[发明专利]一种挤压式强制通风冷却路基结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种挤压式强制通风冷却路基结构，该路基结构包括从下到上依次设置在地表上方的通风系统、碎石找平层、保温隔热板、垫层和路面结构层；所述通风系统包括U型通风管，该U型通风管的水平段紧贴所述地表埋设，两侧竖管分别设置于路基两侧；所述U型通风管的一侧竖管上设有数个进气孔且顶端封闭；所述U型通风管的另一侧竖管L形转角处设有气流加速装置，该竖管的顶端设有挤压式强制通风泵；所述气流加速装置与所述挤压式强制通风泵之间的竖管上设有集水装置。同时，本发明还公开了该路基结构的施工方法。本发明制作简单，实用性强，换热效率高，能够显著提升多年冻土区路基的热稳定性。

技术领域

本发明涉及多年冻土地区通风冷却路基领域，尤其涉及一种挤压式强制通风冷却路基结构及其施工方法。

背景技术

近年来，随着我国基础设施建设方面的加速发展，尤其是交通领域建设取得了长足的进展，特别是在我国西北、西南青藏高原和东北高纬度多年冻土地区，修筑公路、铁路等工程建筑物不可避免地改变了场地原有的地表条件，导致地温升高，引起多年冻土融化，冻土上限下移，地基承载力下降，进而威胁到上部工程构筑物的稳定性。这类存在于多年冻土区的工程病害为公路或铁路路基的稳定性、行车安全性和舒适性提出了巨大的挑战。

针对上述多年冻土区路基稳定性问题，需要解决的关键技术问题是如何通过调控传导、对流或辐射达到冷却路基的效果。目前，解决多年冻土区路基稳定性的技术措施主要包括：（1）通过在路基上方铺设保温材料或为路基设置遮阳棚或遮阳板的方式阻隔路面吸收的热量向路基深部传导，这种方式短期内隔热效果较好，但时间跨度较大时，效果往往不佳；（2）在路基中铺设通风管或采取片块石作路基结构，利用自然风带走路基内部的热量，从而达到冷却路基的功效，但是实践发现这类措施要求自然风风向垂直于道路走向时才能发挥出最大效果，同时在风沙较强的地区通风管或块石路基孔隙极易被风积沙阻塞，导致路基结构对流换热功效被削弱甚至完全丧失。因此，上述技术方案并不能为保护或提高多年冻土区路基稳定性发挥持久长效的作用，有必要提出一种挤压式强制通风冷却路基结构，在保证多年冻土区路基稳定性的同时，能够克服结构对服役环境、风向等的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种换热效率高、提高路基热稳定性的挤压式强制通风冷却路基结构。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该挤压式强制通风冷却路基结构的施工方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种挤压式强制通风冷却路基结构，其特征在于：该路基结构包括从下到上依次设置在地表上方的通风系统、碎石找平层、保温隔热板、垫层和路面结构层；所述通风系统包括U型通风管，该U型通风管的水平段紧贴所述地表埋设，两侧竖管分别设置于路基两侧；所述U型通风管的一侧竖管上设有数个进气孔且顶端封闭；所述U型通风管的另一侧竖管L形转角处设有气流加速装置，该竖管的顶端设有挤压式强制通风泵；所述气流加速装置与所述挤压式强制通风泵之间的竖管上设有集水装置。

所述U型通风管中水平段的长度等于路基断面最下层的宽度，其位于路基两侧的竖管长度大于路基厚度3~4m。

所述进气孔开设在距离所述U型通风管封闭顶端10~15cm范围内，其直径为0.5~1cm。

所述气流加速装置由两块相向焊接在所述U型通风管内壁上的L型分流板构成。

所述集水装置包括嵌套在所述U型通风管上的储水箱；所述储水箱位于所述气流加速装置的上方，该储水箱的侧边最下方装有排水阀；嵌套段的所述U型通风管上均布有数个集水孔；在所述U型通风管内壁上且紧靠同一层集水孔的下沿设有集水板。

所述集水板与所述U型通风管的内壁呈锐角斜向上设置，该集水板的长度等于所述储水箱与所述U型通风管嵌套段的半径；所述U型通风管的内壁与所述集水板所成的锐角的交界处设置有直径为1~2cm的所述集水孔。

所述储水箱的底面距离最近的所述集水孔的距离为15~20cm。