[发明专利]公路太阳能供电石墨烯加热膜融雪系统及有该系统的公路

说明书

一种公路太阳能供电石墨烯加热膜融雪系统，包括有若干个结构相同的石墨烯加热模块、供电控制单元、分线盒以及发电装置，若干个所述的石墨烯加热模块分别通过导线连接分线盒中对应的电源输出端，所述分线盒的电源输入端通过导线连接所述的供电控制单元的电源输出端，所述供电控制单元的电源输入端通过导线连接所述发电装置的电源输出端。本发明利用石墨烯加热膜沥青混凝土板通电后产生的热量能够有效地清除路面上的冰雪，满足冬季道路融雪化冰的需要，使路面无积雪从而保障道路畅通和行车安全。本发明不但能够应对路面车辆碾压造成的路面变形，同时也不会因为长期承受车辆碾压，造成结构损坏。电源能够满足不同环境下，石墨烯加热模块的电力供应。

技术领域

本发明涉及一种公路融雪系统。特别是涉及一种公路太阳能供电石墨烯加热膜融雪系统 及有该系统的公路。

背景技术

公路路面状况的好坏是影响道路交通的重要因素，在冬季当沥青混凝土路面因降雪而积 雪结冰时，给行车安全和人民生活带来了严重的影响，甚至造成巨大的经济损失。目前世界 各国广泛釆用撒盐(NaCl，CaCl₂)来融雪化冰的方法，严重影响道路路面沥青面的耐久性， 对路面设施及道路两侧的绿化带造成损害，破坏周围生态环境，因此寻求新型的融雪化冰方 法具有十分重要的现实意义。公路与桥梁是交通运输设施的重要组成部分，对于社会与经济 发展起着至关重要的作用进入21世纪，全球气候逐渐变暖，世界范围内的极端灾害天气越 来越频繁；这给中国的运输和能源网络带来了巨大的压力，不断考验着交通运输的安全性， 中国东北、华北和西北的大部分地区属于冬季积雪地带，有的交通事故与道路积雪有关，严 重影晌了交通运输和经济建设路面冰雪问题已成为困扰各地区交通管理部门的重要问题， 因此研究开发科学有效的路面除冰雪技术，具有非常重要的社会意义和经济价值。前些年全 国范围内的特大降雪，给中国特别是南方地区带来巨大灾害，造成的直接经济损失达537亿 元，世界各国目前在清除道路冰雪时大多是根据天气预报提早准备扫雪设备和工业盐水或融 雪剂，下雪后立即对主干道公路、城市道路进行清扫或洒融雪剂，靠被动除雪化冰来减少不 利影响；人工机械除雪费时费力，而使用工业盐水和融雪剂会破坏道路、污染环境，并具有 反结冰现象。

调查表明，路面状况的好坏是影响道路交通的重要因素，在寒冷的冬季，当沥青混凝土 路面因降雪而积雪结冰时，路面附着能力大大降低，对行驶车辆的动力性及安全性极为不利， 据统计在冬季15％～30％左右的交通事故与路面积雪有关。严重的路面积雪将造成道路的关 闭，给道路畅通带来了严重的影响，甚至造成巨大的经济损失。例如2008年元月，我国南 方地区遭遇罕见的持续低温雨雪天气，高速公路、国省干线道路结冰严重，致使全国主要干 线交通多次中断，客运停运。此次长时间、持续性的低温雨雪冰冻灾害，造成全国23个省 份的公路交通受到不同程度的影响，京珠高速公路等“五纵七横”12条国道主干线共4万 多公里中，最多有9条近2万公里多处路段曾经被迫封闭交通。给部分地区的生产生活带来 巨大影响，因灾直接经济损失千亿元。

桥梁处于连接众多道路的枢纽位置，堪称公路交通的“咽喉”，同时由于桥面完全暴露 在空气中，比路面更容易结冰，加上桥面比较狭窄，许多司机由无冰雪路面行驶到结冰的桥 面时，因对桥面行车困难估计不足而极易造成交通事故及交通阻塞，因此桥面也成为国内外 降雪地区除雪防滑的重点部位之一。

由此可见，对于道路、桥梁等交通负荷较重的特殊路段区域融冰化雪已是亟待解决的现 实问题。

目前国内外冬季融雪化冰的方法主要有两种类型：清除法和融化法。

现在推广的发热电缆法发热电缆加热系统以电力为能源，发热电缆为发热体，将电能转 化为热能，经结构层将热量传到物体表面，再通过物体表面与发热电缆加热系统用于路面融 雪化冰，具有无污染、运行费用低、热稳定性好、控制方便等优势，在北欧国家已经有所应 用虽然发热电缆融冰雪用于交通领域较为广泛，但它存在融冰雪所需功率太大(耗能大)、融 化效率相对太小、寿命较短、加热温度对沥青路面影响较大的问题。由于发热电缆、红外线 热源、工业电加热都需要消耗大量的能源，在当今全球能源紧张的形势下，它们的应用和推 广都受到限制。