专利名称：主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施及其施工方法
技术领域：
本发明属于固定建筑物技术领域，涉及一种路面及其施工方法，特别是一种道路或桥梁或场道上应用的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施及其施工方法。
背景技术：
随着地球气象周期性变化，厄尔尼诺现象每间隔4年都要出现极端恶劣气象。高温干旱、强降雨、台风、强降温、冰雪灾害、冻雨等恶劣自然气候严重地影响着人类正常生活。近年来在中国南方温热带、东南沿海地区多次出现强降温、降雪，公路结冰造成恶性交通事故频发，车毁人亡，货物损失，堵塞大量车辆、人员滞留于路面，造成巨大经济损失和不良的社会影响。形成冰雪灾害的基本要素有:①、公路、桥梁、场道温度周期性低于0°C;②、自然降雨、降雪；③、人为洒水。容易形成冰雪灾害的区域:①、冬季公路下坡段，重载货车为防止刹车鼓高温失灵，采用对刹车鼓喷淋水降温的措施，而从水箱中喷出的水经过刹车鼓后有大量的水遗落在了路面上，低温状况下形成结冰；②、公路桥梁因桥下风洞效应，温度低于路面，形成桥面结冰、公路山道转弯背阳阴坡，因阳光不能正常照射到路面，地温回升慢，其它路段冰雪已经消融，而弯道阴路面依然存在结冰、公路隧道进出口明槽急流槽飞溅落水，在低温状态下结冰，因隧道内无结冰所必须的有水条件故无结冰现象，驾驶员放松警惕，车速提高，一旦车辆驶出隧道，遇到结冰路面，措施不当，即刻发生侧滑，旋转，碰撞事故；⑤、伴随交通工程网络化的高速发展，枢纽化的分离立交桥，呈现多层跨越，在跨越已建高速公路、铁路、有通航要求的江河时，纵曲线布置无法避免大坡度、大超高的出现。而这些坡度大，小半径匝道和桥梁在冰雪灾害发生时给行驶的车辆造成打滑、横摆、碰撞、堵塞交通；⑥、民航机场跑道在冰雪灾害发生时，当今惯例是在降雪停止后采用机械、人工配合除雪，造成大量航班取消、延误，人员滞留机场。军用机场在冰雪封闭跑道时，战机无法起降，给国家安全造成严重隐患。为了针对这种情况，传统方式大都采用的被动处治公路结冰的方式，但是这些方式都存在着弊端，具体如下:①、机械方式:采用推土机履带碾压破碎结冰路面，用轮式装载机铲斗，平地机刮刀将冰雪渣块清除至护栏边侧。此种方法需动用大型工程机械上路面作业，尚需大量人工配合作业，且无法保证机械作业工程中不会对路面护栏，桥面伸缩缝产生破坏。此方法成本高，清理后的路面留有大量细粒冰渣，在低温下又会形成薄冰层，依然危及行车安全，不能称之为完全意义上的冰雪清除。在特殊路段形成堵车状况下，工程机械无法及时到达现场，从结冰路段前方到达现场后，清除作业周期长，无法开放交通，加剧后方车辆滞留量。②、人工方式:采用人工清除公路结冰主要工具为十字镐、板锹、扫除。此种方法劳动强度大，效率低，以路面结冰厚度1.5cm 2cm为例要人工完成破碎，清除冰块，扫除细粒冰粒，每人工日最多完成5m2 至8m2，费用接近100元，而发生冰冻灾害大都集中春节前后，此时公路养护部门根本无法召集到大量人工上路清除公路结冰。③、物理方式；在发生冰雪灾害后路面上，采用机械装车，车辆运输，人工洒布砂石，炉渣。其目的是增加车辆轮胎与结冰路面摩擦阻力，防止车辆侧滑。此方法需耗用大量机械设备，人工，珍贵的砂石，炉渣资源且到气温升高冰雪融化后又要组织人工对洒布的砂石，炉渣进行清扫，收集，不然融雪后路面上的砂石，炉渣颗粒又会在路面上形成滑动层影响行车安全及扬尘污染空气。④、化学方法；在发生冰雪灾害的路面上，采用人工或机械装车，车辆运输，人工洒布氯盐或融雪剂，其目的是降低结冰点温度，延迟结冰，此方法仍需耗用大量机械设备，人工和珍贵的氯盐资源。而且随着冰雪融化，氯盐中的氯分子成份将随着融水浸入土壤造成土壤盐碱化破坏土壤生态平衡。融水中氯粒子成份将沿混凝土毛细孔侵入桥梁结构，严重锈蚀结构钢筋，伸缩缝型钢，结构钢筋钝化膜锈蚀后钢筋体积发生膨胀崩裂混凝土保护层，严重降低桥梁使用功能和寿命。这种病害在空气中高含氯分子的沿海地区尤为严重。此外，近几年也开创了利用在路面下埋设循环水的管路从而进行融雪的方法，如中国专利申请日为2011年07月01日，申请号为201120231960.0，授权公告日为2012年03月07日所公开的一种自动融雪、除冰道路，包括路面和路基，在路面的下方设置有多个塑料管网散热器，这些塑料管网散热器通过管接头依次级联，形成散热系统，该散热系统通过循环泵与辅助热源连接，塑料管网散热器内充满传导介质，启动循环泵后，传导介质在辅助热源与散热系统之间循环流动，把热能传导到路面内，使路面温度上升，从而加速积雪冰冻的融化。但是该类结构在实际应用中，如果某一处的塑料管网发生泄漏，则必定导致整个系统瘫痪，而且由于其是埋设在路面以下的，检修维护均十分的不便。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施及其施工方法，能够避免道路或桥梁或场道路面的结冰，保证各种类型路面的正常使 用，减少车辆事故的发生。本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，包括路面层，其特征在于，所述路面层的施工单元中设置有电热管组件，电热管组件由若干个电加热管依次首尾串联形成迂回的蛇形管路或由若干个呈直条状的电加热管两端分别联接供电导线并联组合而成，电热管组件还包括能与电源相连接并为电加热管供电的接线盒。本技术方案中，路面层可由水泥混凝土或浙青混凝土铺筑而成，路面层施工单元可根据各种类型路面具体情况进行设置，如多车道的路面，其施工单元为单个车道或同向车道的组合或整个路面，如桥梁，其施工单元为每个桥梁道路组件，如隧道，其施工单元主要设置在内外温差较大、车辆进出危险性较高的隧道口。将整个电热管组件埋设在路面层以下，将电热管组件串联设置为迂回的蛇形管路，不仅能对路面的中间位置进行加热，电加热管两端的迂回转弯部能对道路的两侧边即对应于车辆轮胎行驶的位置进行额外加热，实现更好的防止车辆事故发生的目的；而将电热管组件并联时，在单个电加热管损坏后，不影响整个电热管组件运行，避免频繁的维修，降低使用成本。在上述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施中，所述串联而成的电热管组件还包括设置在两个电加热管之间连接部上的联接套管和维修检查盒，所述的维修检查盒包括相扣合的盒体和盖体，以及设置在盒体中的检修装置，所述的盒体埋设在路面层中并套装在电热管组件上，所述的盖体上表面与路面层的上表面相齐平。联接套管即可保证相邻的电加热管之间的连接强度，同时还能够起到防水防压的作用，避免漏电或电加热管管口受压移位而影响使用。维修检查盒预设在两条电热管组件的连接部上，并且埋设在路面层及路基层中，其内的检修装置分别与两条电热管组件内的电阻丝相连接，当道路融雪融冰效果不佳时，可打开盖体，将需要测试的路段两端的维修检查盒相连，从而判断各段道路是否发生故障，是否需要维修。在实际应用中结合道路的硬化变形，维修检查盒的盖体上表面也可设置得略低于路面层的上表面。本发明中的盖体上表面并不严格要求与路面层的上表面相平，只要使其不高于路面层的上表面，影响车辆行驶即可。在上述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施中，所述的电加热管的内部设置有电阻丝和填充在电阻丝和电加热管内壁之间的粉末状绝缘导热保温材料，所述的电阻丝的两端分别设置有能相互配合实现插接的连接承插件一和连接承插件二。本技术方案中，通过电阻丝加热并通过绝缘导热保温材料传递至电热管组件的管壁上，从而提升道路的路面温度，实现融雪融冰的目的。粉末状的绝缘导热保温材料易填充，且可迅速的将电阻丝产生的热量迅速传递至电热管组件的管壁上避免流失，同时还可以对电阻丝进行固定，避免路面震动而导致电阻丝断裂，提高使用时的稳定性，电热管组件的结构强度高，埋设在路面层以下，结合其内部填充的绝缘导热保温材料，能够承受来往车辆的碾压而不损坏，保证其内部的电阻丝不会因外力而断裂。而在对两个电加热管进行串接时，先将电加热管内的电阻丝相插接，再将两条电加热管的管口相对准，并在管口连接处外部套装联接套管。在上述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施中，所述并联而成的电热管组件还包括设置在电加热管两端的维修检查盒，所述的维修检查盒包括相扣合的盒体和盖体，以及设置在盒体中的检修装置，所述的盒体埋设在路面层中并套装在电热管组件上，所述的盖体上表面与路面层的上表面相齐平。并联结构的电热管组件连接简单，检修时将同一电加热管两端的维修检查盒相连测试即可得出该电加热管是否正常使用。在上述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施中，所述电加热管的管体外壁设置有若干车制刻线。该车制刻线以利于路面材料包裹并固结在电加热管上。一种主动防御冰雪灾害的水泥混凝土道路的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成:步骤一、铺设路基层；步骤二、将若干个电加热管平行铺设在路基层上；步骤三、将各个电加热管依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒设置在相串接的两个电加热管的连接部上或将维修检查盒设置在相并联的各个电加热管的两端；步骤四、将水泥混凝土铺设在路基层的顶面，并将电加热管及维修检查盒包裹在内形成可加热升温的路面层；步骤五、通过维修检查盒检测各施工单元的电加热管是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管并重新执行步骤一；步骤六、完成路面层的铺筑施工。本施工方 法中，通过“湿接湿”工艺连接路面层和路基层，即摊铺在下层的路基层的水泥混凝土未凝结硬化时，即在上面铺设路面水泥混凝土，工序简单、快捷，若电加热管意外失效也可以马上进行维修和更换，耗时较短。在上述的主动防御冰雪灾害的水泥混凝土道路的施工方法中，所述步骤二还包括在电加热管上设置用于限制电加热管位移和高度的定位装置。该定位装置用于避免电加接管移动，提高本发明路面的成品率，避免返修。一种主动防御冰雪灾害的浙青混凝土道路的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成:步骤一、铺筑粗粒式浙青混凝土底面层；步骤二、待粗粒式浙青混凝土底面层冷却硬化后，在粗粒式浙青混凝土底面层的顶面根据电加热管形状尺寸放样画线，再使用切割机沿线切处凿槽并凿除槽内粗粒式浙青混凝土，使得凿槽的深度大于电加热管的外径；步骤三、将电加热管设置在凿槽内；步骤四、再将各个电加热管依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒设置在相串接的两个电加热管的连接部上或将维修检查盒设置在相并联的各个电加热管的两端；步骤五、将细粒式浙青混凝土铺设在底面层的顶面上，并将电加热管及维修检查盒包裹在内形成制成上面层；步骤六、通过维修检查盒检测各施工单元的电加热管是否正常工作:若是则执行步骤七，若否则更换有故障电加热管并重新执行步骤三；步骤七、完成上面层铺筑施工。
本施工方法中，路面层包括粗粒式浙青混凝土构成的底面层和细粒式浙青混凝土构成的上面层，粗细配合在可以保证质量的前提下还能有效地节约成本，此外本施工方法在路基层冷却硬化后，再切割出与电热管组件型态尺寸相符合的凿槽，用于嵌装电热管组件，使得电热管组件的位置更加稳定，不易在铺设路面层时发生移动而导致失效，而且在返工时也可仅更换发生故障的电加热管，而无需对路基层进行返工。本施工方法中，电热管组件为串联时，切出的为蛇形凿槽，电热管组件为并联时，切出的为直槽。本技术方案中的浙青混凝土的路面层由粗粒式的底面层和细粒式的上面层组成，也可以由粗粒式的底面层、中粒式的中面层和细粒式的上面层组成，电热管组件设置在上面层和中面层之间。在上述的主动防御冰雪灾害的浙青混凝土道路的施工方法中，所述步骤三还包括在凿槽底部铺设一层细砂，并使得布置在凿槽内的电加热管顶部低于底面层的上表面3
5mm。填充细砂即能对电加热管进行定位，避免晃动，又能使得电加热管顶部略低于地面层的上表面，保证施工更加简便。一种主动防御冰雪灾害的桥梁铺装层的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成:步骤一、铺设桥梁铺装层的基层，并在基层上设置钢筋网片；步骤二、将若干个电加热管铺设在钢筋网片上，并将电加热管绑扎依附在钢筋网片;步骤三、将各个电加热管依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒设置在相串接的两个电加热管的连接部上或将维修检查盒设置在相并联的各个电加热管的两端；
步骤四、将水泥混凝土铺设在桥面上，并将电加热管及维修检查盒包裹在内形成可加热升温的面层；步骤五、通过维修检查盒检测各施工单元的电加热管是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管并重新执行步骤一；步骤六、完成面层的铺筑施工。本施工方法应用在桥面铺装层，桥面铺装层分为基层和面层，钢筋网片设置在基层以上，面层以下，将电加热管绑扎在钢筋网片上，不需要额外的定位装置，成本更低，施工更加快捷方便。本发明可广泛应用于公路、桥梁、场道等类型的道路上，与现有技术相比，具有以下的优点:1、采用电热管组件的公路、桥梁、场道道路采取了主动防御技术，能保持道路的路面温度在0°c以上，解决了公路、桥梁、场道在冬季发生冰雪灾害后所造成的危害，社会效益和经济效益高，并且充分体现重视生命的人文精神；2、通过电加热方式，避免了采用地热水暖方式的不稳定性，可以持续保证路面温度，避免冰雪灾害所产生的负作用及次生灾害，确保构筑物使用寿命；3、采取不锈钢管内置螺旋电阻丝，并由绝缘保温导热材料包裹螺旋电阻丝，可以保证螺旋电阻丝不易损坏，延长使用寿命及节省检修维护成本。
图1是本发明的采用实施例一的平面布置示意图。图2是本发明的实施例一中电加热管的结构示意图。图3是本发明的实施例一中电加热管连接节点图。图4是本发明的实施例一中维修检查盒的布置示意图。
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图5是图4中A-A剖面图。图6是图4中B-B剖面图。图7是本发明中以水泥混凝土为主材的实施例一的道路截面示意图。图8是本发明中以浙青混凝土为主材的实施例二的道路截面示意图。图9是本发明的实施例三的平面布置示意图。图10是本发明中具有实施例三结构的桥梁路面截面示意图。图11是本发明的实施例四的平面布置示意图。图12是本发明的实施例六的平面布置示意图。图13是本发明中测试水泥混凝土电加热管融冰雪试验的试验小样平面布置示意图。图14是本发明中测试水泥混凝土电加热管融冰雪试验的试验小样截面示意图。图中，1、路面层；la、上面层；lb、底面层；lbl、凿槽；2、路基层；3、电热管组件；4、电加热管；4a、直管部一 ；4b、弯管部一 ；4c、直管部二 ；4d、弯管部二 ；4e、直管部三；5、绝缘导热保温材料；6、电阻丝；7、连接承插件一 ；8、连接承插件二 ；9、联接套管；10、维修检查盒;10a、盖体;10b、盒体;10bl、通孔;11、螺栓；12、钢筋网片；13、试验小样；14、电热偶片；15、接线装置；15a、插座；16、检修装置；17、电导线；18、基层；19、面层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。实施例一:参照图1、图7，本实施例为应用在以水泥混凝土作为主材、能够主动防御冰雪灾害的道路上的设施，包括位于上层的路面层I和位于下层的路基层2，路面层I和路基层2之间设置有电热管组件3，通过电热管组件3产生热量并传递至路面层1，使得路面层I的温度处于5 10°C，使得路面的积雪及积冰融化，避免引发车辆的安全事故。根据现有的具有双向车道的道路施工一般采用的一条道封闭施工，另一条道供车辆通行，分开铺设的方法，因而本实施例中将电热管组件3分别设置在两个车道的路面以下，从而对两个车道的路面分别进行加热升温，维修和检测都更加的方便。本实施例中的电热管组件3由若干个电加热管4和能与电源相连接并为电加热管4供电的接线装置15，上述的电加热管4依次首尾相连串接而成迂回的蛇形管路，各个电加热管4之间设置有联结套管9，在位于道路两边路沿的各个电加热管4的连接部外还设置有维修检查盒10。本实施例将维修检查盒10设置道路的两边沿，即是因为电加热管4的取电位置设在道路的两边沿，维修检查更加方便，更是出于安全考虑，避免站在路中间进行检测，保证维修检查的安全性。参照图2，本实施例中各个电加热管4的结构均相同，电加热管4为内部设置有电阻丝6的空心管，包括直管部一 4a、设置在直管部一 4a —端的弯管部一 4b和直管部二 4c，设置在直管部一 4a另一端的弯管部二 4d和直管部三4e，弯管部一 4b的两端分别与直管部一 4a及直管部二 4c相连通，弯管部二 4d的两端分别与直管部一 4a及直管部三4e相连通，直管部二 4c和直管部三4e的开口方向相反。电加热管4的内壁和电阻丝6之间填充有粉末状的绝缘导热保温材料5 ，绝缘导热保温材料5的两端分别填充至直管部二 4c和直管部三4e的中部，端口封闭，避免泄漏。弯管部一 4b、直管部二 4c、弯管部二 4d和直管部三4e能对道路的两侧边，即汽车轮胎最容易行驶的部位进行额外加热，能够更好地减少车辆事故的发生率。电阻丝6的两端分别设置有连接承插件一 7和连接承插件二 8，连接承插件一 7和连接承插件二 8可相互配合实现插接及电路连通。本实施例中电阻丝6采用螺旋电阻丝以提高电阻丝的加热率，并且由于螺旋可压缩和拉伸，在连接承插件一 7和连接承插件二 8插接时可进行牵引，使得接线更为方便，且连接牢固不易受外力晃动。本实施例中的粉末状的绝缘导热保温材料5为电工级氧化镁，其可在断电之后还能保持一定的温度，有利于节约能源和避免整个电加热管4的频繁启动。参照图3，当将两个电加热管4相连接时，将其中一个电加热管4具有连接承插件一 7的直管部二 4c和另一电加热管4具有连接承插件二 8的直管部三4e相对接，两者的连接部外设置有联接套管9，联接套管9为管箍类结构，其密封套装在两个电加热管4相对接的直管部二 4c和直管部三4e上，并保持密封。参照图4、图5和图6，相连接的两个电加热管4之间的连接部上还设置有维修检查盒10，维修检查盒10包括相扣合并通过螺栓11可拆卸连接的盒体IOb和盖体10a，以及设置在盒体IOb中的检修装置16，检修装置16与电阻丝6相连，用于判断是否连通。盒体IOb埋设路面层I和路基层2中，其中两个相对的壁面具有通孔IObl，电加热管4上用于相互连接的直管部二 4c或直管部三4e可穿插在上述的通孔IObl再相互连接。本实施例在路面层I铺设时，将盖体IOa上表面设置得与路面层I的上表面相齐平或者略低于路面层I的上表面，在不影响道路的安全性的前提下保证维修的方便性。维修检查盒10的内部还设置有接线装置15，接线装置15具有与外界电源相连接的插座15a，该插座15a与电阻丝
6电连通。此外也可将插座15a更换为一具有连接导线的插头。本实施例中的电源接入可以采用以下方式:一、太阳能发电；二、风能发电；三、电网供电；四、柴油发电机组供电，只要将电热管组件3上的接线装置15与上述各类型的电源相连通即可。本实施例中为了能够更快更经济的实现道路融雪融冰，可在路面上设置自动温度控制装置，该自动温度控制装置与接线装置15相连接，当路面温度低于0°C时，当自动温度控制装置检测到路面温度低于0°C时，发出启动信号，电源向电热管组件3供电，当路面温度高于10°C时，自动温度控制装置发出关闭信号，电源切断，电热管组件3停止加热，路面在绝缘导热保温材料作用下还能持续保持一定的温度。本实施例中的道路在应用水泥混凝土作为主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:步骤一、铺设路基层2 ；步骤二、将若干个电加热管4平行铺设在路基层2上，并在电加热管4上设置用于限制电加热管4位移和高度的定位装置；步骤三、将各个电加热管4依次串联形成迂回的蛇形管路成并联布置，并将维修检查盒10设置在相串接的两个电加热管4的连接部上或将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；
步骤四、将水泥混凝土铺设在路基层2的顶面，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成可加热升温的路面层I ;步骤五、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管4并重新执行步骤一；步骤六、完成路面层I的铺筑施工。 本施工方法可通过“湿接湿”工艺连接路面层和路基层，即摊铺在下层的路基层的水泥混凝土未凝结硬化时，即在路基层的上面铺设路面水泥混凝土，工序简单、快捷，若电加热管意外失效也可以快速地进行维修和更换，整个铺设时间较短。实施例二:参照图8，本实施例二为一种应用在以浙青混凝土作为主材、能够主动防御冰雪灾害的道路上的设施，包括路面层1，路面层I包括位于下层由粗粒式浙青混凝土铺筑而成的底面层Ib和位于上层由细粒式浙青混凝土铺筑而成的上面层la，底面层Ib上具有用于放置电加热管4的凿槽Ibl，凿槽Ibl内铺设细砂使得电加热管4的顶部距离底面层Ib的上表面3 5 mm。本实施例二与实施例一仅在道路的截面结构有所区别，其它结构均与实施例一大致相同。本实施例二中的道路在应用浙青混凝土作为主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:步骤一、铺筑粗粒式浙青混凝土底面层Ib ；步骤二、待粗粒式浙青混凝土底面层Ib冷却硬化后，在粗粒式浙青混凝土底面层Ib的顶面根据电加热管4形状尺寸放样画线，再使用切割机沿线切处凿槽Ibl并凿除槽内粗粒式浙青混凝土，使得凿槽Ibl的深度大于电加热管4的外径；步骤三、将电加热管设置在凿槽Ibl内，凿槽2a底部铺设一层细砂，并使得布置在凿槽2a内的电加热管4顶部低于底面层Ib的上表面3 5 mm ;步骤四、再将各个电加热管4依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒10设置在相串接的两个电加热管4的连接部上或将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；步骤五、将细粒式浙青混凝土铺设在底面层Ib的顶面上，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成制成上面层Ia ；步骤六、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否正常工作:若是则执行步骤七，若否则更换有故障电加热管4并重新执行步骤三；步骤七、完成上面层I铺筑施工。本施工方法在硬化后的底面层Ib顶面设置垂直于道路走向的横向的凿槽2a，用于嵌装电加热管4，并通过铺设细砂使得电加热管4的顶部略低于底面层Ib顶面，便于浙青混凝土路面的铺设，同时步骤六在路面层I未硬化时进行检测，则在电加热管4不能正常工作时需返工时，仅需对未硬化的路面层I进行返工处理，而不用对底面层Ib进行挖掘返工。实施例三:参照图9和图10，本实施例三为一种应用在以水泥混凝土作为主材、能够主动防御冰雪灾害桥面铺装层上的设施，包括桥面铺装层I和铺装层2，铺装层2上设置有钢筋网片12，电加热管4绑扎在钢筋网片12，其它结构均与实施例一大致相同。本实施例中在应用水泥混凝土作为桥面铺装层主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:`步骤一、铺设桥面铺装层的基层18，并在基层18上设置钢筋网片12 ；步骤二、将若干个电加热管4铺设在钢筋网片12上，并将电加热管4绑扎依附在钢筋网片12 ；步骤三、将各个电加热管4依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒10设置在相串接的两个电加热管4的连接部上或将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；步骤四、将水泥混凝土铺设在桥面铺装层基层2的顶面，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成可加热升温的面层19 ；步骤五、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管4并重新执行步骤一；步骤六、完成面层19的铺筑施工。本施工方法应用在桥面铺装层上，将电加热管绑扎在钢筋网片上，不需要额外的定位装置，成本更低，施工更加快捷方便。实施例四:参照图11，本实施例四为一种应用在主动防御冰雪灾害的道路上的设施，当其采用水泥混凝土做主材时，其结构分别与实施例一大致相同，不同点在于，本实施例四中的电加热管4通过并联方式相连接，每个电加热管4的两端各设置有一个维修检查盒10。本实施例在应用水泥混凝土作为主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:
步骤一、铺设路基层2 ；步骤二、将若干个电加热管4平行铺设在路基层2上，并在电加热管4上设置用于限制电加热管4位移和高度的定位装置；步骤三、将各个电加热管4依次并联布置，并将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；步骤四、将水泥混凝土铺设在路基层2的顶面，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成可加热升温的路面层I ;步骤五、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管4并重新执行步骤一；步骤六、完成路面层I的铺筑施工。实施例五:本实施例为一种应用在主动防御冰雪灾害的道路上的设施，当其采用浙青混凝土做主材时，其结构分别与实施例二大致相同，不同点在于，本实施例五中的电加热管4通过并联方式相连接，每个电加热管4的两端各设置有一个维修检查盒10。本实施例在应用浙青混凝土作为主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:步骤一、铺·筑粗粒式浙青混凝土底面层Ib ；步骤二、待粗粒式浙青混凝土底面层Ib冷却硬化后，在粗粒式浙青混凝土底面层Ib的顶面根据电加热管4形状尺寸放样画线，再使用切割机沿线切处凿槽Ibl并凿除槽内粗粒式浙青混凝土，使得凿槽Ibl的深度大于电加热管4的外径；步骤三、将电加热管设置在凿槽Ibl内，凿槽2a底部铺设一层细砂，并使得布置在凿槽2a内的电加热管4顶部低于底面层Ib的上表面3 5 mm ;步骤四、再将各个电加热管4依次并联布置，并将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；步骤五、将细粒式浙青混凝土铺设在底面层Ib的顶面上，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成制成上面层Ia ；步骤六、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否正常工作:若是则执行步骤七，若否则更换有故障电加热管4并重新执行步骤三；步骤七、完成上面层I铺筑施工。实施例六:本实施例为一种应用在主动防御冰雪灾害的桥梁上的设施，其结构分别与实施例三大致相同，不同点在于，本实施例六中的电加热管4通过并联方式相连接，每个电加热管4的两端各设置有一个维修检查盒10。本实施例中在应用水泥混凝土作为桥面铺装层主材铺设时的施工方法，由以下步骤组成:步骤一、铺设桥面铺装层的基层18，并在基层18上设置钢筋网片12 ；步骤二、将若干个电加热管4铺设在钢筋网片12上，并将电加热管4绑扎依附在钢筋网片12 ；步骤三、将各个电加热管4依次并联布置，并将维修检查盒10设置在相并联的各个电加热管4的两端；
步骤四、将水泥混凝土铺设在桥面铺装基层2的顶面，并将电加热管4及维修检查盒10包裹在内形成可加热升温的面层19 ；步骤五、通过维修检查盒10检测各施工单元的电加热管4是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管4并重新执行步骤一；步骤六、完成面层19的铺筑施工。上述各个实施例中电加热管4的结构尺寸及布置方案通过测试水泥混凝土电加热管融冰雪试验得出，流程如下:1、试验小样13底模制作；2、试验小样13侧模安装；3、钢筋网片12及电加热管4布置；4、测温的电热偶片14布置；5、混凝土烧筑、养生；6、试验小样13进低温冷冻室；7、试验小样13表面蓄水；8、冷冻室制冷起动至_5°C ;9、电加热管4通电加热；10、每5分钟观测各显示仪温度并记录；11、试验小样13表面冰层完全融会；12、数理统计测温记录。本试验通过在布置有钢筋网片12及电加热管4的试验小样的不同深度上放置电热偶片14，如图12和图13所示，得出以时间为横坐标，温度为纵坐标的试验小样融冰融雪的升温曲线图，通过测量不同结构、尺寸大小以及布置间距的电加热管，得出下列各个优选区间:电加热管4的壁厚为I 3mm,直径为10 14mm,电阻丝6为镍铬合金制成的直径为
0.5 0.7mm、螺距为4 6mm的螺旋电阻丝6。路面层I的厚度为3 IOcm,电加热管4之间的间距为40 80cm，电热管组件3的铺装功率为250W/m2 350W/m2，特别是当电加热管4采用壁厚2mm、直径12mm的Q235不锈钢管，其内穿插镍铬合金制成的直径0.5mm，螺距4mm的螺旋电阻丝6，并填充电工级氧化镁粉制成的热保温材料5时，各个电加热管4之间的间距为50cm，距电 加热管4顶部4cm处的温度最优。螺旋电阻丝6单位长度上的发热量较大，而且其可伸缩，当两个电加热管4对接时，可以更好地使两个连接承插件实现配合，同时由于电加热管4的连接部通常位于车辆轮胎经常碾压的路面以下，具有弹性的螺旋电阻丝6在路面震动时还不容易发生损坏断裂。上述的各个施工方法在设置维修检修盒10时，可在每个加热管4上均设置一个维修检修盒10，也根据电加热管4的布置间距进行选择性安装，保证在IOm路段上维修检修盒10的数量在2 10个之间。并且上述两个施工方法还可在维修检查盒10安装完成后，即对各路段的电加热管4进行检测是否能正常工作，若是则执行步骤四，若否则将该路段返工、更换电加热管4并重新执行步骤二。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了路面层1、上面层la、底面层lb、凿槽lbl、路基层2、电热管组件3、电加热管4、直管部一 4a、弯管部一 4b、直管部二 4c、弯管部二 4d、直管部三4e、绝缘导热保温材料5、电阻丝6、连接承插件一 7、连接承插件二 8、联接套管9、维修检查盒10、盖体10a、盒体10b、通孔10bl、螺栓11、钢筋网片12、试验小样13、电热偶片14、接线装置15、插座15a、检修装置16、电导线17、基层18、面层19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本 发明精神相违背的。
权利要求
1.一种主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，包括路面层(I)，其特征在于，所述路面层(I)的施工单元中设置有电热管组件(3)，电热管组件(3)由若干个电加热管(4)依次首尾串联形成迂回的蛇形管路或由若干个呈直条状的电加热管(4)两端分别联接供电导线并联组合而成，电热管组件(3)还包括能与电源相连接并为电加热管(4)供电的接线盒(15)。
2.根据权利要求1所述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，其特征在于，所述串联而成的电热管组件(3)还包括设置在两个电加热管(4)之间连接部上的联接套管(9)和维修检查盒(10)，所述的维修检查盒(10)包括相扣合的盒体(IOb)和盖体(10a)，以及设置在盒体(IOb )中的检修装置(16 )，所述的盒体(IOb )埋设在路面层(I)中并套装在电热管组件(3)上，所述的盖体(IOa)上表面与路面层(I)的上表面相齐平。
3.根据权利要求1或2所述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，其特征在于，所述的电加热管(4)的内部设置有电阻丝(6)和填充在电阻丝(6)和电加热管(4)内壁之间的粉末状绝缘导热保温材料(5)，所述的电阻丝(6)的两端分别设置有能相互配合实现插接的连接承插件一(7)和连接承插件二(8)。
4.根据权利要求1所述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，其特征在于，所述并联而成的电热管组件(3)还包括设置在电加热管(4)两端的维修检查盒(10)，所述的维修检查盒(10)包括相扣合的盒体(IOb)和盖体(IOa),以及设置在盒体(IOb)中的检修装置(16)，所述的盒体(IOb)埋设在路(桥)面层(I)中并套装在电热管组件(3)上，所述的盖体(IOa)上表面与路(桥)面层(I)的上表面相齐平。
5.根据权利要求1或2或4所述的主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，其特征在于，所述电加热管(4 )的管体外壁设置有若干车制刻线。
6.一种主动防御冰雪灾害的水泥混凝土道路的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成: 步骤一、铺设路基层(2); 步骤二、将若干个电加热管(4)平行铺设在路基层(2)上； 步骤三、将各个电加热管(4)依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒(10 )设置在相串接的两个电加热管(4 )的连接部上或将维修检查盒(10 )设置在相并联的各个电加热管(4)的两端； 步骤四、将水泥混凝土铺设在路基层(2)的顶面，并将电加热管(4)及维修检查盒(10)包裹在内形成可加热升温的路面层(I); 步骤五、通过维修检查盒(10)检测各施工单元的电加热管(4)是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管(4)并重新执行步骤一； 步骤六、完成路面层(I)的铺筑施工。
7.根据权利要求6所述的主动防御冰雪灾害的水泥混凝土道路的施工方法，其特征在于，所述步骤二还包括在电加热管(4)上设置用于限制电加热管(4)位移和高度的定位装置。
8.—种主动防御冰雪灾害的浙青混凝土道路的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成: 步骤一、铺筑粗 粒式浙青混凝土底面层(Ib)；步骤二、待粗粒式浙青混凝土底面层(Ib)冷却硬化后，在粗粒式浙青混凝土底面层(Ib)的顶面根据电加热管(4)形状尺寸放样画线，再使用切割机沿线切处凿槽(Ibl)并凿除槽内粗粒式浙青混凝土，使得凿槽(Ibl)的深度大于电加热管(4)的外径； 步骤三、将电加热管设置在凿槽(Ibl)内； 步骤四、再将各个电加热管(4)依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒(10 )设置在相串接的两个电加热管(4 )的连接部上或将维修检查盒(10 )设置在相并联的各个电加热管(4)的两端； 步骤五、将细粒式浙青混凝土铺设在 底面层(Ib)的顶面上，并将电加热管(4)及维修检查盒(10)包裹在内形成制成上面层(Ia)； 步骤六、通过维修检查盒(10)检测各施工单元的电加热管(4)是否正常工作:若是则执行步骤七，若否则更换有故障电加热管(4)并重新执行步骤三； 步骤七、完成上面层(I)铺筑施工。
9.根据权利要求8所述的主动防御冰雪灾害的浙青混凝土道路的施工方法，其特征在于，所述步骤三还包括在凿槽(2a)底部铺设一层细砂，并使得布置在凿槽(2a)内的电加热管(4)顶部低于底面层(Ib)的上表面3 5 mm。
10.一种主动防御冰雪灾害的桥梁铺装层的施工方法，其特征在于，由以下步骤组成: 步骤一、铺设桥梁铺装层的基层(18)，并在基层(18)上设置钢筋网片(12); 步骤二、将若干个电加热管(4)铺设在钢筋网片(12)上，并将电加热管(4)绑扎依附在钢筋网片(12); 步骤三、将各个电加热管(4)依次串联形成迂回的蛇形管路或并联布置，并将维修检查盒(10 )设置在相串接的两个电加热管(4 )的连接部上或将维修检查盒(10 )设置在相并联的各个电加热管(4)的两端； 步骤四、将水泥混凝土铺设在基层(18)的顶面，并将电加热管(4)及维修检查盒(10)包裹在内形成可加热升温的面层(19)； 步骤五、通过维修检查盒(10)检测各施工单元的电加热管(4)是否能正常工作:若是则执行步骤六，若否则更换有故障的电加热管(4)并重新执行步骤一； 步骤六、完成面层(19)的铺筑施工。
全文摘要
本发明提供了一种主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施及其施工方法，属于固定建筑物技术领域。它解决了现有的道路路面由于积雪容易引发交通事故的问题。本主动防御道路、桥梁、场道冰雪灾害的设施，包括路面层，路面层的施工单元中设置有电热管组件，电热管组件由若干个电加热管依次首尾串联形成迂回的蛇形管路或由若干个呈直条状的电加热管两端分别联接供电导线并联组合而成，电热管组件还包括能与电源相连接并为电加热管供电的接线盒。它采用串联或并联的电加热管，对路面进行加热，起到融雪融冰的作用，避免事故发生。它结构简单、实施方便，能够避免道路或桥梁或场道路面的结冰，保证各种类型路面的正常使用，减少车辆事故的发生。
文档编号E01C11/26GK103243628SQ20131019127
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者张国森 申请人:台州市四方交通建设工程有限公司