一种高效传热道路及其施工方法
阅读说明：本技术 一种高效传热道路及其施工方法 (Efficient heat transfer road and construction method thereof ) 是由 葛瑞国 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高效传热道路及其施工方法,属于道路施工技术领域,包括垫层、底基层、基层、热传递层、面层和导热管,所述热传递层设置在所述基层和所述面层之间,所述基层铺设在所述底基层上面,所述底基层铺设在所述垫层上面,所述垫层底部均匀分布钻孔,所述导热管底部设置于所述钻孔内,所述导热管顶部设置于所述热传递层内,所述基层和所述面层的材料中均加有碳化硅微粉。通过设置热传递层并将导热管顶部设置于热传递层内,实现了对导热管顶部的保护；通过在基层和面层的材料中加入碳化硅微粉,实现了热量不仅能够通过导热管进行线性传递,还能够通过面层、热传递层以及基层实现面性传递,提高了传热效率。(The invention relates to a high-efficiency heat transfer road and a construction method thereof, belonging to the technical field of road construction and comprising a cushion layer, a subbase layer, a base layer, a heat transfer layer, a surface layer and heat conduction pipes, wherein the heat transfer layer is arranged between the base layer and the surface layer, the base layer is laid on the subbase layer, the subbase layer is laid on the cushion layer, drill holes are uniformly distributed at the bottom of the cushion layer, the bottoms of the heat conduction pipes are arranged in the drill holes, the tops of the heat conduction pipes are arranged in the heat transfer layer, and silicon carbide micro powder is added in the materials of the base layer and the surface layer. The top of the heat conduction pipe is protected by arranging the heat transfer layer and arranging the top of the heat conduction pipe in the heat transfer layer; through adding carborundum miropowder in the material of basic unit and surface course, realized that the heat not only can carry out linear transmission through the heat pipe, can also realize the facial feature transmission through surface course, heat transfer layer and basic unit, improved heat transfer efficiency.)
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域，尤其是涉及一种高效传热道路及其施工方法。
背景技术
沥青路面以其表面平整、行车舒适、振动小、噪音低、不扬尘等优点被广泛地应用在路面铺设上，但是沥青路面的缺点也很明显。沥青路面的温度稳定性差，冬天室外温度低时，路面容易热胀冷缩出现冻裂，产生一道道裂缝，车辆在存有裂缝的道路上行驶时很容易出现交通事故，存在很大的安全隐患。夏天室外温度高时，路面受热易软化，车辆驶过后路面容易出现车辙，同样会降低车辆行驶的安全性。因此道路经常需要及时修补，维护十分麻烦。
为了解决上述问题，申请公布号CN110528375A公开了一种道路施工方法，该种方法在垫层底部插入导热件，且导热件顶部位于面层内，通过导热件导热，使得面层与沟槽底部的土壤实现传热。该方法实际热交换面积仅为置于面层内的导热件外表面面积，热交换面积小传热量少；为了增大热交换面积，施工时会加大埋入面层导热件的长度，这样会使导热件上表面贴近面层上表面，导热件上表面长时间受到车辆行驶带来的压力容易受损变形，当面层冻裂或者产生车辙时会使导热件上表面裸露在空气中，空气与导热件上表面接触进行传热，降低了导热件将热量从面层传递到沟槽底部土壤的效果。因此需要提供一种高效传热道路及其施工方法，增强面层与沟槽底部的土壤的传热效果。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效传热道路，能够增强面层与沟槽底部的土壤的传热效果，防止路面出现裂缝和车辙。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高效传热道路，包括垫层、底基层、基层、热传递层、面层和导热管，所述热传递层设置在所述基层和所述面层之间，所述基层铺设在所述底基层上面，所述底基层铺设在所述垫层上面，所述垫层底部均匀分布钻孔，所述导热管底部设置于所述钻孔内，所述导热管顶部设置于所述热传递层内。所述垫层由砂子和砾石组成。所述底基层由水泥混凝土浇筑而成。所述基层由传热沥青铺设而成，传热沥青质量份数的组分为：沥青120份，碳化硅微粉30-45份，粗集料230-350份，细集料90-120份，矿粉5-10份。所述热传递层采用导热石墨片组合而成。所述面层由抗压传热沥青铺设而成，抗压传热沥青质量份数的组分为：沥青100份，碳化硅微粉30-45份，玻璃纤维15-20份，粗骨料200-300份，细骨料50-100份，矿粉4-8份。
优选地，所述导热管为外螺纹结构，有效增大所述导热管与所述垫层以下的土壤、所述导热管与所述热传递层、所述导热管与所述基层的热交换面积，进而提高所述导热管的热交换量。
优选地，所述所述钻孔均匀分布在所述垫层底部，相邻两个钻孔孔心间距为1米至1.5米。
本发明还提供了一种高效传热道路施工方法，包括以下步骤：
步骤1，开挖沟槽；
步骤2，进行槽底压实；
步骤3，在沟槽底部进行钻孔；
步骤4，在钻孔内放入导热管、回填、压实，导热管顶部位于热传递层内；
步骤5，铺设垫层，具体如下：
在槽底铺设砂子和硕石以形成垫层；
步骤6，铺设底基层，具体如下：
在垫层上浇筑水泥混凝土以形成底基层；
步骤7，铺设基层，具体如下：
在底基层上铺设传热沥青，以形成基层；
传热沥青包括以下质量份数的组分：沥青120份，碳化硅微粉30-45份，粗集料230-350份，细集料90-120份，矿粉5-10份；
步骤8，铺设热传递层，具体如下：
在基层上铺设导热石墨片，以形成热传递层；
步骤9，铺设面层，具体如下：
在热传递层上铺设抗压传热沥青，以形成面层；
抗压传热沥青包括以下质量份数的组分：沥青100份，碳化硅微粉30-45份，玻璃纤维15-20份，粗骨料200-300份，细骨料50-100份，矿粉4-8份。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过采用上述技术方案，在传热沥青中加入碳化硅微粉，有效提高基层的导热性，导热管穿过基层与基层接触，实现了基层与导热管的热交换，增大了热交换面积，提高了热交换量。
2、通过设置热传递层并且将导热管顶部设置于热传递层内，实现了对导热管顶部的保护，避免了导热管受损变形或裸露在空气中。并且热传递层采用石墨片组合而成，能够实现热量的高效传递。
3、通过在抗压传热沥青中加入碳化硅微粉，使得面层具有很好的导热性，实现了面层与热传递层热量的高效传输。
4、通过在抗压传热沥青中加入玻璃纤维，提高面层抗压强度，使得面层不易变形不易裂开，实现了对导热管顶部的进一步保护。
5、本发明的面层、热传递层以及基层都具有很好的导热性，并且面层、热传递层以及基层相邻设置，使得热量不仅能够通过导热管进行线性传递，还能够通过面层、热传递层以及基层实现面性传递，实现了夏天面层快速将热量传输出去、冬天面层快速将热量吸收进去的效果，进而使得面层能够更好的适应冬季低温环境和夏季高温环境，路面不易出现裂缝和车辙。
附图说明
图1是本发明中高效传热道路示意图。
附图标记：1、面层；2、热传递层；3、基层；4、底基层；5、垫层底部土壤；6、垫层；7、导热管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中，沥青采用茂名市富伟化工有限公司出售的70号沥青。
以下实施例中，碳化硅微粉采用大丰市龙华耐磨材料厂出售的24号碳化硅微粉。
以下实施例中，矿粉采用河北辉浩环保科技有限公司出售的矿粉。
以下实施例中，细集料采用深圳市八冶工程实业有限公司出售的河沙。
以下实施例中，粗集料采用河北科旭建材有限公司出售的碎石。
以下实施例中，玻璃纤维采用江苏康达夫新材料科技有限公司出售的玻璃纤维。
以下实施例中，砂子采用山东展飞建筑材料有限公司出售的砂子。
以下实施例中，砾石采用山东展飞建筑材料有限公司出售的砾石。
以下实施例中，石墨片采用临漳县金瑞峰碳素有限公司出售的石墨片。
实施例1
一种高效传热道路施工方法，参照图1，包括以下具体步骤：
步骤1，开挖沟槽，具体如下：
用挖掘机根据设计图纸的尺寸开挖沟槽。
步骤2，进行槽底压实，具体如下：
用压路机将沟槽底部的土壤压实并压平。
步骤3，在沟槽底部进行钻孔，具体如下：
用钻孔机在沟槽底部进行钻孔，本实施例中孔间距1m、孔直径5cm、孔深0.2m。
步骤4，在钻孔内放入导热管、回填、压实，具体如下：
在钻孔内放入导热管，本实施例中导热管采用铜管，其他实施例可采用其他具有导热性质的金属管；
铜管直径5cm，铜管顶部比沟槽顶部低16cm；
对铜管与钻孔的缝隙进行人工土壤回填并进行人工压实。
步骤5，铺设垫层，具体如下：
铺设砂子和砾石以形成垫层，垫层厚度为15cm；
砂子和砾石的比例为2:1。
步骤6，铺设底基层，具体如下：
在垫层上浇筑水泥混凝土以形成底基层，底基层厚度为40cm。
步骤7，铺设基层，具体如下：
在底基层上铺设传热沥青以形成基层，基层厚度为38cm；
具体的：传热沥青制备方法如下：
(1)将沥青120g、碳化硅微粉30g、矿粉5g加入搅拌釜中，转速100r/min，搅拌5min，形成沥青预混物；
(2)在搅拌釜中加入细集料90g，转速70r/min，搅拌7min，形成沥青混合物；
(3)在搅拌釜中加入粗集料230g，转速50r/min，搅拌5min，形成传热沥青，转速20r/min，持续搅拌直至使用完毕。
步骤8，铺设热传递层，具体如下：
在基层上铺设导热石墨片以形成热传递层，热传递层厚度为5cm。
步骤9，铺设面层，具体如下：
在热传递层上铺设抗压传热沥青以形成面层，面层厚度为15cm；
具体的：抗压传热沥青制备方法如下：
(1)将沥青100g、碳化硅微粉30g、玻璃纤维15g、矿粉4g加入搅拌釜中，转速100r/min，搅拌5min，形成沥青预混物；
(2)在搅拌釜中加入细集料50g，转速70r/min，搅拌7min，形成沥青混合物；
(3)在搅拌釜中加入粗集料200g，转速50r/min，搅拌5min，形成传热沥青，转速20r/min，持续搅拌直至使用完毕。
通过压路机亚平后自然冷却后即可通车。
实施例2
一种高效传热道路施工方法，参照图1，包括以下具体步骤：
步骤1，开挖沟槽，具体如下：
用挖掘机根据设计图纸的尺寸开挖沟槽。
步骤2，进行槽底压实，具体如下：
用压路机将沟槽底部的土壤压实并压平。
步骤3，在沟槽底部进行钻孔，具体如下：
用钻孔机在沟槽底部进行钻孔，本实施例中孔间距1.5m、孔直径5cm、孔深0.2m。
步骤4，在钻孔内放入导热管、回填、压实，具体如下：
在钻孔内放入导热管，本实施例中导热管采用铜管，其他实施例可采用其他具有导热性质的金属管；
铜管直径5cm，铜管顶部比沟槽顶部低16cm；
对铜管与钻孔的缝隙进行人工土壤回填并进行人工压实。
步骤5，铺设垫层，具体如下：
铺设砂子和砾石以形成垫层，垫层厚度为15cm；
砂子和砾石的比例为2:1。
步骤6，铺设底基层，具体如下：
在垫层上浇筑水泥混凝土以形成底基层，底基层厚度为40cm。
步骤7，铺设基层，具体如下：
在底基层上铺设传热沥青以形成基层，基层厚度为38cm；
具体的：传热沥青制备方法如下：
(1)将沥青120g、碳化硅微粉45g、矿粉10g加入搅拌釜中，转速100r/min，搅拌5min，形成沥青预混物；
(2)在搅拌釜中加入细集料120g，转速70r/min，搅拌7min，形成沥青混合物；
(3)在搅拌釜中加入粗集料350g，转速50r/min，搅拌5min，形成传热沥青，转速20r/min，持续搅拌直至使用完毕。
步骤8，铺设热传递层，具体如下：
在基层上铺设导热石墨片以形成热传递层，热传递层厚度为5cm；
步骤9，铺设面层，具体如下：
在热传递层上铺设抗压传热沥青以形成面层，面层厚度为15cm；
具体的：抗压传热沥青制备方法如下：
(1)将沥青100g、碳化硅微粉45g、玻璃纤维20g、矿粉8g加入搅拌釜中，转速100r/min，搅拌5min，形成沥青预混物；
(2)在搅拌釜中加入细集料100g，转速70r/min，搅拌7min，形成沥青混合物；
(3)在搅拌釜中加入粗集料300g，转速50r/min，搅拌5min，形成传热沥青，转速20r/min，持续搅拌直至使用完毕。
通过压路机亚平后自然冷却后即可通车。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
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