CN115404739B - 一种道路或机场预埋管布置结构及进行温控和拆除的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种道路或机场预埋管布置结构及进行温控和拆除的方法，它采取在道路或机场跑道基层上部或面层底部铺设预埋管且预埋管下半部有U形铸铁加固，预埋管既可以作为道路或机场跑道的温控水管，又可以作为将来路面拆除***的炮孔，并且在预埋管的两端布置电磁阀和温度传感器，基于PID控制算法，以PLC为主控设备与电磁阀和温度传感器组成闭环控制***，依此技术来保证道路温度控制的稳定性和可靠性；在道路面层达到使用年限需要拆除或大修时，采用预埋管***拆除，利用绳线绑扎连续或不连续药包、牵引装药等技术手段，保证了稳定传爆和良好的破碎效果；本发明运用全寿命设计理念，同时考虑了道路或机场跑道的除雪化冰和降温以及将来的路面拆除***，能带来很好的经济和社会效益。

Description

一种道路或机场预埋管布置结构及进行温控和拆除的方法
技术领域
本发明涉及道路除雪化冰、降温、电气化温度自动控制***，***拆除等技术领域，具体地指一种道路或机场预埋管布置结构及进行温控和拆除的方法。
背景技术
工程建设中，道路或机场跑道面层的寿命一般为10～15年，冰雪冻融或高温引起的温度应力以及车辆飞机的荷载作用使得道路或机场跑道路面寿命会缩短。因此我们在道路面层底部或基层上部铺设预埋管对路面进行水循环温控，这样大大减少了温度应力对路面的影响，而且能在冰雪季节温控***能够及时除雪化冰，既缓解了交通压力，也减小了路面冻融的危害。
在道路面层达到使用年限需要拆除或大修时，多使用液压破碎锤拆除道路面层，并且高速公路以及国道省道乡道，在气候复杂地区都会面临共同的问题：①在寒冷季节道路结冰积雪，尤其是冰雪危害较为严重的地区，道路或基层跑道反复冻融，不但影响交通，而且对道路寿命也有很大影响，因此经常需要融雪化冰；②在全球变暖的大环境下，极端高温天气也已经开始变为常态，高温导致路面温度应力增大，这对道路的寿命有很大影响，这个时候路面就很需要降温；③在交通量很大的道路中面层比较厚、通常都超过25cm，会在面层配筋，采用传统的液压锤破碎拆除面层，产生的噪音很大、施工工期也很漫长、很影响周围居民的生活，相比之下采用预埋管***拆除道路面层更为合适。
实际上，工程中的道路建设初期都没有考虑道路的除雪化冰、高温路面降温以及报废道路面层的拆除。因此我们完全可以在设计之初就一并考虑道路温控和道路路面的***拆除，道路施工时预埋的温控管道将来可以兼作道路面层的拆除***炮孔。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种道路或机场预埋管布置结构及进行温控和拆除的方法，达到高效、安全、低能耗的道路温控及***拆除目的。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种道路或机场预埋管布置结构，在道路或机场跑道的基层上部每隔一段距离铺设一根预埋管，预埋管垂直于道路或机场跑道的长度方向铺设，预埋管两端伸出基层，预埋管的一端与进水管连接，另一端与排水管连接，预埋管和进水管之间设有电磁阀，预埋管靠近排水管一端的外壁位置与温度传感器接触，在将来***拆除时，预埋管兼作拆除炮孔，温度传感器和电磁阀与PLC组成闭环自动控制***。
本发明还公开另一种道路或机场预埋管布置结构，在道路或机场跑道的面层底部每隔一段距离铺设一根预埋管，预埋管垂直于道路或机场跑道的长度方向铺设，预埋管两端伸出面层，预埋管的一端与进水管连接，另一端与排水管连接，预埋管和进水管之间有电磁阀，预埋管靠近排水管一端的外壁位置与温度传感器接触，在将来***拆除时，预埋管兼作拆除炮孔，温度传感器和电磁阀与PLC组成闭环自动控制***。
优选地，进水管与排水管有高差，进水管高于排水管，预埋管有1～3°排水坡度，进水管和排水管的直径大于预埋管。
优选地，所述预埋管采用导热塑料管，预埋管的下半部分由U形铸铁包裹加固。
优选地，进水管包裹有保温材料。
另外，本发明还公开一种所述道路或机场预埋管布置结构的施工方法，包括以下步骤：
1）基层经过碾压整平达到设计标高；
2）在基层表面用开槽机开出带有1～3°倾斜度的沟槽用来放置预埋管，将预埋管完全埋入基层；
3）电磁阀连接在预埋管与进水管之间；
4）PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱埋在路肩里或放置在路肩外，电磁阀连接继电器，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，温度传感器的电源线和信号传输线布置在预埋管表面，每8根预埋管的温度传感器和对应电磁阀的信号传输线接入1台PLC，给机箱供电的电源通过开关电源将高压电交流电转换为低压电直流电给电磁阀和温度传感器供电；PLC机箱留有计算机接口，依靠计算机来校验和检修；
5）将预埋管埋入沟槽并填充压实，再次碾压整平基层；
6）在基层上继续铺设路面层。
本发明还公开另一种所述道路或机场预埋管布置结构的施工方法，包括以下步骤：
1）基层经过碾压整平达到设计标高；
2）在基层表面固定预埋管，预埋管有1～3°的倾斜度；
3）电磁阀连接在预埋管与进水管之间；
4）PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱放置在路肩里或路肩外，电磁阀连接继电器端口，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，温度传感器的电源线和信号传输线布置在预埋管表面，每8根预埋管的温度传感器和对应电磁阀的信号传输线接入1台PLC，给机箱供电的电源通过开关电源将高压电交流电转换为低压电直流电给电磁阀和温度传感器供电；PLC机箱留有计算机接口，依靠计算机来校验和检修；
5）在固定好预埋管的道路基层上浇筑水泥混凝土进行面层施工。
本发明公开利用所述道路或机场预埋管布置结构进行温控的方法，包括以下步骤：
1）进水管冬天接入热水，进水管中设置的额定温度为35℃；进水管夏天接入冷水，进水管的冷水温度范围5℃～20℃，PLC中设置的额定温度为25℃，热水或冷水经过循环后由排水管排出；
2）温度传感器将预埋管与排水管连接处的管道外壁温度传输给EM231,EM231将电信号转化为数字信号传输给PLC，PLC通过对比8根预埋管靠近排水管一端的端口处实际温度与额定温度的大小，然后给继电器发送指令来控制电磁阀的开关，PLC每隔3～25分钟给继电器发送一次指令；在冬天路面或机场跑道需要加热接入热水的时候，某一个温度传感器的实际温度若高于额定温度则同一根预埋管中的电磁阀关闭，若低于额定温度则电磁阀打开；在夏天路面或机场跑道需要降温接入冷水的时候，温度传感器的实际温度若高于额定温度则电磁阀打开，若低于额定温度则电磁阀关闭。
另外，本发明还公开利用所述道路或机场预埋管布置结构进行拆除的方法，包括以下步骤：
1）破坏道路或机场跑道两边路肩，找到预埋管并回收电磁阀、温度传感器和PLC，用切割机切割预埋管留出炮孔端口，并用高压风清理炮孔，
2）从炮孔的一端口穿入绳线直至另一端口；
3）在绳线的孔外部分用丝线或胶带连续或不连续地绑扎***，然后在中间的***中***电子***，拖动绳线的另一端，将***拖到炮孔内，***脚线留在孔外，用堵塞材料堵塞炮孔两端；
4）***连接所有***脚线，确定各孔起爆顺序并引爆。
优选地，所述的电源选用路灯分路电源或其他电源，所述的电源线和信号传输线的绝缘层经过两层或多层加厚处理。
本发明的有益效果：
1、本发明在道路或机场跑道积雪结冰的时候，预埋管道进行热水循环可以达到除雪化冰的目的，在雪天或零下天气能够改善道路的通行条件，有效防止道路的反复冻融，能够很好的延长道路使用寿命。
2、本发明在道路或机场跑道路面温度过高时，预埋管道进行冷水循环可以达到给路面降温的目的，在夏天减少高温带来的温度应力，防止道路因为热膨胀而损坏，能够很好的延长道路使用寿命。
3、利用已经布置好的预埋管作为道路路面报废拆除时需要的炮孔，免除了钻孔步骤同时也是避免了钻孔施工噪音污染，采用***拆除既能够大大缩短工期，又能降低道路拆除的成本，减少人力物力的使用，尤其是对于那些重载路面效果更加明显。
4、预埋管中的闭环自动控制***，使得道路在进行加热或降温时更加可控、稳定、高效，同时减少了人力物力的使用。
5、本发明将全寿命设计理念引入工程道路施工，实质性的改变了道路面层的报废拆除模式，并且同时考虑到路面的温控，大大的降低了温度带来的温度应力，有效的提高了道路的使用寿命，这种一举两得的道路施工技术无疑是具有先进的创新思想的，会带来道路施工的技术性进步，并在道路控温时加入了电气化自动控制技术，使得道路的温控更加稳定，高效。
6、本发明提供的报废道路面层***拆除技术方案，在道路路面施工时预埋管道，***拆除时只需找到预埋管，就可以进行***作业，避免了在道路上使用钻孔机来破坏路面，大幅度缩短了工期，节约了大量人力物力，也避免了钻孔施工噪音污染。
7、本发明提供的道路面层***拆除技术方案，通过编程算法比较预埋管实际温度与额定温度来控制电磁阀的开关，确保每根预埋管的温度都接近，同时也考虑到路面报废时的***拆除，预埋管选用高导热性能的材料，并在预埋管的下半部分用U形铸铁包裹加固，管道既可以作为水循环控温管道，又能在拆除爆时作为***安装通道，破炮孔时容易破裂，能很好地将能量传递到路面中去，取得很好的破碎效果，达到安全，高效，低能耗的工程***目的，这样一举两得，并且大大降低了工程造价，缩短了工期。
8、本发明提供预埋炮孔方案，用铁丝网覆盖在路面上空，有效降低飞石危害，有利于***安全。
9、本发明提供的道路路面除雪化冰、降温技术方案，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，即可处理道路除雪化冰、降温情况，一套控制***同时满足了道路的加热和降温，经济效益较高，控制过程稳定可靠，实时性高；本发明中预埋管末端的温度由温度传感器实时监控并将温度数据传输到PLC，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，每隔3～25分钟PLC通过对比预埋管的实际温度与额定温度的大小，来给继电器输出指令来控制进水端口的电磁阀的开关，以达到路面全段温度自动控制的目的。
10、本发明避免了钻孔作业、同时考虑道路路面的温度控制，减轻了拆除路面对环境的破坏；能带来很好的经济和社会效益。
附图说明
图1，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管的一个实施例的横截面示意图。
图2，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管作为预埋炮孔的一个实施例的横截面示意图。
图3，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管作为预埋炮孔的一个实施例的装药示意图。
图4，是图1在A-A位置的剖面示意图。
图5，是图2在基层上部布置的预埋管作为预埋炮孔的剖面示意图。
图6，是道路或机场跑道在面层底部布置预埋管的一个实施例的横截面示意图。
图7，是图6在B-B位置的剖面示意图。
图8，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的进水管与预埋管的连接示意图。
图9，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的预埋管截面结构示意图。
图10，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的工作原理示意图。
图中，2—面层；3—路肩；4—基层；5—底基层；6—预埋管；7—电磁阀；8—进水管；9—排水管；10—温度传感器；11—PLC；12—EM231；13—继电器；14—开关电源；15—电源；16—电子***；17—***脚线；18—绳线；19—堵塞材料；20—***；21—U型铸铁管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管的一个实施例的横截面示意图，包括底基层5，基层4、面层2、路肩3、一根有1～3°排水坡度的预埋管6布置在道路或机场跑道基层4上部，包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21，纵向设置的进水管8和排水管9以及电磁阀7和温度传感器10、进水管8和排水管9与预埋管6连接后埋入路肩3。
如图2所示，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管作为预埋炮孔的一个实施例的横截面示意图，包括底基层5、基层4、面层2、路肩3，一根有1～3°排水坡度的炮孔布置在道路或机场跑道基层4上部和包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21，绳线18、***20、电子***16、***脚线17。
如图3所示，是道路或机场跑道在基层上部布置预埋管作为预埋炮孔的一个实施例的装药示意图，包括底基层5、基层4、面层2、路肩3，一根布置在道路或机场跑道基层4上部且有1～3°倾斜度的炮孔、***20、电子***16、***脚线17留在孔外联网、堵塞材料19和用来牵引***20的绳线18。
如图4所示，是图1在A-A位置的剖面示意图，包括三根相互平行且带有1～3°排水坡度的预埋管6布置在道路或机场跑道基层4表面，包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21，纵向设置的进水管8和排水管9以及电磁阀7和温度传感器10、进水管8和排水管9与预埋管6连接后埋入路肩3。
如图5所示，是图2在基层上部布置的预埋管作为预埋炮孔的剖面示意图，包括破环路肩3后留出布置在道路或机场跑道基层4表面的三根相互平行且带有1～3°排水坡度的炮孔和包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21。
如图6所示，是道路或机场跑道在面层底部布置预埋管的一个实施例的横截面示意图，包括底基层5，基层4、面层2、路肩3、一根有1～3°排水坡度的预埋管6布置在道路或机场跑道基层4表面和包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21，纵向设置的进水管8和排水管9以及电磁阀7和温度传感器10、进水管8和排水管9与预埋管6连接后埋入路肩3。
如图7所示，是图6在B-B位置的剖面示意图，包括三根相互平行且带有1～3°排水坡度的预埋管6布置在道路或机场跑道面层4底部和包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21，纵向设置的进水管8和排水管9以及电磁阀7和温度传感器10、进水管8和排水管9与预埋管6连接后埋入路肩3。
如图8所示，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的进水管与预埋管的连接示意图，包括进水管8与预埋管9、电磁阀7，进水管8与预埋管6之间安装有电磁阀7。
如图9所示，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的预埋管横截面结构示意图，包括导预埋管6和包裹在预埋管6下半部的U形铸铁21。
如图10所示，是道路或机场跑道预埋管的一个实施例的电路示意图，包括路面或机场跑道1，电磁阀7和温度传感器10分别布置于两边路肩3里或路肩3外，PLC的供电电压220V（交流市电）、220v的交流电连接开关电源14转化为24V的直流电源给继电器13连接的电磁阀7以及EM231 12连接的温度传感器10供电、电磁阀7、温度传感器10和EM231 12供电，温度传感器10的信号线连接EM231 12，将电信号转化成数字信号再传输给PLC 11。
上述预埋管6可选用高导热性HDPE塑料管，兼作路面或机场跑道1***拆除的预埋炮孔。
上述***20选用乳化***和水胶***。
上述绳线18选用麻绳或高分材料绳索或铁丝或钢丝绳。
上述堵塞材料19选用炮泥、废报纸。
上述电源15选用路灯电源或其他电源。
上述温度传感器10选用型号为PT100。
上述EM231模拟量输入模块选用型号为6ES7 231-7PF22-0XA0，为8通道输入的热电偶模块，额定电压DC24V。本实施例中PLC和温度传感器之间安装EM231模拟量输入模块，EM231将温度传感器的电信号转化为数字信号传输给PLC，从而实现温度的实时监控。
实施例1
我国北方，以沈阳市为例，沈阳市属于温带大陆性气候，1月平均气温在-18℃～-6℃，某级配碎石沥青道路，底基层为200mm厚的、基层为200mm厚的、路面层为160mm厚的、道路路宽15米双车道全长5公里。预埋管每隔30cm、垂直于路面长度方向铺设，预埋管有1°的排水坡度，铺设于路基层上部，预埋管外径为50mm、内径40mm、管壁厚度5mm，长度16 m。电磁阀型号为二位二通FB2E-V-08电磁阀、电磁阀公称通径DN50、额定电压DC 24V，温度传感器型号为PT100、工作温度为-40℃～+85℃、电源电压为DC 24V，EM231的型号为6ES7 231-7PF22-0XA0，为8通道输入的热电偶模块，额定电压DC24V。
上述道路预埋管布置结构的施工方法包括以下步骤：
①在道路基层完成施工后，在路基层表面进行预埋管埋设，利用开槽机等手段，留出用于埋设预埋管的管槽，管槽与水平面有1°的倾斜度，每个管槽间隔30cm；
②预埋管两端伸出路基层，一端连接进水管，一端连接排水管，并在进水管与预埋管之间安装电磁阀，PLC连接继电器,一个电磁阀对应一个温度传感器，温度传感器用粘结剂固定在预埋管与排水管连接端表面，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，EM231将电信号转化成数字信号传输给PLC。每隔30cm布置一根的管道，每8个管道由1台PLC来控制，1公里需要3333个传感器、416个PLC，PLC的供电为电压220V（交流市电），开关电源将220v的交流电转化为24V的直流电源给继电器连接的电磁阀以及EM231连接的温度传感器供电，PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱埋在路肩里或放置在路肩外，每公里需要416个机箱。
利用上述道路预埋管布置结构进行温控的方法包括以下步骤：
①进水管在路面需要加热的时候接入热水，热水温度范围在50℃～90℃之间，PLC中设置的额定温度为35℃；
②PT100温度传感器实时监测预埋管末端的温度，并将电信号发送给EM231模拟量输入模块，EM231将转换后的数字信号发送给PLC，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，每隔5分钟PLC通过继电器给电磁阀发送一次指令来控制电磁阀的开关，当路面需要加热时，进水管接入热水（50℃～90℃），当预埋管温度高于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度低于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；
③预埋管铺设完成后，用保温材料将进水管包裹，然后进行路面层施工。
利用上述道路预埋管布置结构进行拆除的方法包括以下步骤：
①用切割机在预埋管的两端切割，再用破碎机拆除路肩，回收电磁阀、温度传感器和机箱，找到预埋炮孔两端开口，并用压风清理管道；
②从预埋炮孔的一端开口穿入绳线并直至另一开口；随后在绳线的孔外部分用丝线绑扎不连续水胶药卷，***均匀布满预埋炮孔，在中间部分的药卷中***电子***，药卷间隔15cm，药卷直径25mm；拖动绳线的另一端，将药包拖到预埋炮孔内，用堵塞材料堵塞预埋炮孔两端；
③***连接所有***脚线，设置延时时长；
④***场地清场，清场完毕后开始起爆。
实施例2
以重庆地区为例8月平均气温在25℃～34℃。受大陆高压和副热带高压影响,大部分地区日最高气温将逐步回升至35℃～39℃,局部可达40～42°C，某道路为水泥混凝土道路，道路施工参数：底基层为200mm厚的素土、基层为200mm厚的级配碎石、面层层为180mm厚的C30水泥混凝土，道路路宽15米双车道全长5公里。预埋管每隔30cm、垂直于路面长度方向铺设，预埋管有2°的排水坡度，铺设于路基层上部，预埋管外径为50mm、内径40mm、管壁厚度5mm，长度16 m。电磁阀型号为二位二通FB2E-V-08电磁阀、电磁阀公称通径DN50、额定电压DC 24V，温度传感器型号为PT100、工作温度为-40℃～+85℃、电源电压为DC 24V，EM231的型号为6ES7 231-7PF22-0XA0，为8通道输入的热电偶模块，额定电压DC 24V。
上述道路预埋管布置结构的施工方法包括以下步骤：
①在道路基层完成施工达到设计标高后，将预埋管固定在基层表面，预埋管有2°的倾斜度作为排水坡度，每个管槽间隔30cm；
②预埋管两端伸出路基层，一端连接进水管，一端连接排水管，并在进水管与预埋管之间安装电磁阀，PLC连接继电器,一个电磁阀对应一个温度传感器，温度传感器用粘结剂固定在预埋管末端表面，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，EM231将电信号转化成数字信号传输给PLC。每隔30cm布置一根的管道，每8个管道由1台PLC来控制，1公里需要3333个传感器、416个PLC，PLC的供电为电压220V（交流市电），开关电源将220v的交流电转化为24V的直流电源给继电器连接的电磁阀以及EM213连接的温度传感器供电，PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱埋在路肩里或放置在路肩外，每公里需要416个机箱。
利用所述道路预埋管布置结构进行温控的方法包括以下步骤：
①进水管在路面需要加热的时候接入热水，在路面需要降温的时候接入冷水，在接入热水时,热水温度范围在50℃～90℃之间，PLC中设置的预埋管靠近排水管一端的端口处的预埋管的额定温度为35℃;在接入冷水时,冷水温度范围在5℃～20℃之间，PLC中设置的额定为25℃；
②PT100温度传感器实时监测预埋管与排水管连接端的温度，并将电信号发送给EM231模拟量输入模块，EM231将转换后的数字信号发送给PLC，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，每隔10分钟PLC通过继电器给电磁阀发送一次指令来控制电磁阀的开关，当路面需要加热时，进水管接入热水（50℃～90℃），当预埋管温度高于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度低于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；当路面需要降温时，进水管接入冷水（5℃～20℃），PLC通过继电器控制电磁阀的开关，当预埋管温低于额定温度25℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度高于额定温度25℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；
③预埋管的装配以及闭环控制***的线路安装完成后，用保温材料将进水管包裹，然后进行面层的水泥混凝土的浇筑。
利用上述道路预埋管布置结构进行拆除的方法包括以下步骤：
①用切割机在预埋管的两端切割，再用破碎机拆除路肩，回收电磁阀、温度传感器和机箱，找到预埋炮孔两端开口，并用压风清理管道；
②从预埋炮孔的一端开口穿入绳线并直至另一开口；随后在绳线的孔外部分用丝线绑扎不连续水胶药卷，***均匀布满预埋炮孔，在中间部分的药卷中***电子***，药卷间隔15cm，药卷直径25mm；拖动绳线的另一端，将药包拖到预埋炮孔内，用堵塞材料堵塞预埋炮孔两端；
③***连接所有***脚线，设置延时时长；
④***场地清场，清场完毕后开始起爆。
实施例3
我国北方，以长春市为例，长春市属于温带大陆性气候，1月平均气温在-20℃～-10℃，按MH5004- 2009《民用机场水泥混凝土道面设计规范》和MH5006-2002《民用机场飞行区水泥混凝土道面面层施工技术规范》的规定，以飞行区(等级4F)为标准，某机场道路的结构层为:土基、垫层、基层和面层;土基厚300mm，垫层为180mm厚的中砂，基层为300mm厚的水泥混凝土，面层为200mm厚的水泥混凝土，跑道宽45m，连同路肩一共60m宽全长3200m，，预埋管垂直于跑道长度横向铺设，每根管道间隔为30cm。预埋管有3°的排水坡度，铺设于路基层上部，预埋管外径为50mm、内径40mm、管壁厚度5mm，长度46 m。电磁阀型号为二位二通FB2E-V-08电磁阀、电磁阀公称通径DN50、额定电压DC 24V，温度传感器型号为PT100、工作温度为-55℃～125℃、电源电压为DC 24V ，EM231的型号为6ES7 231-7PF22-0XA0，为8通道输入的热电偶模块，额定电压DC24V。
上述机场预埋管布置结构的施工方法包括以下步骤：
①在跑道基层完成施工达到设计标高后，将预埋管固定在基层表面，预埋管有3°的倾斜度作为排水坡度，每根预埋管间隔30cm后；
②预埋管两端伸出路面层，一端连接进水管，一端连接排水管，并在进水管与预埋管之间安装电磁阀，PLC连接继电器,一个电磁阀对应一个温度传感器，温度传感器用粘结剂固定在预埋管末端表面，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，EM231将电信号转化成数字信号传输给PLC。每隔30cm布置一根的管道，每8个管道由1台PLC来控制，1公里需要3333个传感器、416个PLC，PLC的供电为电压220V（交流市电），开关电源将220v的交流电转化为24V的直流电源给继电器连接的电磁阀以及EM231连接的温度传感器供电，PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱埋在路肩里或放置在路肩外，每公里需要416个机箱。
利用所述机场预埋管布置结构进行温控的方法包括以下步骤：
①进水管在路面需要加热的时候接入热水，热水温度范围在50℃～90℃之间，PLC中设置的额定温度为35℃；
②PT100温度传感器实时监测预埋管末端的温度，并将电信号发送给EM231模拟量输入模块，EM231将转换后的数字信号发送给PLC，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，每隔3分钟PLC通过继电器给电磁阀发送一次指令来控制电磁阀的开关，当路面需要加热时，进水管接入热水（50℃～90℃），当预埋管温度高于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度低于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；
③预埋管的装配以及闭环控制***的线路安装完成后，用保温材料将进水管包裹，然后进行面层的水泥混凝土的浇筑。
利用上述机场预埋管布置结构进行拆除的方法包括以下步骤：
①用切割机在预埋管的两端切割，再用破碎机拆除路肩，回收电磁阀、温度传感器和机箱，找到预埋炮孔两端开口，并用压风清理管道；
②从预埋炮孔的一端开口穿入绳线并直至另一开口；随后在绳线的孔外部分用丝线绑扎不连续水胶药卷，***均匀布满预埋炮孔，在中间部分的药卷中***电子***，药卷间隔15cm，药卷直径25mm；拖动绳线的另一端，将药包拖到预埋炮孔内，用堵塞材料堵塞预埋炮孔两端；
③***连接所有***脚线，设置延时时长；
④***场地清场，清场完毕后开始起爆。
实施例4
以我国中部城市开封市为例，该地区为温带季风气候，1月份平均气温-4℃～-5℃，8月份平均气温24℃～32℃，某连续配筋混凝土道路，土基厚300mm，垫层为180mm厚的中砂，基层为300mm厚的水泥混凝土，面层为300mm厚的水泥混凝土，面层采用双层配筋，距离面层表面7cm有一层钢筋网，距离面层底部4cm有一层钢筋网，预埋管垂直于跑道长度横向铺设，每根管道间隔为30cm。预埋管有3°的排水坡度，铺设于路基层表面，预埋管外径为50mm、内径40mm、管壁厚度5mm，长度16 m。电磁阀型号为二位二通FB2E-V-08电磁阀、电磁阀公称通径DN50、额定电压DC 24V，温度传感器型号为PT100、工作温度为-40℃～+85℃、电源电压为DC 24V ，EM231的型号为6ES7231-7PF22-0XA0，为8通道输入的热电偶模块，额定电压DC 24V。
上述道路预埋管布置结构的施工方法包括以下步骤：
①在跑道基层完成施工达到设计标高后，将预埋管固定在基层表面，预埋管有3°的倾斜度作为排水坡度，每根预埋管间隔30cm后；
②预埋管两端伸出路面层，一端连接进水管，一端连接排水管，并在进水管与预埋管之间安装电磁阀，PLC连接继电器,一个电磁阀对应一个温度传感器，温度传感器用粘结剂固定在预埋管末端表面，温度传感器与EM231模拟量输入模块连接，EM231将电信号转化成数字信号传输给PLC。每隔30cm布置一根的管道，每8个管道由1台PLC来控制，1公里需要3333个传感器、416个PLC，PLC的供电为电压220V（交流市电），开关电源将220v的交流电转化为24V的直流电源给继电器连接的电磁阀以及EM231连接的温度传感器供电，PLC、EM231、继电器、开关电源组成一个机箱埋在路肩里或放置在路肩外，每公里需要416个机箱。
利用所述道路预埋管布置结构进行温控的方法包括以下步骤：
①进水管在路面需要加热的时候接入热水，在路面需要降温的时候接入冷水，热水温度范围在50℃～90℃之间，在接入热水时，PLC中设置的额定温度为35℃；在接入冷水时，冷水温度范围在5℃～20℃之间，PLC中设置的额定温度为25℃；
②PT100温度传感器实时监测预埋管与排水管连接端的温度，并将电信号发送给EM231模拟量输入模块，EM231将转换后的数字信号发送给PLC，借助PID指令向导，将整定好的温度控制***的PID控制器生成一个闭环控制过程的PID算法，放在程序当中，每隔20分钟PLC通过继电器给电磁阀发送一次指令来控制电磁阀的开关，当路面需要加热时，进水管接入热水（50℃～90℃），当预埋管温度高于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度低于额定温度35℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；当路面需要降温时，进水管接入冷水（5℃～20℃），PLC通过继电器控制电磁阀的开关，当预埋管温低于额定温度25℃时，PLC通过继电器控制电磁阀关闭，当预埋管温度高于额定温度25℃时，PLC通过继电器控制电磁阀打开；
③预埋管的装配以及闭环控制***的线路安装完成后，用保温材料将进水管包裹，然后进行面层的水泥混凝土的浇筑。
利用上述道路预埋管布置结构进行拆除的方法包括以下步骤：
①用切割机在预埋管的两端切割，再用破碎机拆除路肩，回收电磁阀、温度传感器和机箱，找到预埋炮孔两端开口，并用压风清理管道；
②从预埋炮孔的一端开口穿入绳线并直至另一开口；随后在绳线的孔外部分用丝线绑扎不连续水胶药卷，***均匀布满预埋炮孔，在中间部分的药卷中***电子***，药卷间隔15cm，药卷直径25mm；拖动绳线的另一端，将药包拖到预埋炮孔内，堵塞预埋炮孔；
③***连接所有***脚线，设置延时时长；
④***场地清场，清场完毕后开始起爆。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，在道路或机场跑道的基层（4）上部每隔一段距离铺设一根预埋管（6），预埋管（6）垂直于道路或机场跑道的长度方向铺设，预埋管（6）两端伸出基层（4），预埋管（6）的一端与进水管（8）连接，另一端与排水管（9）连接，预埋管（6）和进水管（8）之间设有电磁阀（7），预埋管（6）靠近排水管（9）一端的外壁位置与温度传感器（10）接触，在将来***拆除时，预埋管（6）兼作拆除炮孔，温度传感器（10）和电磁阀（7）与PLC（11）组成闭环自动控制***；其特征在于：包括以下步骤：
1）基层（4）经过碾压整平达到设计标高；
2）在基层（4）表面用开槽机开出带有1～3°倾斜度的沟槽用来放置预埋管（6），将预埋管（6）完全埋入基层（4）；
3）电磁阀（7）连接在预埋管（6）与进水管（8）之间；
4）PLC（11）、EM231（12）、继电器（13）、开关电源（14）组成一个机箱埋在路肩（3）里或放置在路肩（3）外，电磁阀（7）连接继电器（13），温度传感器（10）与EM231（12）模拟量输入模块连接，温度传感器（10）的电源线和信号传输线布置在预埋管（6）表面，每8根预埋管（6）的温度传感器（10）和对应电磁阀（7）的信号传输线接入1台PLC（11），给机箱供电的电源（15）通过开关电源（14）将高压电交流电转换为低压电直流电给电磁阀（7）和温度传感器（10）供电；PLC（11）机箱留有计算机接口，依靠计算机来校验和检修；
5）将预埋管（6）埋入沟槽并填充压实，再次碾压整平基层（4）；
6）在基层（4）上继续铺设路面层（2）。
2.根据权利要求1所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：所述的电源（15）选用路灯分路电源或其他电源，所述的电源线和信号传输线的绝缘层经过两层或多层加厚处理。
3.一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，在道路或机场跑道的面层（2）底部每隔一段距离铺设一根预埋管（6），预埋管（6）垂直于道路或机场跑道的长度方向铺设，预埋管（6）两端伸出面层（2），预埋管（6）的一端与进水管（8）连接，另一端与排水管（9）连接，预埋管（6）和进水管（8）之间有电磁阀（7），预埋管（6）靠近排水管（9）一端的外壁位置与温度传感器（10）接触，在将来***拆除时，预埋管（6）兼作拆除炮孔，温度传感器（10）和电磁阀（7）与PLC（11）组成闭环自动控制***；其特征在于：包括以下步骤：
1）基层（4）经过碾压整平达到设计标高；
2）在基层（4）表面固定预埋管（6），预埋管（6）有1～3°的倾斜度；
3）电磁阀（7）连接在预埋管（6）与进水管（8）之间；
4）PLC（11）、EM231（12）、继电器（13）、开关电源（14）组成一个机箱放置在路肩（3）里或路肩（3）外，电磁阀（7）连接继电器（13）端口，温度传感器（10）与EM231（12）模拟量输入模块连接，温度传感器（10）的电源线和信号传输线布置在预埋管（6）表面，每8根预埋管（6）的温度传感器（10）和对应电磁阀（7）的信号传输线接入1台PLC（11），给机箱供电的电源（15）通过开关电源（14）将高压电交流电转换为低压电直流电给电磁阀（7）和温度传感器（10）供电；PLC（11）机箱留有计算机接口，依靠计算机来校验和检修；
5）在固定好预埋管（6）的道路基层（4）上浇筑水泥混凝土进行面层（2）施工。
4.根据权利要求1或3所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：进水管（8）与排水管（9）有高差，进水管（8）高于排水管（9），预埋管（6）有1～3°排水坡度，进水管（8）和排水管（9）的直径大于预埋管（6）。
5.根据权利要求1或3所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：所述预埋管（6）采用导热塑料管，预埋管的下半部分由U形铸铁（21）包裹加固。
6.根据权利要求1或3所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：进水管（8）包裹有保温材料。
7.根据权利要求1或3所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：
1）进水管（8）冬天接入热水，进水管（8)的热水温度范围为50℃～90℃，PLC（11）中设置的额定温度为35℃；进水管（8）夏天接入冷水，进水管（8）的冷水温度范围5℃～20℃，PLC（11）中设置的额定温度为25℃，热水或冷水经过循环后由排水管（9）排出；
2）温度传感器（10）将预埋管（6）与排水管（9）连接处的管道外壁温度传输给EM231（12）,EM231（12）将电信号转化为数字信号传输给PLC（11），PLC（11）通过对比8根预埋管（6）靠近排水管（9）一端的端口处实际温度与额定温度的大小，然后给继电器（13）发送指令来控制电磁阀（7）的开关，PLC（11）每隔3～25分钟给继电器（13）发送一次指令；在冬天路面或机场跑道需要加热接入热水的时候，某一个温度传感器（10）的实际温度若高于额定温度则同一根预埋管（6）中的电磁阀（7）关闭，若低于额定温度则电磁阀（7）打开；在夏天路面或机场跑道需要降温接入冷水的时候，温度传感器（10）的实际温度若高于额定温度则电磁阀（7）打开，若低于额定温度则电磁阀（7）关闭。
8.根据权利要求1或3所述的一种道路或机场预埋管布置结构的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：
1）破坏道路或机场跑道两边路肩（3），找到预埋管（6）并回收电磁阀（7）、温度传感器（10）和PLC（11），用切割机切割预埋管（6）留出炮孔端口，并用高压风清理炮孔，
2）从炮孔的一端口穿入绳线直至另一端口；
3）在绳线（18）的孔外部分用丝线或胶带连续或不连续地绑扎***（20），然后在中间的***（20）中***电子***（16），拖动绳线（18）的另一端，将***（20）拖到炮孔内，***脚线（17）留在孔外，用堵塞材料（19）堵塞炮孔两端；
4）***连接所有***脚线（17），确定各孔起爆顺序并引爆。
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