[实用新型]翼式热管主动加热防冻胀装置及其路基

说明书

本实用新型提供一种翼式热管主动加热防冻胀装置及其路基，涉及季节冻土区工程建设技术领域。翼式热管主动加热防冻胀装置包括集热单元和聚热管，聚热管包括依次连通的吸热翼管、绝热段和放热段，放热段用于垂直路堤走向插入路堤内部，吸热翼管位于路堤的一侧；集热单元包括支撑外壳以及安装在支撑外壳内、且从上往下依次设置的中空透光板、吸热涂层、超导热板和保温板，其中，超导热板的伸出段从支撑外壳内伸出、且搭接到聚热管的吸热翼管上。装置够吸收利用太阳能并将其转化的热能传递至路基内部，主要是在冷季时通过对路基的持续整体加热、路基易冻胀部位重点冻融调控，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生。

技术领域

本实用新型涉及季节冻土区工程建设技术领域，具体而言，涉及一种翼式热管主动加热防冻胀装置及其路基。

背景技术

青藏铁路西格段地处青藏高原东北部，铁路线路穿越青海湖北岸滨海平原、冲积平原、冰原台地，平均海拔3220m，年平均降水量376mm，降水分布不均，大部分集中在7-9月，年平均气温-0.6℃，最冷月1月平均气温为-20.6℃。青藏铁路西格段气候寒冷，冻结能力强，冻结深度较大，最大冻结深度可达1.8m，属于典型深季节冻土区。由此因冻结、融化导致的路基冻胀、融沉等工程病害相对较严重。

近年来由于青藏高原降雨量的不断增加，造成地下水的富集和地下水位的提高，加之气候环境变化的加剧，导致该类地区冻融工程病害的进一步增加，对路基长期稳定性构成重要影响。虽然以往就季节冻土区工程作用下路基病害开展过一下研究，但研究主要针对公路工程，或东北、西北等地区高速铁路工况条件下，路基微冻胀工程作用和影响等问题开展研究。而针对青藏铁路西格段高水位、粗填料、强冻融等特殊条件下的冻融工程病害发育特征、分布规律尚缺乏研究。在常规地区所使用的粗颗粒换填、化学注浆、防水帷幕等方法在该类地区应用中由于受到列车正常行驶、不能中断施工等工程条件限制，以及受到土体冻融强烈作用，导致的处置部位开裂、路基下部整体封闭极为困难，都导致了这些方法难以满足实际工程需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种翼式热管主动加热防冻胀装置及其路基，其能够吸收利用太阳能并将其转化的热能传递至路基内部，主要是在冷季时通过对路基的持续整体加热、路基易冻胀部位重点冻融调控，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供一种翼式热管主动加热防冻胀装置，应用于路基，翼式热管主动加热防冻胀装置包括：

聚热管，包括依次连通的吸热翼管、绝热段和放热段，放热段用于垂直路堤走向插入路堤内部，吸热翼管位于路堤的一侧；

集热单元，包括支撑外壳以及安装在支撑外壳内、且从上往下依次设置的中空透光板、吸热涂层、超导热板和保温板，其中，超导热板的伸出段从支撑外壳内伸出、且搭接到聚热管的吸热翼管上。

在可选的实施例中，翼式热管主动加热防冻胀装置还包括：

支撑架，集热单元用支撑架进行支撑固定，集热单元与地面的夹角A1为当地纬度角±5°。

在可选的实施例中，聚热管的绝热段、吸热翼管与集热单元的搭接部位应用保温材料进行包裹。

在可选的实施例中，集热单元的整体形状是直角梯形，两个集热单元分别与吸热翼管的两翼拼接形成矩形结构。

在可选的实施例中，吸热翼管的翼展夹角A2为100～150°，集热单元的斜角A5为吸热翼管翼展夹角A2的一半。

在可选的实施例中，超导热板的伸出段相对于超导热板在支撑外壳内的部分向下倾斜的角度A6为10～20°，超导热板的伸出段的顶面与吸热翼管的底面搭接。

在可选的实施例中，放热段和绝热段的仰角A3、吸热翼管的接触夹角A4均为0～5°。