CN115627673A - 一种混凝土路面结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土路面结构及其施工方法，解决了采用预埋暖风管安装层对结冰道路进行加热除冰的方式，在使用时能源利用效率较低，暖风管安装层距离地面表层较近，容易受到破坏的问题。本发明包括天然压实基层，天然压实基层的上方铺设有热源层，热源层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制热源板，预制热源板内设有电加热部件；热源层的上方铺设有承重保护层，承重保护层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制保护板，预制保护板覆盖设置在相邻的两个预制热源板的拼缝上方，以使承重保护层的拼缝与热源层的拼缝左右错位；预制保护板内预埋有导热管，导热管与电加热部件所形成的热源点一一上下对应；承重保护层的上方铺设有路面表层。

Description

一种混凝土路面结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及道路施工技术领域，特别是指一种混凝土路面结构及其施工方法。

背景技术

我国的大部分地区属于冰雪地区，路面(即沥青混凝土路面)积雪结冰问题较为常见。尤其是初冬和初春季节，路面积雪在温度变化和车辆荷载的作用下，路面表面极易形成薄冰，影响道路交通安全。据分析，冰雪使路面附着系数大大降低、附着力明显减小、车辆的制动稳定性、转向操作稳定性都将变差，而且在冰雪路面上行车，由于长时间的强光线反射刺激，容易使驾驶员视线模糊不清，进而导致交通事故频繁发生，冰雪天交通事故率明显增加。

为了实现道路自动除雪，申请号为2017102398500的专利文件公开了一种市政道路沥青混凝土路面施工方法，该施工方法在路基层和沥青表面之间加设暖风管安装层，用以实现加热除冰的目的。然而，该方法还存在以下缺点：（1）由于该方法的热源采用的是外部加热空气之后，通过管道将热空气输送到预埋在路面下方的暖风管安装层的方式，在实际使用时，由于道路结冰的天气的温度较低，通过管道将热空气输送到暖风管安装层时，热力损失较大，能源利用效率较低，运营成本较高；（2）暖风管安装层距离地面表层较近，在道路表层损坏后，暖风管安装层容易受到破坏，导致管道破损泄露。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的采用预埋暖风管安装层对结冰道路进行加热除冰的方式，在使用时能源利用效率较低，暖风管安装层距离地面表层较近，容易受到破坏的问题，本发明提出了一种混凝土路面结构及其施工方法。

本发明的技术方案是：一种混凝土路面结构，包括天然压实基层，天然压实基层的上方铺设有热源层，热源层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制热源板；

预制热源板内设有电加热部件，电加热部件在预制热源板内形成有若干个热源点，热源点在预制热源板内均匀分布；电加热部件与温控***电连接，温控***位于道路的外侧，温控***与市政电网点连接；

热源层的上方铺设有承重保护层，承重保护层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制保护板，预制保护板覆盖设置在相邻的两个预制热源板的拼缝上方，以使承重保护层的拼缝与热源层的拼缝左右错位；

预制保护板内预埋有若干个上下通透的导热管，导热管与电加热部件所形成的热源点一一上下对应，导热管的顶部设有导热封板，导热封板用以封闭导热管顶部的端口；

承重保护层的上方铺设有路面表层。

优选的，相邻的预制热源板的拼接处设有防脱钩挂结构，防脱钩挂结构用以将相邻的预制热源板在左右方向上钩挂连接，以防止相邻的预制热源板在左右方向上相互脱离。

优选的，承重保护层在前后方向上设有两个预制保护板，两个预制保护板相互靠近的一端均与第二限位连接件连接，第二限位连接件用以防止前后两个相邻的预制保护板在前后方向上相互脱离。

优选的，预制热源板内嵌设有第二绝热管，第二绝热管的上端口与外界连通，第二绝热管的下端口与热源点上下对应，第二绝热管的上端口与导热管的下端口上下对应。

优选的，电加热部件包括若干个沿左右方向间隔设置的电加热管，电加热管沿前后方向延伸；

预制热源板内预埋有若干个第一绝热管，第一绝热管沿前后方向延伸，第一绝热管的一端***预制热源板内，第一绝热管的另一端与预制热源板的后侧面平齐形成外漏端口；

电加热管插设在第一绝热管内，第一绝热管的外漏端口处设有密封板；

第二绝热管的下端与第一绝热管固定连接，且第二绝热管的下端口与第一绝热管的内部连通。

优选的，第一绝热管包括钢管和包裹在钢管外部的绝热层，第二绝热管与第一绝热管的结构相同。

优选的，预制热源板内预埋有第一钢筋骨架，第一绝热管和第二绝热管均位于第一钢筋骨架的空隙之间；

预制保护板内预埋有第二钢筋骨架，导热管位于第二钢筋骨架之间。

优选的，预制热源板上设有多个上下通透的第一定位孔，预制保护板上设有与第一定位孔一一上下对应的第二定位孔，第二定位孔和第一定位孔内插设有定位钎杆，定位钎杆的下端***天然压实基层内。

优选的，预制保护板开设有压槽网格，压槽网格为上开口且纵横交错网格状条形槽，导热管的上端口位于压槽网格的交叉节点处，第二定位孔位于压槽网格的网格间隙内；

压槽网格的槽内填充有导热网格条板，导热网格条板压设在导热封板的上方，且导热网格条板的底部与导热封板的顶部接触，导热网格条板的顶部与预制保护板的顶面平齐。

一种混凝土路面结构的施工方法，包括以下步骤：S1~对天然土基进行压实处理，形成天然压实基层；

S2~将电加热部件装入预制热源板内，然后在天然压实基层上沿着左右方向依次铺设预制热源板，形成热源层；

S3~在热源层上，将预制保护板覆盖设置在相邻的两个预制热源板的拼缝上方，调整预制保护板的位置，使预制保护板内的导热管与电加热部件所形成的热源点一一上下对应，然后沿左右方向依次铺设预制保护板，形成承重保护层；

S4~在承重保护层上摊铺沥青或混凝土，形成路面表层；

S5~将电加热部件与道路外侧的温控***电连接，将温控***与市政电网点连接。

本发明的优点：（1）本发明在热源层和路面表层之间架设承重保护层，一是避免了热源层距离地面表层较近，导致热源层容易受损的问题出现，二是将热源层与外部空气进一步隔绝，以使热源层的周围形成“地下”环境，减小热源层受到外界温差的影响，以减少热源的能量散失量，提高能量利用效率。

（2）设在预制保护板内的导热管，一是用以将大部分热量直接顺着导热管继续向上对路面表层进行加热除冰，二是将小部分热量通过导热管的管壁向预制保护板内周围的混凝土进行散发，提高预制保护板的温度，减小预制保护板18因温差过大而导致的热胀冷缩所形成的裂缝成型概率，提高预制保护板的结构稳定型。

（3）将电加热部件直接安装在道路下方的热源层内，使得热量传输管道的路径长度得以大大缩短，降低沿程热力损失，提高了能源利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中使用时的垂直剖面的局部内部结构图；

图2为图1中的预制热源板的内部结构示意图；

图3为图1的俯视角度的外部结构示意图；

图4为图1中的热源层的俯视角度的结构示意图；

图5为图1中的预制保护板的的内部结构示意图；

图6为图5的俯视角度的外部结构示意图（未安装导热网格条板）；

图7为图1中的承重保护层层的俯视角度的结构示意图（加装导热网格条板后）；

图8为图4中的第一限位连接件的右视角度的局部结构示意图；

图中，1、天然压实基层，2、预制热源板，3、第一钢筋骨架，4、上扣板，5、下钩板，6、第一绝热管，7、电加热管，8、第二绝热管，9、滤网，10、第一定位孔，11、第一燕尾槽，12、第一限位连接件，1201、连接板，1202、燕尾型楔条，

13、导线，14、支线电缆，15、温度控制器，16、温度传感器，17、市政电缆，18、预制保护板，19、第二钢筋骨架，20、导热管，21、导热封板，22、压槽网格，23、导热网格条板，24、第二燕尾槽，25、第二连接卡条，26、第二定位孔，27、定位钎杆，28、路面表层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种混凝土路面结构，如图1所示，包括天然压实基层1，天然压实基层1的上方铺设有热源层，热源层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制热源板2，预制热源板2上设有多个上下通透的第一定位孔10。

相邻的预制热源板2的拼接处设有防脱钩挂结构，防脱钩挂结构用以将相邻的预制热源板2在左右方向上钩挂连接，以防止相邻的预制热源板2在左右方向上相互脱离。

具体的，如图1和图2所示，防脱钩挂结构包括上扣板4和下扣板5，上扣板4和下扣板5均为L型板结构。上扣板4固定设在预制热源板2的左侧，下扣板5固定设在预制热源板2的右侧，相邻的上扣板4和下扣板5在左右方向上钩挂连接。

为了降低预制热源板2的自重，以提高预制热源板2的转运和位置调整的施工速度，如图7所示，本实施例中，热源层在前后方向上设有两个预制热源板2，以使预制热源板2在使用时恰好与上方的对向车道形成上下对应。

在安装时，为了加强前后方向上的两个预制热源板2在安装后的稳定性，两个预制热源板2相互靠近的一端均与第一限位连接件12连接，第一限位连接件12用以防止前后两个相邻的预制热源板2在前后方向上相互脱离。

具体的，如图3和图8所示，两个前后相邻的预制热源板2相对一端的顶部均开设有第一燕尾槽11。相应的，如图8所示，本实施例中的第一限位连接件12包括连接板1201和前后间隔固定设在连接板1201底部的两个燕尾型楔条1202，燕尾型楔条1202插设在第一燕尾槽11内。

预制热源板2内设有电加热部件，电加热部件包括若干个沿左右方向间隔设置的电加热管7，电加热管7沿前后方向延伸。

为了减小电加热部件在加热时产生的热能在预制热源板2内的损耗，如图2所示，预制热源板2内预埋有若干个第一绝热管6，第一绝热管6沿前后方向延伸，第一绝热管6的一端***预制热源板2内，第一绝热管6的另一端与预制热源板2的后侧面平齐形成外漏端口。

电加热管7插设在第一绝热管6内，第一绝热管6的内径大于电加热管7的外径，以为第一绝热管6内被加热的空气提供顺畅流动的空间。第一绝热管6的外漏端口处设有密封板，以防止外界雨水进入第一绝热管6内。

预制热源板2内嵌设有若干个第二绝热管8，第二绝热管8的下端与第一绝热管6固定连接，且第二绝热管8的下端口与第一绝热管6的内部连通，以使电加热管7在第一绝热管6内加热后的热量能够直接通过第二绝热管8向上传导。第二绝热管8的上端口与外界连通，以使第二绝热管8的上端口形成热源点。

第一绝热管6包括钢管和包裹在钢管外部的绝热层，第二绝热管8与第一绝热管6的结构相同。第二绝热管8与第一绝热管6内的钢管不仅能够保护电加热管7，防止电加热管7受到挤压，而且第二绝热管8与第一绝热管6内的钢管也能够提升预制热源板2的结构强度。

为了进一步提升预制热源板2的结构强度，预制热源板2内预埋有第一钢筋骨架3，第一绝热管6和第二绝热管8均位于第一钢筋骨架3的空隙之间。

为了防止在施工时，大颗粒杂物落入第二绝热管8内，进而堵塞第二绝热管8所形成的热量传导通道，如图2和图3所示，本实施例中，在第二绝热管8的顶部固定设有滤网9。

电加热管7上延伸出的导线13与支线电缆14一一连接，支线电缆14上设有温控***，温控***位于道路的外侧。温控***通过监测外界空气的温度来控制电加热管7的自动开启和关闭。

具体的，本实施例中的温控***包括温度控制器15和温度传感器16，温度控制器15与支线电缆14电连接，温度传感器15与温度传感器16信号连接。

为了保证用电时的电量充足和稳定，本实施例中，将支线电缆14与市政电缆17连接，以采用市政电网进行供电。

为了对热源层进行保护，防止热源层距离地面表层较近，导致热源层容易受损，本实施例中，如图1所示，在热源层的上方铺设有承重保护层，承重保护层的上方铺设有路面表层28。

如图1所示，承重保护层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制保护板18，预制保护板18覆盖设置在相邻的两个预制热源板2的拼缝上方，以使承重保护层的拼缝与热源层的拼缝左右错位。

预制保护板18内预埋有若干个上下通透的导热管20，导热管20的下端口与第二绝热管8的上端口上下对应。

为了避免摊铺路面表层28时，沥青或混凝土进入导热管20，导致导热管20堵塞，热量传导变慢，本实施例中，在导热管20的顶部设有导热封板21，导热封板21用以封闭导热管20顶部的端口。

导热管20用以将第二绝热管8内的热量分两部分开始引导：一大部分热量直接顺着导热管20继续向上，一小部分热量开始通过导热管20的管壁向预制保护板18内周围的混凝土进行散发，提高预制保护板18的温度，减小预制保护板18因温差过大而导致的热胀冷缩所形成的裂缝成型概率，提高预制保护板18的结构稳定型。

预制保护板18除了上述功能，还具有将预制热源板2与外部空气进一步隔绝，以使预制热源板2的周围形成“地下”环境，减小预制热源板2受到外界温差的影响，以减少热源的能量散失量，提高能量利用效率。

为了加强预制保护板18的结构强度，如图1和图5所示，预制保护板18内预埋有第二钢筋骨架19，导热管20位于第二钢筋骨架19之间。

本实施例中的预制热源板2和预制保护板18均为混凝土预制而成。

为了提高预制热源板2和预制保护板18在使用时的稳定性，防止预制热源板2和预制保护板1出现滑移，如图1、图3和图4所示，预制热源板2上设有多个上下通透的第一定位孔10。相应的，如图1和图6所示，预制保护板18上设有与第一定位孔10一一上下对应的第二定位孔26，第二定位孔26和第一定位孔10内插设有定位钎杆27，定位钎杆27的下端***天然压实基层1内。

为了增大导热管20的上端口散发处的热量与上方的路面表层28的接触面积，加快热量的传导，如图6所示，预制保护板18开设有压槽网格22，压槽网格22为上开口且纵横交错网格状条形槽，导热管20的上端口位于压槽网格22的交叉节点处，第二定位孔26位于压槽网格22的网格间隙内。

如图7所示，压槽网格22的槽内填充有导热网格条板23，导热网格条板23压设在导热封板21的上方，且导热网格条板23的底部与导热封板21的顶部接触，导热网格条板23的顶部与预制保护板18的顶面平齐。

热量从导热管20的上端口向上传导时，能够在导热网格条板23的调节下，形成点（导热管20）--网（导热网格条板23）--面（路面表层28）的热传导快速通道，使路面表层28的温度快速并均匀地得以提高，以进行除冰。

为了降低预制保护板18的自重，以提高预制保护板18的转运和位置调整的施工速度，如图7所示，本实施例中，承重保护层在前后方向上设有两个预制保护板18，以在使用时恰好与上方的对向车道形成上下对应。在安装时，为了加强前后方向上的两个预制保护板18在安装后的稳定性，两个预制保护板18相互靠近的一端均与第二限位连接件连接，第二限位连接件用以防止前后两个相邻的预制保护板18在前后方向上相互脱离。

具体的，如图6和图8所示，两个前后相邻的预制保护板18相对一端的顶部均开设有第二燕尾槽24。第二燕尾槽24与第一燕尾槽11的结构相同。相应的，本实施例中的第二限位连接件与第一限位连接件12的结构相同。

当路面表层28发生破损需要维修时，由于预制保护板18将预制热源板2隔离开来，使得采用路面破除机械进行路面破除再次维修施工时，无需过于担心对预制热源板2内的电加热部件造成损伤。

一种混凝土路面结构的施工方法，包括以下步骤：S1~对天然土基进行压实处理，形成天然压实基层1。

S2~将电加热部件装入预制热源板2内，然后在天然压实基层1上沿着左右方向依次铺设预制热源板2，形成热源层。

S3~在热源层上，将预制保护板18覆盖设置在相邻的两个预制热源板2的拼缝上方，调整预制保护板18的位置，使预制保护板18内的导热管20与电加热部件所形成的热源点一一上下对应，将定位钎杆27的下端沿着第一定位孔10和第二定位孔26打入天然压实基层1内，然后沿左右方向依次铺设预制保护板18，形成承重保护层。

S4~在承重保护层上摊铺沥青或混凝土，形成路面表层28。

S5~将电加热部件与道路外侧的温控***电连接，将温控***与市政电网点连接。

实施例2：一种混凝土路面结构，本实施例中电加热部件与控制器控制连接，控制器与安装在道路两侧的道路监控设备和温度检测设备控制连接。其具体运行原理，可参考申请号为2017102398500的公开文件内的相关内容。其它结构与实施例1相同。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不受上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种混凝土路面结构，其特征在于：包括天然压实基层（1），天然压实基层（1）的上方铺设有热源层，热源层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制热源板（2）；

预制热源板（2）内设有电加热部件，电加热部件在预制热源板（2）内形成有若干个热源点，热源点在预制热源板（2）内均匀分布；电加热部件与温控***电连接，温控***位于道路的外侧，温控***与市政电网点连接；

热源层的上方铺设有承重保护层，承重保护层包括若干个沿左右方向一一拼接的预制保护板（18），预制保护板（18）覆盖设置在相邻的两个预制热源板（2）的拼缝上方，以使承重保护层的拼缝与热源层的拼缝左右错位；

预制保护板（18）内预埋有若干个上下通透的导热管（20），导热管（20）与电加热部件所形成的热源点一一上下对应，导热管（20）的顶部设有导热封板（21），导热封板（21）用以封闭导热管（20）顶部的端口；

承重保护层的上方铺设有路面表层（28）。

2.如权利要求1所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：相邻的预制热源板（2）的拼接处设有防脱钩挂结构，防脱钩挂结构用以将相邻的预制热源板（2）在左右方向上钩挂连接，以防止相邻的预制热源板（2）在左右方向上相互脱离。

3.如权利要求2所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：承重保护层在前后方向上设有两个预制保护板（18），两个预制保护板（18）相互靠近的一端均与第二限位连接件连接，第二限位连接件用以防止前后两个相邻的预制保护板（18）在前后方向上相互脱离。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：预制热源板（2）内嵌设有第二绝热管（8），第二绝热管（8）的上端口与外界连通，第二绝热管（8）的下端口与热源点上下对应，第二绝热管（8）的上端口与导热管（20）的下端口上下对应。

5.如权利要求4所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：电加热部件包括若干个沿左右方向间隔设置的电加热管（7），电加热管（7）沿前后方向延伸；

预制热源板（2）内预埋有若干个第一绝热管（6），第一绝热管（6）沿前后方向延伸，第一绝热管（6）的一端***预制热源板（2）内，第一绝热管（6）的另一端与预制热源板（2）的后侧面平齐形成外漏端口；

电加热管（7）插设在第一绝热管（6）内，第一绝热管（6）的外漏端口处设有密封板；

第二绝热管（8）的下端与第一绝热管（6）固定连接，且第二绝热管（8）的下端口与第一绝热管（6）的内部连通。

6.如权利要求5所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：第一绝热管（6）包括钢管和包裹在钢管外部的绝热层，第二绝热管（8）与第一绝热管（6）的结构相同。

7.如权利要求6所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：预制热源板（2）内预埋有第一钢筋骨架（3），第一绝热管（6）和第二绝热管（8）均位于第一钢筋骨架（3）的空隙之间；

预制保护板（18）内预埋有第二钢筋骨架（19），导热管（20）位于第二钢筋骨架（19）之间。

8.如权利要求1或2或3或5或6或7所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：预制热源板（2）上设有多个上下通透的第一定位孔（10），预制保护板（18）上设有与第一定位孔（10）一一上下对应的第二定位孔（26），第二定位孔（26）和第一定位孔（10）内插设有定位钎杆（27），定位钎杆（27）的下端***天然压实基层（1）内。

9.如权利要求8所述的一种混凝土路面结构，其特征在于：预制保护板（18）开设有压槽网格（22），压槽网格（22）为上开口且纵横交错网格状条形槽，导热管（20）的上端口位于压槽网格（22）的交叉节点处，第二定位孔（26）位于压槽网格（22）的网格间隙内；

压槽网格（22）的槽内填充有导热网格条板（23），导热网格条板（23）压设在导热封板（21）的上方，且导热网格条板（23）的底部与导热封板（21）的顶部接触，导热网格条板（23）的顶部与预制保护板（18）的顶面平齐。

10.如权利要求1~9中任一项所述的一种混凝土路面结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1~对天然土基进行压实处理，形成天然压实基层（1）；

S2~将电加热部件装入预制热源板（2）内，然后在天然压实基层（1）上沿着左右方向依次铺设预制热源板（2），形成热源层；

S3~在热源层上，将预制保护板（18）覆盖设置在相邻的两个预制热源板（2）的拼缝上方，调整预制保护板（18）的位置，使预制保护板（18）内的导热管（20）与电加热部件所形成的热源点一一上下对应，然后沿左右方向依次铺设预制保护板（18），形成承重保护层；

S4~在承重保护层上摊铺沥青或混凝土，形成路面表层（28）；

S5~将电加热部件与道路外侧的温控***电连接，将温控***与市政电网点连接。

Images