一种用于控制季节性冻害的热棒路基的制作方法

本实用新型涉及路基构造技术领域，更具体的说是涉及一种用于控制季节性冻害的热棒路基。

背景技术：

在我国北方大部分低温地区的既有铁路在低温季节运营过程中，铁路路基特别是路堑地段容易产生路基向上鼓胀，造成轨道局部不均匀抬升，当这种抬升量超过维持列车安全运营的限度时，就会直接危及行车安全。随着气温的升高，低温时产生的路基抬升又会在高温时下沉，当下沉量超过一定限度时，同样会对铁路安全运营构成威胁。这就是在工务维护管理中铁路路基的季节性冻害技术问题；不仅仅在铁路中存在这种情况，在公路中也存在这样的现象，对运输安全也存在很大影响，路面破坏，寿命缩短，后期维修还要耽误大量的人力物力；低温季节路基冻害一旦产生，维管部门只能采取在冻胀时挖减道碴融沉时填加道碴的方法来调整轨面平顺，以维持车辆安全通过，这是一种常用的临时性维护方法，往往很被动；也有采用路基换填的方法处理冻害问题，部分换填效果不明显，全部换填实用性差，这种方法需要废除原路基重新修建，施工要求中断行车，即费时又费力，造成的经济损失较大，这在运输繁忙的路线上往往不被采纳，除非迫不得已。也有采用竖向灰土桩或砂桩的工程措施来整治路基冻害的方法，但这种方法的施工需要占道施工，而且长期效果会变差，所以也很少被采纳。由上可以看出，现有的技术方法均存在一定的不足之处。

因此，如何提供一种用于控制季节性冻害的热棒路基是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于控制季节性冻害的热棒路基，用于控制和消除路基季节性冻害的产生与发展，确保在低温季节路基稳定、运营安全。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于控制季节性冻害的热棒路基，其特征在于，包括：透水层、不透水层、路基和热棒；所述路基、所述不透水层和所述透水层自下而上依次铺设所述路基上开设有热棒安装孔；所述热棒置于所述热棒安装孔内；所述热棒为密闭空心结构，所述密闭空心结构装有液氨。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：热棒中的液氨吸收冻土中的热量，蒸发成汽体；蒸汽在管内压差的驱动下，沿热棒中心通道向上流动至热棒上部，遇到较冷的管壁后，放出汽化潜热，冷凝成液体，在重力作用下，沿管壁流回蒸发段再蒸发。如此循环往复，把自然界大气中的冷量源源不断地传输到地基冻土中，消除路基季节性冻害的产生与发展，从而保证了低温季节路基的稳定和正常的运营。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述热棒为竖直棒；所述热棒竖直或倾斜设置。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：液氨遇到较冷的管壁后，放出汽化潜热，冷凝成液体，在重力作用下，沿管壁流回蒸发段再蒸发，另外，倾斜设置增大与路基的接触面积，提高吸热和散热效率。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述热棒与所述热棒安装孔之间灌满细砂。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：利用细砂进行聚热和散热，增大热棒的接触面积，无论是吸收热量还是散发热量与细砂完全接触，与直接同路基接触相比，提高了传热效率。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述热棒包括蒸发段和冷凝段；所述蒸发段吸收地层热量，将液氨汽化；所述冷凝段吸收汽化的液氨的热量，进行液化。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述冷凝段均匀分布有散热片。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述热棒全部置于所述路基内。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：与现有的裸露在地面的热棒相比，本实用新型的热棒置于路基内，减少后期的维护成本，裸露在路基外进行维护的费用远远大于本实用新型中的热棒设置，以及本实用新型中热棒的设置从根本上解决了炫光问题。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述路基下方依次铺设有聚热层和泡沫轻质混凝土保温层；所述热棒依次贯穿所述路基、所述泡沫轻质混凝土保温层和所述聚热层。

通过上述的技术方案，本实用新型的技术效果是：泡沫轻质混凝土保温层的材料为纤维和防水剂混合物；泡沫轻质混凝土厚度>30cm，浇筑厚度随浇筑密度的增加而增加。泡沫轻质混凝土层形成主动防护，其材质导热系数低，可以有效防止较高的温度会造成路基融化，保证路基温度一直保持在0℃以下。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基中，所述聚热层为12-18cm的细砂层。

一种用于控制季节性冻害的热棒路基的构造方法，具体步骤包括如下：

1)按照设计和规范的要求，分层压实所述路基，检测合格后，方可进行所述热棒钻孔施工；

2)采用履带式钻孔机，按照所述热棒的分布图进行钻孔，钻孔位置和长度根据热工计算确定；

3)钻孔深度达到要求后，放入所述热棒，用所述细砂分批次灌满；

4)细砂灌满密实后，再进行下道工序所述不透水层施工；

5)最后进行所述透水层施工。

优选的，在上述的一种用于控制季节性冻害的热棒路基的构造方法中，所述步骤1)之前依次铺设有泡沫轻质混凝土保温层和聚热层。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种用于控制季节性冻害的热棒路基及构造方法，用于控制和消除路基季节性冻害的产生与发展，确保在低温季节路基稳定、运营安全。

本实用新型的有益效果在于：

1.通过泡沫轻质混凝土保温层、集热层和热棒形成的路基结构，泡沫轻质混凝土保温层的材质纤维和防水剂混合物，其导热效果差，可以防止温度升高，造成地基融化；热棒是一种高效热导装置，具有独特的单向传热性能，热量只能从地面下端向地面上端传输，不能反向传热，是处理冻土病害、保护冻土的有效措施，可以有效的降低冻土土壤地下温度；将泡沫轻质混凝土保温层的主动防护与热棒的被动防护同时结合起来，可以保证土壤温度恒定性。

2.泡沫轻质混凝土一种将泡沫与水泥浆均匀混合的新型保温材料，其不仅密度小、轻质轻而且耐久性强、低弹减震性好、具有保温隔热作用，同时其原材料中不含苯、甲醛等有害物质，不会对环境造成污染，并且价格低廉。

3.泡沫轻质混凝土保温层掺加了纤维与防水剂，纤维可以防止温度变化影响泡沫轻质混凝土保温层的结构，冻土中含有大量的水分，防水剂可以有效的防止水分融化、凝固造成路基膨胀，损坏。

4.热棒完全置于路基内部。可以有效的防止炫光问题的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2附图为本实用新型的实施例2的结构示意图。

在图中：1透水层、2不透水层、3路基、4热棒、5细砂、6泡沫轻质混凝土保温层、7聚热层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种用于控制季节性冻害的热棒路基及构造方法，用于控制和消除路基季节性冻害的产生与发展，确保在低温季节路基稳定、运营安全。

实施例1：

一种用于控制季节性冻害的热棒路基，包括：透水层1、不透水层2、路基3和热棒4；路基3、不透水层2和透水层1自下而上依次铺设；路基3上开设有热棒安装孔；热棒4置于热棒安装孔内；热棒4为密闭空心结构，密闭空心结构装有液氨。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4为竖直棒；热棒4竖直或倾斜设置。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4与热棒安装孔之间灌满细砂。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4包括蒸发段和冷凝段；蒸发段吸收地层热量，将液氨气化；冷凝段吸收气化的液氨的热量，进行液化。

为了进一步优化上述技术方案，冷凝段均匀分布有散热片。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4全部置于路基3内。

实施例2：

一种用于控制季节性冻害的热棒路基，包括：透水层1、不透水层2、路基3、热棒4、泡沫轻质混凝土保温层6和聚热层7；聚热层7、泡沫轻质混凝土保温层6、路基3、不透水层2、和透水层1自下而上依次铺设；路基3上开设有热棒安装孔；热棒4置于热棒安装孔内；热棒4为密闭空心结构，密闭空心结构装有液氨；热棒依次贯穿路基3、泡沫轻质混凝土保温层6和聚热层7。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4为竖直棒；热棒4竖直或倾斜设置。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4与热棒安装孔之间灌满细砂5。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4包括蒸发段和冷凝段；蒸发段吸收地层热量，将液氨气化；冷凝段吸收气化的液氨的热量，进行液化。

为了进一步优化上述技术方案，冷凝段均匀分布有散热片。

为了进一步优化上述技术方案，热棒4全部置于路基3内。

为了进一步优化上述技术方案，聚热层为12-18cm的细砂层。

一种用于控制季节性冻害的热棒路基的构造方法，具体步骤包括如下：

1)按照设计和规范的要求，分层压实路基3，检测合格后，方可进行热棒4钻孔施工；

2)采用履带式钻孔机，按照热棒4的分布图进行钻孔，钻孔位置和长度根据热工计算确定；

3)钻孔深度达到要求后，放入热棒4，用细砂5分批次灌满；

4)细砂灌满密实后，再进行下道工序不透水层2施工；

5)最后进行透水层1施工。

一种用于控制季节性冻害的热棒路基的构造方法，步骤1之前依次铺设有聚热层7和泡沫轻质混凝土保温层6。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。