专利名称：在道路中敷设容纳至少一根光芯线的组件的方法及具有一个包含光芯线的缆线组件的缆 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及在道路中敷设一个容纳至少一根光芯线的组件的方法以及具有一个包含至少一根光芯线的缆线组件的缆线敷设装置，该缆线组件被敷设于道路中。
对某些应用场合来说，通常要将缆线如呈光缆形式的缆线或者相应的缆线组件装入管道或坚硬的铺设地层中，以便完成敷设作业。在敷设时，通常在两个变型方案之间做选择。第一变型方案是，光缆在敷设时被直接装入到管道或铺设地层中。第二变型方案是，先将一根空管铺设于相关的管道或铺设地层里。光缆或者光纤以及纤维件可以随后被装入有关的空管里。
WO97/20236公开了一种在坚硬的且尤其呈道路形式的铺设地层中借助敷设装置来铺设光缆的方法。作为光缆，敷设所谓的微型光缆或小型光缆，它由均质的、不透高压水的且外径为2.0-10毫米的管构成，光波导被安装到该管中。为了敷设微型光缆或小型光缆，利用一个安置在敷设装置中的铣刀轮在坚硬的铺设地层中铣制出一个具有与微型光缆或小型光缆的直径相适应的4.5-12毫米宽的敷设槽。这些工序即槽的铣制、敷设和封闭可以先后相继进行，在这里，它们适当地在一个工序里由一台组合机械来完成。尽管这样能够比较快速且没有交通负担地进行铺设工作，但与掘土作业相关的方法比较复杂并且所要求的组合机械的生产成本高昂。
本发明的任务是，提出一种在道路中敷设容纳至少一根光芯线的组件的方法，该方法只需要较低的缆线组件敷设成本。
另外，本发明的任务是提出一种缆线敷设装置，它具有一个包括至少一根光芯线的并要敷设于道路中的缆线组件，该缆线敷设装置的特点是，待敷设的缆线组件能够更容易地安装。
通过如权利要求1和2所述的方法来完成与方法相关的任务。通过如权利要求11和12所述的缆线敷设装置来完成与缆线敷设装置相关的任务。
根据本发明的方法，容纳至少一根光芯线的组件被安装到一个通过路面覆层和一个在路面覆层下的平整的底层构成的道路中，在这里，该缆线组件被安装到一个主表面上或该底层的一个比该组件大许多的凹槽中并随后平整地铺上路面覆层，结果，该缆线组件被埋入路面覆层中。因此，本发明的优点是，为了敷设该组件而不需要附加的掘土作业或地下挖掘作业。该组件可以借助简单的机械或甚至用手压到尚敞露的底层的表面上来铺设。随后，尤其是呈道路沥青层形式的路面覆层被平整地铺设上去。
本发明能特别有利地被用在这样的场合下，其中，路面例如由于磨损现象而本来就要翻修，因此，旧的路面或其一部分必须用新路面来替代。在这种情况下，旧路面覆层大多要一直被铣除到底层且尤其是道路承重层，随后，缆线组件被平放到底层的表面上并且随后重新给道路铺上沥青，结果，铺设好路面覆层并且该组件被埋入路面覆层里。适当地在铺设路面覆层之前使缆线与底层牢固连结。这样一来，缆线被固定住并且总是相对底层表面具有相同深度。
通过路面覆层或沥青路面，缆线得到了最佳的防机械负荷、耐气候和耐温度的保护。通过在缆线组件中选择适当材料，缆线位置随后可以通过常用的感应测量法来简单测定。通过将该缆线组件直接敷设到敞露底层的表面上，可以快速而廉价地敷设该组件。由于待翻修道路一般提供了大量的敷设面，该敷设面例如延及高速公路的整个车道宽度，所以可以在敷设该缆线组件时获得大的弯曲半径。这样，当使用空管时，在随后拉入缆线时的摩擦明显减小。因此，人们得到了这样的优点，即一根缆线可以有很长一段被随后装入该组件的铺设好的套管或管里。
与开始描述的要在坚硬地面中铣制出自身的敷设槽的敷设技术相比的另一优点是如此得到的，即路面覆层在该组件敷设之后被大面积地铺设到底层上，结果，一个例如通过该路面覆层构成的车道大面积地由一个整体的层构成。与开始所述的、具有与微型光缆或小型光缆直径相适应的4.5-12毫米宽度的敷设槽的封闭相比，在本发明中，路面覆层被平整地铺设到底层的表面上，尤其是在道路的交通常用车道、路肩或停车带的整个宽度上，并且容纳光芯线的缆线组件被埋设在其中。
最好是构成路面覆层的热沥青的加工温度通常为170℃-210℃。与此相应地，为了本发明而如此选择装有光芯线的套管或管，即它尤其是具有耐受170℃的耐热性。套管或管有利地由耐热塑料构成，这种材料是针对上述温度而设计的，因此，当套管或管例如填充有胶状物质以获得纵向防水性时，套管或管不会凹陷或胀破。
用于套管或管的其它有利材料是含碳陶瓷或金属，在这里，尤其优选铜。铜一般具有足够高的耐横压性能和良好的导热性能。它可以很好地加工和铺设。由于导热性强，所以能够很好地散走局部暂时的加热。如果光芯线在安装该缆线组件中时已包含在该组件里，则当使用金属管且最好是铜管时，如果该组件被新的路面的热沥青层覆盖，则所容纳的光纤和填料不会变热超过最大允许的极限温度。这也适用于这样的场合，即道路和缆线组件由于事故明显变热。
在本发明方法一个实施例里，该缆线组件的一个套管或管被安装到底层的主表面上并且光芯线由此被安装到铺设好的该套管或管里。这种铺设例如可以通过吹入、拉入或通过采用液态介质的灌入来完成。在铺设管或套管后的光波导的安装具有以下优点，即当光波导在铺设路面覆层时还不在该套管或管中时，则在铺设路面覆层时就不必顾及与之相关的高温对光波导性能的影响。因此，也可以采用例如由塑料、陶瓷、石棉水泥或类似材料构成的耐热套管或管，它具有比金属差的导热性，因为在铺设路面覆层时在套管里遵守极限温度是不重要的。
在本发明方法的另一实施例里，光芯线在安装该缆线组件时已被包含在该缆线组件里。在铺设中，首先要注意尤其是具有涂覆光纤的光芯线一般具有一个极限温度。该极限温度此时通常是这样的温度，即该涂覆光纤在该温度下脱离光纤或者该涂层的化学或物理性能出现变化。超过该极限温度的温度长期损伤光纤的涂层。与此相应地，在本发明方法的一个实施例里，套管或管就耐热性和导热性来说是这样选择的并且该路面覆层被这样铺设在一段套管或管上，即在芯线的任何点上都不超过该光芯线的极限温度。所述光芯线的极限温度对目前常见的产品来说大约为85℃。在铺设路面覆层时，对此尤其要注意，在套管或管的长度上始终存在这样的套管段或管段，即在该管段上的温度低于极限温度，因此，温度较高的套管段或管段保证了快速的热传导，因此，在管内不会超过极限温度。
如果路面例如通过铣凿来翻修，则容纳光芯线的缆线组件被直接铺设到经过铣凿的路面上。将该组件铺设到敞露底面的主表面上有利地借助至少一个压紧件如固定卡圈来完成，因此，在铺设新的路面覆层前，该组件被固定到位。固定卡圈最好通过长钉或螺丝被固定在底层的沥青覆层中。它们可以被敲入、射入或拧入。容纳光芯线的缆线组件必须被固定得足够牢固，这样做是为了不使它在例如被工程车辆多次滚压时不会脱开。该组件的对剪切作用的承载能力和耐横压性必须这样来保证，即针对由工程车辆引起的机械负荷和在压实路面覆层时由夯实滚压车辆引起的机械负荷要有足够高的强度。
在本发明方法的另一个有利的实施例里，该缆线组件包括至少两个套管或管，其中的至少一个容纳光芯线，在这里，这些套管或管借助至少一个压紧件被固定在底层的主表面上，该压紧件将这些套管或管一起固定到位。通过设置多个单独的管或套管，就可以接近单独的管或套管，而不必打开其余的。通过借助一个压紧件的共同固定，得到了紧凑的接合。
在本发明方法的另一个有利的实施例里，该缆线组件和至少一个成隔热罩的盖板被安装在底层的主表面上，以便当铺设路面覆层时不使该组件受到机械负荷和热负荷的影响。该盖板的特点尤其在于其对缆线组件的导热性较差。这样，当铺设路面覆层时，位于其下的缆线或管只是缓慢变热。
在从属权利要求中描述了根据本发明的其它的有利实施方式和改进方案。
以下，结合表示本发明实施例的附图来详细说明本发明，其中
图1是根据本发明的缆线敷设装置的一个实施例的横截面图；图2在装设过程中用于敷设光芯线的装置的实施例的俯视图；图3-7分别是用于将管或套管安装和埋设到路面的沥青覆层中的不同实施例和变型方案的横截面图；图8是用于在装设中敷设光芯线的装置的另一实施例的俯视图；图9是缆线位于宽的凹槽中的敷设装置的横截面示意图。
图1表示缆线敷设装置的横截面示意图，其中，一个缆线组件被铺设到道路中。该缆线组件具有一个管3，它具有成涂覆光纤12形式的光芯线。在图1中只示出局部的道路由一个基本平整的底层1和一个位于底层上的且尤其成沥青层形式的路面覆层构成，该道路例如起到车道作用。由管3和光纤12构成的缆线组件位于底层1的主表面2上并且被埋入路面覆层6里。管3通过一个成金属卡圈形式的压紧件4被固定。当管3在铺设热的路面覆层时被埋在路面覆层里时，金属卡圈保证管3的良好固定。卡圈4通过钉子或螺丝5被固定在底层1中。
为保证由路面覆层和底层构成的复合道路具有良好的耐用性，路面覆层6厚度与管3直径之比应该至少为4∶1。管3例如具有7毫米直径。如果此时的路面覆层6具有约4厘米厚度，则保证了耐用性。
最好使用具有相应匹配的直径(如4.5-12毫米)的所谓的微型光缆或小型光缆。这样的较细光缆对新的路面覆层6的结构和承载能力没有严重影响。
管3是金属且最好是由铜制成的，因此，纤维12得到了保护，尤其是在铺设路面覆层6时的热负荷方面。金属管具有足够高的横压稳定性、耐热性和良好的导热性。因此，坚固耐弯曲的、耐横压的且不透水的细光缆被用于安装到粗糙不平的环境里。金属管3可以在铺设路面覆层6前例如被工程车辆碾过。由于有良好的导热性，所以避免了装在其中的光芯线在铺设路面覆层时会过热的现象。对此，高的热容也是有利的，这样的高热容可以通过管子大量含铜来获得。另外，产生了良好的防鼠咬效果。
在图2的示意俯视图中示出了一根微型光缆或空管是如何被安放在敞露的道路表面上并进行分接的。所示道路以路基边缘7和路肩8为界。在道路翻修过程里，路面上表面被铣掉，因此，露出了底层1。在平整的底层1的主表面上，平放着多根金属管并且用卡圈4固定住。在这个例子中假定在金属管31、32中已包含了光芯线。
通过铺设在道路底层的主表面上，可以完成管子走向以比较大的弧度改变，例如根据管33所示出的那样。在分接点9上，管33与套管10连接。以弯曲较大的铺设例如以比管33直径大160倍的弯曲半径来铺设简化了随后将光纤吹入管33里。通过金属管33，也可以在移出到套管10中时保证不受机械负荷。
如果铺设就此结束，则在道路翻修过程中将路面覆层平整铺设到底层1的主表面上，于是，各金属管被埋入路面覆层里。由于在该例子里在金属管31、32中已经包含有光芯线，所以必须注意路面覆层如此铺设于一段管31、32上，即在芯线的任何部位上都不超过所容纳的光芯线中的光纤涂层会在此脱落的85℃的极限温度。由于金属管有良好的导热性，所以这特别是能如此来保证，即路面覆层分多步被铺设到多个部分上，因此，总是露出管的一些部分，这些管子部分具有较低的温度。
对于光芯线只在铺设了路面覆层后才被安装到相关金属管中的情况来说，这样的方法就不需要了。在这里，所铺设的空管具有足够高的至少为170℃的耐热性就够了，因为这对应于热沥青的加工温度(约170℃-210℃的加工温度)。沥青从170℃冷到85℃的持续时间一般至少为1小时。空管也可以由耐热塑料或含碳陶瓷构成。在采用塑料管时，获得了更高的耐热性和耐变形性，其做法是，管子内腔用空气、水或干冰来冷却，或者管子内腔例如填有沙子以便提高稳定性。在装设完成后，取出填充物，例如借助金属丝或类似件。
在图3的示意横截面图里示出了将微型光缆铺设在底层1主表面上的情况。光缆具有一个铜套3，它装有光纤12的光芯线。铜套3此时相对光纤构成光缆内层。此外，微型光缆具有一个成塑料缆皮形式外层19。塑料缆皮最好用作隔离物，如果光缆随后又必须从路面中取出来的话。为此，通常设置一个缆皮或外层，它对在此成铜套3形式的内层具有比对路面覆层6更小的附着性。因此，光缆和呈铜套3形式的内层一起能简单地被剥皮，因为对外层的附着性小于对路面覆层的附着性。缆皮19例如由PE或HDPE塑料制成，它在铺设热的路面覆层6时熔化。由PE或HDPE塑料构成的正常塑料皮大致在120℃-140℃下变软。
在图4的另一横截面示意图中示出了一个装设好的空管14，该空管安放在底层1上。随后，一根细缆线15被拉入该空管14里。空管14最好具有一个靠近缆线15的层，该层含有如特氟隆以便减小摩擦。
在图5里示出了一根更粗的已装设好的空管14的另一横截面图。该管通过多个小管20被分成所谓的子管路。在这些子管路里，根据需要吹入单纤或纤维件12或很细的缆线15。
在图6里示出了多个以横截面示意图表示的缆线组件，该缆线组件尤其在金属管的实施形式方面是不同的。管16-a成纵焊金属管形式，它容纳有单纤17和含有单纤的纤维件18。金属管16-b和16-c分别装有纤维并且分别由成型的金属带制成，在这里，带端头在连接点上搭接。这样一来，允许成本比较低廉地制造金属管。由于如图2所示的管能够以比较大的弯曲弧度铺设，所以，金属管的搭接褶皱没有对管子的铺设自由度或者易弯性带来不利影响。装在所示的金属管里的纤维或纤维件可以在道路整理之后被吹入。
图7在另一个横截面示意图里示出了装设好的很细的空管如管31、32，它们平放在底层1的主表面上。在这里，这些管就象在所谓的扁带中那样被组接在一起。一个集中夹子23将这些管子固定到位。在道路整理之后，可以在这些管子中吹入一些纤维或纤维件18。
在根据图7的另一实施例里，在管31、32和路面覆层6之间设有一个作为盖板的构件29，它保护缆线不受机械负荷和热负荷的作用。盖板29含有隔热材料，尤其是石棉水泥、石棉纸板或矿物棉。盖板为了改善管或缆的散热性而最好一面涂有金属。盖板29被固定在表面上或粘到表面上。在对缆线或管传热较差的情况下，盖板变热很缓慢。如果盖板29有相应的厚度，则在盖板下的管31、31非常缓慢地变热。
在图8中，与图2相似地在示意俯视图里示出了多个管31-33被安置在所示道路的底层主表面上的情况。在这里，如图7的横截面图所示，多个管就象被组接成一条扁带。还示出了管33是如何离开中心并被侧向分接到一个井中。由于管31-33的直径相对随后的路面覆层来说很小(比例最好最多为1∶4)，所以，道路的静力学未受到不利影响。管33在部位26处逐渐抬离管排，这允许平缓的过渡。为了使管在铺设随后的路面覆层时不打弯，用一个高度补偿件27和一个固定件28来支持管。管33在抬起后又返回道路底层的高度。
在图9中示出了敷设装置的示意横截面，其中，一根缆线3被安置在表面上的宽宽的凹槽21中。缆线3最好是直径为4.5-12毫米的所谓的微型光缆或小型光缆。这样的较细缆线对新的路面覆层的结构和承载能力没有严重影响。在图9的例子中，凹槽21越40毫米深和250毫米宽。通常，该凹槽的宽度应该沿铺设方向的横向，该宽度略微大于所铺设光缆的直径的10倍。这样，随后铺设的呈路面覆层6形式的沥青的附着性得到改善。沥青的附着性还通过将道路表面粗糙化来进一步改善。由于在道路表面上切削出凹槽并且该凹槽要比待敷设的缆线宽许多，所以，路面的机械性能总是得以保持，此外，可以用比较粗大的沥青颗粒来填充凹槽。
权利要求
1.一种在由路面覆层(6)和位于该路面覆层下的平整的底层(1)构成的道路中敷设一个容纳至少一根光芯线(32)的组件(3，31，32)的方法，其中，该组件被平铺在该底层(1)的主表面(2)上并且随后平整地铺设该路面覆层(6)，从而该组件被埋设到该路面覆层中。
2.一种在由路面覆层(6)和位于该路面覆层下的平整的底层(1)构成的道路中敷设一个容纳至少一根光芯线(32)的组件(3，31，32)的方法，其中，该组件在该底层(1)的一凹槽(21)中被平铺在该底层的一表面上并且随后平整地铺设该路面覆层(6)，从而该组件被埋设到该路面覆层中，在这里，该凹槽具有横向于铺设方向的宽度，该宽度明显大于该组件的直径。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该组件包括至少一个被铺设到该底层的表面(2)上的套管或管(3，31，32)，该光芯线(12)随后被装入铺设好的该套管或管中。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该光芯线(12)被吹入、拉入或在使用液态介质的情况下被灌入铺设好的该套管或管中。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该光芯线(12)在敷设该组件时已被包含在该组件(3)里。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，容纳该光芯线(12)的一个套管或管(3，31，32)在耐热性和导热性方面是这样选择的并且该路面覆层(6)这样铺设在一段套管或管上，即在该芯线的任何位置上都不超过该光芯线的一个造成该芯线的涂覆光纤的涂层与该光纤脱离的极限温度。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该套管或管(3，31，32)是如此选择的并且该路面覆层(6)是这样铺设的，即不超过该芯线的约85℃的极限温度。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，该组件(3，31，32)通过至少一个压紧件(4)被固定在该底层的表面(2)上，以便在铺设该路面覆层(6)前将该组件固定到位。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该组件具有至少两个套管或管(31，32)，至少其中一个套管或管容纳该光芯线(12)，这些套管或管通过至少一个压紧件(23)被固定在该底层的表面(2)上，该压紧件将这些套管或管共同固定到位。
10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，该组件(31，32)通过至少一个成隔热罩形式的盖板(29)被安装在该底层的表面(2)上，以保护该组件在铺设该路面覆层(6)时不受机械负荷和热负荷的影响。
11.一种缆线敷设装置，它具有一个包括至少一根光芯线(12)的缆线组件，该缆线组件被安装到一个通过一个路面覆层(6)和一个位于该路面覆层下的平整的底层(1)构成的道路中，在这里，该缆线组件被铺设在该底层的主表面上并且被埋设在该路面覆层中。
12.一种缆线敷设装置，它具有一个包括至少一根光芯线(12)的缆线组件，该缆线组件被安装到一个通过一个路面覆层(6)和一个位于该路面覆层下的平整的底层(1)构成的道路中，其中，该缆线组件被铺设在该底层的在该底层表面上的一个凹槽(21)中并且被埋在该路面覆层里，在这里，该凹槽具有横向于该缆线组件的铺设方向的宽度，这个宽度明显大于该缆线组件的直径。
13.如权利要求11或12所述的缆线敷设装置，其特征在于，该缆线组件具有一个容纳该光芯线(12)的套管或管(3，31，32)，其中，该套管或管具有耐受至少170℃的耐热性。
14.如权利要求11-13之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，该套管或管(3，31，32)含有塑料、含碳陶瓷或金属且尤其是铜。
15.如权利要求11-14之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，该缆线组件具有一个装有该光芯线(12)的并具有一个内层(3)和一外层(19)的套管或管(3，19)，在这里，该外层(19)对该内层(3)的附着性小于该外层对该路面覆层(6)的附着性。
16.如权利要求11-15之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，该缆线组件具有装有该光芯线(12)的套管或管(3)，该路面覆层(6)的厚度与该套管或管(3)的直径之比至少为4∶1。
17.如权利要求11-16之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，该缆线组件具有装有该光芯线(15)的套管或管(14)，该套管或管具有一个靠近该光芯线的含特氟隆的层(14)。
18.如权利要求11-17之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，该缆线组件具有装有该光芯线(17)的套管或管(16-b，16-c)，该套管或管由带端部相互重叠的成型带材制成。
19.如权利要求11-18之一所述的缆线敷设装置，其特征在于，在该缆线组件(31，32)和该路面覆层(6)之间设有一个盖板(29)，该盖板保护该缆线不受机械负荷和热负荷的影响。
20.如权利要求19所述的缆线敷设装置，其特征在于，该盖板(29)具有隔热材料尤其是石棉水泥、石棉纸板或矿物棉。
21.如权利要求19或20所述的缆线敷设装置，其特征在于，该盖板(29)在一面上涂有金属。
全文摘要
一种包含至少一根光芯线(12)的组件(3，31，32)被敷设到一个由一个路面覆层(6)和一个位于路面覆层下的平整的底层(1)构成的道路中。该组件被平放在该底层(1)的表面上并且随后平整地铺设该路面覆层(6)，从而该组件被埋设到该路面覆层里。该组件的铺设不太费事，因为铺设不需要掘土作业或深层挖掘作业。本发明能够特别有利地被用在这样的场合中，即道路表面本来就要翻修。
文档编号G02B6/50GK1620743SQ02828289
公开日2005年5月25日 申请日期2002年12月13日 优先权日2001年12月21日
发明者L·芬策尔 申请人:Ccs技术公司