一种具有融雪化冰功能的道路施工方法

本发明属于路桥安全运营领域，涉及一种路桥融雪化冰技术，特别是涉及一种具有融雪化冰功能的道路施工方法。

背景技术：

1、中国大部分地区处于降雪地区，尤其是在初冬和初春季节，桥面冰雪积聚的问题十分常见，由于温度和车辆荷载的变化，路桥表面容易形成薄冰层，当路面冻结时，附着系数迅速降低，结合力显着降低，并且车辆的制动稳定性显着降低，常常导致车辆制动失效，失去方向控制，甚至打滑，同时制动距离显著延长，导致交通事故频繁发生。

2、目前，广泛使用的融雪冰技术是除冰剂法和机械除冰法。融雪剂法是大部分国家较为常用的融冰法，然而对周围环境、已有建筑和绿色植被均有消极影响。常用的融雪剂主要成分为氯化物，其融雪后形成的氯化物溶液对路面结构(钢筋，混凝土，沥青等)具有高度腐蚀性，严重影响道路和桥梁结构的耐久性和安全性。机械除冰是一种通过冰雪机械的直接作用消除冰雪危机危害的方法。但在涉及到具体的施工过程当中，通常受到路况，薄雪层，温度等条件的制约，用机器去除不同道路上的积雪和刨冰极为困难，同时，传统机械除雪会影响交通通行，并对路面造成损坏，并在稍后阶段维护成本高。另外，目前正在研究推广的电热法融雪冰技术还处于研发阶段。与机械除雪除冰方法相比，电热融除冰技术虽然是一种高效的路面除雪方法，但是成本较高，一旦融雪系统发生故障，维修不便，另外，针对既有路桥，需要封闭式施工，影响交通。因此，急需一种安全的融雪化冰技术，同时具备较低使用成本和维护保养成本，以实现工程上的真正应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有融雪化冰功能的道路施工方法，无需大功率外部电源、施工简单、维修保养方便，解决现有技术中腐蚀性、安装维修不便、成本高等不足。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种具有融雪化冰功能的道路施工方法，在道路上安装自发热融雪化冰装置，自发热融雪化冰装置包括发热包模块、融雪化冰管路模块、贮水箱模块及集水箱模块；

4、所述发热包模块包括若干自发热包，每个自发热包内均设有与水反应的自发热材料；

5、所述融雪化冰管路模块通过热量管路与每个自发热包相连，将自发热包内产生的热量导入到路面进行融雪化冰；

6、所述贮水箱模块用于存储提供启动自发热包的初始用水；

7、所述集水箱模块用于收集路面溶雪化冰后产生的水，并将这些水通过管路回流至发热包模块，实现循环利用；道路施工方法包括以下步骤：

8、步骤1、根据实地勘测，选择最易结冰位置作为自发热融雪化冰装置的安装点，在安装点挖坑形成作业空间，根据自发热融雪化冰装置的设计标高、尺寸和形状，在作业空间内安装用于形成安装成孔的模具，然后在模具四周进行路基施工，路基施工至与发热箱体顶部相同位置；

9、步骤2、模具四周的路基上预设热量扩散管，并预留热量扩散管接头，在模具四周继续进行路基或者路面施工，直至路面设计标高；

10、步骤3、拆除模具，形成安装成孔，在安装成孔内安装自发热融雪化冰装置，将融雪化冰管路模块与四周热量扩散管接头相连，完成道路施工。

11、当地面温度达到冰点时，贮水箱模块内的水注入自发热包内发生反应形成蒸汽及热空气，蒸汽通过热量管路达到路面层，与周围环境热交换，导致路面温度上升，使得冰雪融化，融化水通过装置上方的集水箱模块收集融雪化冰后产生的水，回收利用对装置内发热包反应所需水源进行补给，当路面温度上升到冰点以上，发热装置停止工作，达到融雪除冰的目的。

12、本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

13、本发明采用模块化吊装施工，除了增加简单模具外，不改变现有技术中道路施工工艺，后期维护过程中，也可以通过吊装方式整体更换，已经失效或者故障的自发热融雪化冰装置可以送至工厂集中维修或者处理，方便快捷，对路面交通影响能耐降低到最低程度。

14、本发明利用供水与发热材料发生化学反应供应热量，不需要长期的直流供电，仅需控制电源，采用电池即可维持长时间运行；不受边远地区供电不便的限制。相较于传统的机械除冰装置，不需要大量人力和机械，不影响路面交通，且对路面结构影响较小；相较于电热法，安装、维修方便，无需长时间供电，实用推广性很好，经济效益好，适应性强。

技术特征：

1.一种具有融雪化冰功能的道路施工方法，在道路上安装自发热融雪化冰装置，自发热融雪化冰装置包括发热包模块、融雪化冰管路模块、贮水箱模块及集水箱模块；

2.根据权利要求1所述的道路施工方法，其特征在于：所述自发热融雪化冰装置还包括模块化箱体结构，所述模块化箱体结构包括与路面平齐的盖板和埋设于地下与盖板相连的发热箱体；所述融雪化冰管路模块埋设于盖板内，所述发热包模块、贮水箱模块和集水箱模块均设于发热箱体内；所述自发热融雪化冰装置通过整体吊装模块化箱体结构在安装孔内的实现模块化安装。

3.根据权利要求1所述的道路施工方法，其特征在于：所述盖板厚度与路面层相同，步骤2中路基施工完标高与发热箱体顶部相同。

4.根据权利要求3所述的道路施工方法，其特征在于：步骤2中进行路面施工时，在盖板与四周的路面之间预留用于热量扩散管接头连接的操作间隙，步骤3中在完成融雪化冰管路模块与热量扩散管接头之间连接后，按照路面层施工方式填充操作间隙。

5.根据权利要求2所述的道路施工方法，其特征在于：所述发热包模块还包括控制水箱，控制水箱的顶部入口与贮水箱模块相连，若干自发热包自下至上堆叠设置于发热箱体内，所述控制水箱设置于若干堆叠的自发热包侧方，每个自发热包的进水口均通过一个控制阀门与设置于控制水箱上相应高度的出水口相连；每个自发热包在远离进水口一侧顶部设有热量出口，所有自发热包的热量出口通过热量收集管道汇集并连通至融雪化冰管路模块；所述发热箱体的内水在控制阀门的控制下进入自发热包内，与自发热材料反应产生热空气或者蒸汽，热空气或者蒸汽通过热量出口进入热量收集管道，被热量收集管道汇集后送至融雪化冰管路模块。

6.根据权利要求5所述的道路施工方法，其特征在于：每个自发热包的热量出口均设有一个浮球控制阀，当自发热包内液位高于热量出口时，浮球控制阀自动关闭热量出口。

7.根据权利要求5所述的道路施工方法，其特征在于：所述融雪化冰管路模块包括埋设于盖板内的换热管道，所述换热管道包括换热主管和与主管相连的若干换热支管，所述换热主管与热量收集管道相连，接收热空气或者蒸汽携带的热量，并通过换热支管分散，对盖板上方的冰雪进行融化。

8.根据权利要求7所述的道路施工方法，其特征在于：所述集水箱模块包括埋设于盖板内表面开设有大量小孔的集水管和设置与发热箱体内位于发热包模块上方的集水箱，所述集水管与集水箱连通或者通过总管汇集后与集水箱连通；集水箱的底部出口通过循环水阀与控制水箱的顶部入口相连。

9.根据权利要求8所述的道路施工方法，其特征在于：所述集水箱内底部通过隔板分割为储水区和过滤器区，所述过滤器区上方设置集水斜板，通过集水斜板将进入集水箱内回收水汇集到储水区；所述过滤器区由通过竖直设置于集水箱内底部隔板分割为若干级依次串联的沉砂池，相邻沉砂池以及储水区与相邻沉砂池之间的隔板上均设有连通口，最后一级沉砂池设有连通到集水箱外的集水箱出水口，所述集水箱出水口通过回流道连接至循环水阀。

10.根据权利要求8所述的道路施工方法，其特征在于：所述贮水箱模块包括贮水箱，所述贮水箱的底部出口通过供水管连通至控制水箱的顶部入口，所述供水管上设有供水控制阀；所述集水箱出水口的回流道通过补水管与贮水箱相连。

技术总结
本发明公开了一种具有融雪化冰功能的道路施工方法，采用模块化设计的自发热融雪化冰装置，施工时，选择最易结冰位置作为安装点，根据自发热融雪化冰装置的设计标高、尺寸和形状，在作业空间内安装模具，然后在模具四周进行路基施工；之后在路基上预设热量扩散管，并预留热量扩散管接头，在模具四周继续进行路面施工；路面施工完成后拆除模具，形成安装成孔，在安装成孔内安装自发热融雪化冰装置，将融雪化冰管路模块与四周热量扩散管接头相连，完成道路施工。本发明采用自发热型融雪化冰装置，使得本发明无需大功率加热电源即可实现对路面融雪化冰，安全高效，成本低廉，本发明采用模块化安装，使得本发明维护成本低廉，具有工程化实际使用意义。

技术研发人员：肖衡林,王娇,刘永莉,陈智,郝柏超,刘一鸣
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13