适用于寒冷地区的道路路面结构及智能融雪化冰处理系统的制作方法

本发明属于寒冷地区道路，包括公路与城市道路路面使用的融雪化冰智能系统，具体地说是一种当冬季因路面积雪积冰影响交通安全通行时，能够实现实时并及时自动融雪化冰的处理系统。

背景技术：

研究表明，在寒冷地区，冬季道路交通事故率比其他季节高出20%左右，因道路积雪结冰造成的交通事故占冬季交通事故总量的35%以上。尤其在特殊路段，诸如特大桥梁、长距离及纵坡较大坡段、道路转弯及隧道进出口、迎风面等地段，更容易因积雪冰冻而发生交通事故。因此，解决这些特殊路段在冰雪初期的清除，成为当务之急。

传统的方法是积雪后对道路进行清扫、洒盐及使用融雪剂这种被动的除雪措施，但这些处理方法往往需要关闭高速公路或限制积雪结冰路段通行，容易造成交通中断或连锁事故的频发，严重影响交通运输的效率和安全，给人们的出行带来诸多不便。目前，世界各国相关技术人员为及时并迅速的解决冬季道路积雪结冰这一难题进行了多种类型的大量研究工作，探索能够及时抑制和消除冰雪的技术处理措施。本发明就是基于及时自动融化道路积雪结冰的问题而提供。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题在于提供一种利用可再生能源、环保、节能、高效的适用于寒冷地区的道路路面结构及智能融雪化冰处理系统。该系统可实现及时自动融化道路积雪结冰的目的。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：一种适用于寒冷地区的道路路面结构及智能融雪化冰处理系统，包括路面结构基层、太阳能路灯的蓄电池箱与灯杆；其特征在于：路面结构基层上面设有融雪化冰路面结构层，灯杆设有智能一体化小橱柜，智能一体化小橱柜安装有智能主控器；智能主控器与蓄电池箱连接，蓄电池箱与融雪化冰路面结构连接。

融雪化冰路面结构层包括由上至下依次设置的导热层、发热层与隔热层；导热层包括下导热层与上导热层，隔热层下面是现有技术的路面结构基层。下导热层为8厘米厚的粗粒式沥青砼，上导热层为4厘米厚的sbs改性沥青砼，发热层为正六边形新型碳纤维材料、隔热层为1厘米厚的透层沥青粘结层。

正六边形新型碳纤维材料网状布置，标准宽度1米，长度方向无限制。宽度方向垂直边设有可接入电源线和拼接功能的承插式小凸块凹槽。蓄电池箱设置在地面以下路灯基础旁边，蓄电池箱配备大容量蓄能电池及备用市电电源；路灯基础预留有预埋穿线管，预埋穿线管内穿装电源线和感应线，电源线和感应线与新型碳纤维材料连接。

智能一体化小橱柜除安装有智能主控器外，还安装有路面及环境参数监测器、温度感应器、自动控制切换器与智能显示器。智能主控器设有方便操作的参数设定系统与数字信号系统,该智能主控器可通过自动控制切换器，与蓄能电池及备用市电电源组成的双电源连接。

本发明以太阳能路灯作为存蓄能源，再配备市电作为备用电源，当蓄电池电量不足时，自动控制切换器就会自动切换到市电电源输入，形成一种智能一体化双电源系统；同时，由于在融雪化冰路面结构层中使用一种特殊的、具有良好导热导电绝缘的新型碳纤维材料，与自动控制切换器连接，通过正六边形新型碳纤维材料的通电发热，能够传导热量到路面并升温至设定融雪化冰温度，实现及时、实时路面积雪的融化。融水会沿道路纵坡就近汇入雨水篦子，随排水系统及时排出。

正六边形新型碳纤维材料导电性、热稳定性好，热量损失少，容易更换和控制，不会对环境造成污染，该材料具有抗压、抗拉、柔韧性能好等特点，能够与道路结构层相结合，起到路面抗裂、缓解道路出现反射裂缝等功能。本发明能够根据外界及路面环境温度，识别降雪天气，自动启动或关闭智能主控器，保证路面吸热升温至设定温度，从而在降雪飘落至道路过程中可即时融雪，达到交通畅通不间断，保证行车安全的目的。

本发明施工便利，可以适用于公路和城市道路不同地区融雪化冰的环境条件，尤其是特别寒冷地区桥梁、高架、隧道进出口及道路转弯路段、纵坡较大地段的融雪和化冰。

本发明可实现道路降雪过程中和结冰前的预防自动处理，能够有效及时自动融化道路积雪结冰的问题，从而可保持道路畅通，减少道路交通事故，提高车辆运输效率，有效的发挥道路交通正常运行功能。新型碳纤维材料的应用，为路面融雪化冰技术提供了有利保障。本发明利用可再生能源，融雪技术环保、节能、高效，是对绿色能源的大力发掘，随着国家对节能问题的日趋重视，绿色循环节能融雪技术会迎来新的发展契机，本发明将为推动路面融雪化冰技术的广泛应用奠定一定的基础，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2为图1主视图；

图3为融雪化冰路面结构层的立体剖面示意图；

图4为融雪化冰流程图；

图5为融雪化冰运行原理图；

图6为新型碳纤维材料的平面构造示意图。

图中：1—太阳能电池板，2—灯杆，3—智能一体化橱柜，4—三角支架，5—人行道，6-路灯基础，7—固定锚杆，8—地脚锚栓，9—蓄电池箱，10—穿线管，11—路缘石，12—道路路面,13—路面结构基层，14—隔热层，15—发热层，16—下导热层1，17—上导热层，18—雨水篦子，19—双回路电源控制器，20—智能主控器，21—路面及环境参数监测器，22—温度感应器，23—智能显示器，24—自动控制切换器，25—承插式小凸块凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，本实施例是以城市道路为例。

如图1与图2所示：一种适用于寒冷地区的道路路面结构及智能融雪化冰处理系统，包括路面结构基层13、太阳能路灯的蓄电池箱9与灯杆2；路面结构基层13上面设有融雪化冰路面结构层，灯杆设有智能一体化小橱柜3，智能一体化小橱柜3安装有智能主控器20；智能主控器20与蓄电池箱9连接，蓄电池箱9与融雪化冰路面结构层连接。灯杆2上设置三角支架4，智能一体化橱柜3固定安装在三角支架4上面。

参见图3：融雪化冰路面结构层包括由上至下依次设置的导热层、发热层15与隔热层14；导热层包括下导热层16与上导热层17，隔热层14下面是现有技术的路面结构基层13。下导热层16为8厘米厚的粗粒式沥青砼，上导热层17为4厘米厚的sbs改性沥青砼，发热层15为正六边形新型碳纤维材料，厚度约0.5厘米，隔热层14为1厘米厚的透层沥青粘结层。

上导热层17为道路路面12，设1.5%横坡，道路路面12设置雨水篦子18，紧靠路缘石11，间距30米，在道路两侧对称布置，方便融雪化冰流水随道路纵坡汇入雨水篦子并及时排出。

参见图6：正六边形新型碳纤维材料制成的发热层15采用网状布置，发热层15设有承插式小凸块凹槽25，用于接入电源线和拼接功能。发热层15采用正六边形网状结构，能够增大加热面积及均匀受热，同时能起到路面抗裂、缓解道路出现反射裂缝的功能。

现有的城市道路包括人行道5，设在马路边上的雨水篦子18、路缘石11；现有的太阳能路灯包括太阳能电池板1，灯杆2，蓄电池箱9，灯杆2通过路灯基础6、固定锚杆7及地脚锚栓8整体固定在人行道上。

参见图1与图2；本发明的蓄电池箱9为地埋式全密封防水蓄电池箱9，蓄电池箱9设置在地面以下路灯基础6旁边，蓄电池箱9包括大容量蓄能电池与备用市电电源；路灯基础6预埋有穿线管10，预埋的穿线管10内穿装电源线和感应线，电源线穿过路缘石11的预留孔道与发热层15的正六边形新型碳纤维材料连接，感应线一端穿过路缘石11的预留孔道与正六边形新型碳纤维材料连接，另一端连接智能主控器20。太阳能路灯设置在人行道5上，距离路缘石11边约1米左右，路灯间距30米，在道路两侧对称布置。

参见图4与图5：智能一体化小橱柜3除安装有智能主控器20外，还安装有路面及环境参数监测器21、温度感应器22、自动控制切换器24与智能显示器23。

图4示出融雪化冰流程：自动控制切换器24与太阳能蓄电池9连接，同时与市电备用电源线相接；路面及环境参数监测器21、温度感应器22、智能显示器23分别与智能主控器20连接，路面及环境参数监测器21、温度感应器22、智能显示器23还与自动控制切换器24连接，智能主控器20与双回路电源控制器19、自动控制切换器24连接；双回路电源控制器19和自动控制切换器24与发热层15连接。

路面及环境参数监测器21、温度感应器22将接收到的外界信息传入到智能主控器20，各种参数能够在智能显示器23面板显示；智能主控器20将接收到的信息分析判断后，能够及时启动电源控制器19，新型碳纤维发热层15通电后发热，经热传导至导热层16、17，导热层17吸热达到设定温度后，温度感应器22传输信息至自动控制切换器24，自动断开电源，达到节电的目的。如此往复运行，保证降雪至路面后及时融化。融化后的融水沿道路路面12，汇入雨水篦子18，及时排出。

图5示出融雪化冰运行原理：路面及环境参数监测器21监测到外界信息后，将接收到的信息传入到智能主控器20，智能主控器20将接收到的信息分析判断并运行，发热层15通电后发热，使道路路面12温度升高，温度感应器22做出判断：如未达到设定的温度（n），温度感应器22会将信息传给智能主控器继续运行并通电加热；若达到设定温度（y）,则将信息传至自动控制切换器24，自动断开电源。