具有电热功能的碳纤维复合土工格栅的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种土工合成材料，具体地说是具有电热功能的碳纤维复合土工 格栅。
【背景技术】
[0002] 冬季气候条件恶劣的地区，常常由于道路的结冰或积雪过厚而造成交通拥堵，甚 至出现交通瘫痪的状况。机械除雪、人工除雪、撒融雪盐、喷水除冰等目前主要采用的道路 除冰融雪方法具有事后性，很难保证路面冰雪的及时清除，恶劣天气时冰雪越积越厚，以致 机场、高速公路、铁路道叉、桥梁等被迫关闭，严重时导致交通大动脉的瘫痪。融雪盐还会造 成水源污染、钢筋锈蚀和混凝土盐冻破坏等。因此，为提高我国桥梁、高速公路、机场跑道等 重要交通基础设施抗冰冻灾害能力，迫切需要采用自动热控道路融冰雪新方法。
[0003] 自动热控融雪方式主要有循环热流体方法、电热电缆加热、导电混凝土和导电沥 青混凝土加热等。美国、日本、瑞士、冰岛、挪威、波兰等国建立了若干循环热流体融雪化冰 示范工程，实现了季节性蓄能再利用，即将夏季的太阳能蓄热在地下，冬季时用于融雪。如 瑞士A8高速公路Darligen桥的Serso热融雪实验工程、挪威首都奥斯陆Gardermoen机场 停机坪热循环流体融雪化冰系统、日本二户市的Gaia工程等。美国内布拉斯加州的77号 公路上的RocaSpur桥是世界上第一座在部分桥面上铺设导电混凝土融雪的桥梁，铺设面 积为306m2,导电混凝土层厚度为102mm。通电时路面平均温度比周围空气温度要高10°C左 右，能成功将冰雪融化。美国SuperiorGraphite公司开发了导电沥青混凝土融雪系统，应 用于芝加哥O'Hare机场的出租车车道等场所。2007年1月，国内首座电热融雪桥--哈尔 滨文昌高架桥投入使用。该桥设计坡度大，冬季下雪后汽车爬坡困难。为此耗资200余万元 从丹麦引进了电加热温控融雪技术，在上桥处匝道铺设电热电缆线，总铺设面积为1760m2， 用于融化引桥匝道处的积雪。
[0004] 尽管各种自动热控融雪方式已在工程上都有应用实例，但也存在许多缺点：采用 循环热流体加热路面需要在路面内埋设密集的管线，将会削弱路面的强度，埋地管线出现 的腐蚀、渗漏等故障也不便维护。有些电热电缆采用有机导电复合材料制成，这类材料在复 杂现场使用条件下的长期稳定性还待考证。导电混凝土和导电沥青混凝土发热层本身质 量较大，发热速度较慢，蓄热较大。由于沥青本身不导电，制备导电沥青混凝土需要添加较 多导电填料，将导电填料分散在沥青中的难度大，导电填料也削弱了沥青混凝土的力学性 能。。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种可以将电能转化为热能具有电热功能的土工格 栅，解决路面积雪结冰不易融化的问题。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：具有电热功能的碳纤维复合土 工格栅，其特征是，土工格栅包括经线和炜线，所述经线为玻璃纤维或玄武岩纤维，所述炜 线含有电热元件，该电热元件为碳纤维，沿格栅边缘长度方向上间隔均匀的留有接线端，接 线端的炜线与导线通过铜片接头固定连接，所述接线端均位于格栅同侧。
[0007] 所述炜线为纯碳纤维。
[0008] 所述炜线还包含玻璃纤维或玄武岩纤维，碳纤维与玻璃纤维或玄武岩纤维混合编 织，玻璃纤维或玄武岩纤维位于碳纤维下层。
[0009] 所述炜线上浸渍有改性沥青或丙烯酸乳液或热固性树脂。
[0010] 所述炜线为玻璃纤维或玄武岩纤维，炜线上表面固定有碳纤维束。
[0011] 所述碳纤维束通过改性沥青或丙烯酸乳液或热固性树脂粘贴在定型的炜线上。
[0012] 所述碳纤维束外表还有绝缘层和保护钢丝网，碳纤维束通过耐高温胶带固定在炜 线上。
[0013] 所述导线为铜丝，导线缠绕在炜线的接线端，铜片接头包裹在导线与接线端的接 口处，铜片接头外表面还涂有一层绝缘胶。
[0014] 所述碳纤维规格可以为121(、241(、361(、481(或601(，格栅宽幅可为0.6~7.5111，将格 栅划分为若干电热单位，各电热单位采用并联连接，接入电压为220V或36V。
[0015] 本实用新型的有益效果是：1.不仅具有电热效应的功能特性，而且其本身具有较 高的抗拉强度及较低的延伸率，用于路面层可降低弯沉，减少车辙，推迟裂纹出现时间，可 减少结构厚度。在混凝土中可以增强抗弯折能力，延长路面抗疲劳寿命。
[0016] 2.与循环热流体方法、普通电热电缆加热、导电混凝土和导电沥青加热方式相比， 本实用新型构造简单、制造成本低、容易接线、在混凝土中容易施工，安全可靠，耐久性好， 灵活性强。
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型实施一结构示意图，
[0018] 图2是本实用新型实施例二炜线截面示意图，
[0019] 图3是本实用新型实施例三炜线截面示意图，
[0020] 图4是本实用新型实施例四炜线截面示意图。
[0021] 图中：1经线，2炜线，21碳纤维，22玻璃纤维或玄武岩纤维，23改性沥青或丙烯酸 乳液或热固性树脂，24耐高温胶带，25绝缘层和保护钢丝网，3铜片接头，4导线。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0023] 实施例一，如图1所示，具有电热功能的碳纤维复合土工格栅，土工格栅包括经线 和炜线，所述经线为玻璃纤维或玄武岩纤维，所述炜线含有电热元件，该电热元件为碳纤 维，沿格栅边缘长度方向上间隔均匀的留有接线端，接线端的炜线与导线通过铜片接头固 定连接，所述接线端均位于格栅同侧。
[0024] 所述炜线为单层纯碳纤维，土工格栅为碳纤维与玻璃纤维或玄武岩纤维交错编织 而成，形成一种编织土工格栅，在格栅的同侧，碳纤维间隔均匀的还留有接线端，方便与导 线固定连接，通电后便于将电能转化为热能。
[0025] 实施例二，如图2所示，具有电热功能的碳纤维复合土工格栅，土工格栅包括经线 和炜线，所述经线为玻璃纤维或玄武岩纤维，所述炜线含有电热元件，该