.智能控温防结冰系统，包括碳纤维发热线(I)、电源线A(2)和电源线B (3)、钢筋网片(4)、断路器(5)、交流接触器(6)、空气开关(7)、温控仪(8)、水泥砼层(9)、下沥青层(10),上沥青层(11)和温度传感器(12)，其特征在于:碳纤维加热线(I)通过尼龙扎带将其固定在水泥砼层(9)内对应车道轮迹带处的钢筋网片(4)上，若干碳纤维发热线(I)与一根电源线A (2)并联形成一组，若干碳纤维发热线(I)与另一根电源线B (3)并联形成另一组，两组发热线成交错对称布置，采用间距5cm--10cm均匀布设，并将电源线引出桥面系。2.根据权利要求1所述的智能控温防结冰系统，其特征在于:所述碳纤维发热线(I)是12k—48k硅胶外皮碳纤维加热线。3.根据权利要求1所述的智能控温防结冰系统，其特征在于:所述水泥砼层(9)为8—12cm防水轮，下沥青层(10)是5—6cm沥青混凝土，上沥青层(11)是3—4cm沥青混凝土。4.根据权利要求1所述的智能控温防结冰系统，其特征在于:桥面铺装功率160—600W/m2，采用220V或380V交流电源。5.根据权利要求1所述的智能控温防结冰系统，其特征在于:所述碳纤维发热线(I)仅布设在各车道轮迹带范围，每条轮迹带宽80--120cm。6.根据权利要求1所述的智能控温防结冰系统，其特征在于:温度传感器(12)与温控仪(8)均和智能控温防结冰系统连接，在智能控温防结冰系统设定温度阀值，通过交流接触器(6 )实现通断电，让桥面温度始终保持在合理的范围内。
【专利摘要】本实用新型涉及智能控温防结冰系统，包括碳纤维发热线、电源线A和电源线B、钢筋网片、断路器、交流接触器、空气开关、温控仪、水泥砼层、下沥青层、上沥青层和温度传感器，发热体采用硅胶外皮碳纤维加热线，通过尼龙扎带将其固定在桥梁水泥砼铺装层内对应车道轮迹带处的钢筋网片上。温度传感器与温控仪均和智能控温防结冰系统连接，在智能控温防结冰系统设定温度阀值，通过交流接触器实现通断电，让桥面温度始终保持在合理的范围内，可极大提高冬季道路通行能力，改善服务水平，减少交通事故，经济效益和环保效益显著，可用于公路与市政道路桥面。
【IPC分类】E01C11/26, E01D19/08
【公开号】CN204825636
【申请号】CN201520429491
【发明人】黄智华, 朱俊, 万良红
【申请人】江西省交通科学研究院, 江西赣粤高速公路股份有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年6月19日