一種導(dǎo)電發(fā)熱路面的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，由水泥混凝土層和鋪筑于水泥混凝土層上的鋼纖維石墨混凝土層組成，所述鋼纖維石墨混凝土層內(nèi)豎直布設(shè)有多張鋼絲網(wǎng)，每張所述鋼絲網(wǎng)均由多根水平布設(shè)的鋼絲繩一和多根豎直布設(shè)的鋼絲繩二編織而成，相鄰兩根鋼絲繩一之間的距離均相等，相鄰兩根鋼絲繩二之間的距離均相等。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便，適用范圍廣，實(shí)用性強(qiáng)，融雪除冰效果好，便于推廣。
【專利說明】一種導(dǎo)電發(fā)熱路面
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種功能型路面，具體涉及一種導(dǎo)電發(fā)熱路面。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，世界各國交通部門進(jìn)行了大量研究，探索出許多抑制、控制和消除冰雪的技術(shù)和方法，其中就包括廣泛開展的導(dǎo)電混凝土路面融雪化冰的技術(shù)研究。導(dǎo)電混凝土在融雪化冰方面的研究已取得室內(nèi)試驗(yàn)階段性的成果。
[0003]導(dǎo)電混凝土是在保證路面強(qiáng)度和路用耐久性能的基礎(chǔ)上，摻加導(dǎo)電性材料以降低混凝土的電阻率，以期在合理的輸入電壓下使混凝土發(fā)熱，從而達(dá)到融雪化冰的目的。根據(jù)摻加導(dǎo)電性材料的種類不同，導(dǎo)電混凝土可分為三類:導(dǎo)電纖維(如鋼纖維、碳纖維)發(fā)熱混凝土、導(dǎo)電顆粒(如石墨、炭黑)發(fā)熱混凝土和導(dǎo)電骨料(如鋼渣、鋼屑)發(fā)熱混凝土。導(dǎo)電混凝土具有原理簡單，耐久性好，能安全、快捷地融雪化冰，且不會對環(huán)境造成污染等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]隨著導(dǎo)電混凝土研究技術(shù)的成熟，在不久的將來會大面積大范圍施工應(yīng)用，如何有效地設(shè)計(jì)導(dǎo)電混凝土的路面結(jié)構(gòu)，將直接影響其通電發(fā)熱效果。
[0005]用于融雪化冰的導(dǎo)電發(fā)熱路面，是通過將供電設(shè)備與布設(shè)在導(dǎo)電混凝土內(nèi)的電極相連接來實(shí)現(xiàn)的，傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)為普通的水泥混凝土基層上修筑一定厚度的導(dǎo)電混凝土，或者將混凝土面板分為上下兩層，下層為普通的水泥混凝土，上層為導(dǎo)電混凝土；傳統(tǒng)的電極布設(shè)方法是在導(dǎo)電混凝土中埋設(shè)一定間距的不銹鋼片或不銹鋼筋網(wǎng)片。
[0006]國內(nèi)外導(dǎo)電發(fā)熱混凝土實(shí)際應(yīng)用在道路及橋面的工程很少。美國內(nèi)布拉斯加州的Roca Spur Bridge是世界上第一座采用導(dǎo)電混凝土橋面板除冰化雪的橋。該橋的導(dǎo)電混凝土層厚102mm,板的尺寸為1.2mX4.1m,其內(nèi)布設(shè)兩塊89_X89_X6_、間距1067mm的角鋼作電極。其中，導(dǎo)電混凝土層上部約有13mm的厚度作為保護(hù)層未接入電路。
[0007]國內(nèi)暫時(shí)沒有導(dǎo)電混凝土實(shí)際應(yīng)用的工程。武漢理工大學(xué)侯作富等人研究認(rèn)為，采用鋼筋來制作導(dǎo)電混凝土的側(cè)面電極，可以有效解決側(cè)面不銹鋼片狀式的電極對混凝土強(qiáng)度造成的損害；并且采用細(xì)不銹鋼鋼筋作側(cè)面電極時(shí)導(dǎo)電混凝土的電阻率較低，且比較穩(wěn)定。
[0008]在實(shí)際工程應(yīng)用中，鋼筋的最小直徑為6_，鋼筋做電極時(shí)要預(yù)留出混凝土的保護(hù)層厚度。電極頂部距離混凝土表面的距離太小，容易導(dǎo)致混凝土沿電極方向發(fā)生開裂；距離太大將導(dǎo)致表層部分發(fā)熱混凝土不能接入電路，起不到發(fā)熱的效果，造成了發(fā)熱混凝土材料的浪費(fèi)。同時(shí)，角鋼或不銹鋼片作為電極，即使是在其面上鉆孔，但與混凝土的接觸面積仍較不銹鋼絲網(wǎng)(或不銹鋼筋網(wǎng))大，明顯地將電極兩側(cè)的混凝土分割開來，降低了整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，故并不適用。
[0009]因此，亟需研發(fā)一種既能保證優(yōu)良的導(dǎo)電發(fā)熱效果，可快速實(shí)現(xiàn)道路及橋面融雪化冰的目的，又能保證整體結(jié)構(gòu)滿足路用性能的導(dǎo)電發(fā)熱路面。實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種導(dǎo)電發(fā)熱路面。該路面通過在水泥混凝土層上鋪筑鋼纖維石墨混凝土層，并且在水泥混凝土層內(nèi)布設(shè)多根鋼絲繩，用以替代角鋼、鋼筋、不銹鋼筋網(wǎng)等傳統(tǒng)材料用作發(fā)熱電極，既能保證鋼纖維石墨混凝土優(yōu)良的導(dǎo)電發(fā)熱效果，又能滿足水泥混凝土路面的路用性能，并且能夠顯著地實(shí)現(xiàn)道路及橋面融雪化冰的目的，具有良好的實(shí)用價(jià)值。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:由水泥混凝土層和鋪筑于水泥混凝土層上的鋼纖維石墨混凝土層組成，所述鋼纖維石墨混凝土層內(nèi)豎直布設(shè)有多張鋼絲網(wǎng)，相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均相等，每張所述鋼絲網(wǎng)均由多根水平布設(shè)的鋼絲繩一和多根豎直布設(shè)的鋼絲繩二編織而成，相鄰兩根鋼絲繩一之間的距離均相等，相鄰兩根鋼絲繩二之間的距離均相等。
[0012]上述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:所述鋼纖維石墨混凝土層的厚度為80mm ?100mm。
[0013]上述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均為500mm ?IlOOmm0
[0014]上述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:所述鋼絲繩一和鋼絲繩二的直徑均為5mm ο
[0015]上述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩根鋼絲繩一之間的距離均為20mm ?25mm0
[0016]上述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩根鋼絲繩二之間的距離均為50mm ?60mmo
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]1、本實(shí)用新型在不改變原路面整體結(jié)構(gòu)的前提下，在水泥混凝土層上鋪筑鋼纖維石墨混凝土層，待水泥混凝土澆筑完后，馬上澆筑鋼纖維石墨混凝土，能夠有效保證兩層混凝土的結(jié)合，便于混凝土路面施工；并且本實(shí)用新型上層采用適宜厚度的鋼纖維石墨混凝土層，既可保證通電后熱量向上傳遞，也能避免鋼纖維石墨混凝土層過厚增加路面造價(jià)。
[0019]2、本實(shí)用新型將鋼絲繩作為電極，同時(shí)豎向布設(shè)的鋼絲繩還能對水平鋼絲繩進(jìn)行定位，使電極定位更加準(zhǔn)確易控。鋼絲繩作電極時(shí)，可在澆筑水泥混凝土?xí)r支起的鋼模板上鉆孔，孔徑尺寸將能夠順利通過鋼絲繩，鋼絲繩一端固定，另一端可以通過緊線器拉緊，固定在鋼模板上即可，施工過程簡便易控。
[0020]3、本實(shí)用新型采用鋼絲繩作電極，能夠顯著提高路面導(dǎo)電發(fā)熱的利用率。由于采用直徑較細(xì)的鋼絲繩替代角鋼和鋼筋等傳統(tǒng)材料，并且通過適當(dāng)調(diào)節(jié)鋼絲繩的間距，能夠更大限度地利用鋼纖維石墨混凝土層的導(dǎo)電發(fā)熱效率。
[0021]4、本實(shí)用新型能夠顯著減小對路面強(qiáng)度的不利影響。鋼絲繩能與混凝土緊密粘結(jié)，且不易生銹；鋼絲繩替代傳統(tǒng)的不銹鋼片，不會將電極兩側(cè)的混凝土分割開來；此外，由于鋼絲繩的直徑較傳統(tǒng)的鋼筋小，不會造成混凝土層沿電極方向開裂。
[0022]5、本實(shí)用新型能夠通過靈活調(diào)整電極的間距，以實(shí)現(xiàn)不同的路面發(fā)熱功率，因此可設(shè)計(jì)性更強(qiáng)，更加靈活多樣化。
[0023]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]I一水泥混凝土層；2—鋼纖維石墨混凝土層；3—鋼絲繩一；
[0027]4 一鋼絲繩二。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型導(dǎo)電發(fā)熱路面，由水泥混凝土層I和鋪筑于水泥混凝土層I上的鋼纖維石墨混凝土層2組成，所述鋼纖維石墨混凝土層2內(nèi)豎直布設(shè)有多張鋼絲網(wǎng)，相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均相等，每張所述鋼絲網(wǎng)均由多根水平布設(shè)的鋼絲繩一 3和多根豎直布設(shè)的鋼絲繩二 4編織而成，相鄰兩根鋼絲繩一 3之間的距離均相等，相鄰兩根鋼絲繩二 4之間的距離均相等。
[0029]本實(shí)施例中，所述鋼纖維石墨混凝土層2的厚度為80mm?100mm。
[0030]本實(shí)施例中，相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均為500mm?1100mm。
[0031 ] 本實(shí)施例中，所述鋼絲繩一 3和鋼絲繩二 4的直徑均為5mm。
[0032]本實(shí)施例中，相鄰兩根鋼絲繩一 3之間的距離均為20mm?25mm。
[0033]本實(shí)施例中，相鄰兩根鋼絲繩二 4之間的距離均為50mm?60mm。
[0034]實(shí)際施工過程中，鋼纖維石墨混凝土層2的厚度可比最頂部的鋼絲繩一 3高出5mm?10mm，以形成鋼絲繩的保護(hù)層，從而延長本實(shí)用新型導(dǎo)電發(fā)熱路面的使用壽命。
[0035]如圖1所示，本實(shí)用新型的工作過程為:將多根鋼絲繩一 3通過導(dǎo)線并聯(lián)后與電源相接。通電后每張鋼絲繩均作為電極，并且利用鋼纖維石墨混凝土層2所具有良好的導(dǎo)電發(fā)熱性能，使得較多熱量迅速向上傳遞，從而大幅縮短路面的融雪化冰時(shí)間，顯著提高路面的融雪化冰效率。
[0036]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:由水泥混凝土層(I)和鋪筑于水泥混凝土層(I)上的鋼纖維石墨混凝土層(2)組成，所述鋼纖維石墨混凝土層(2)內(nèi)豎直布設(shè)有多張鋼絲網(wǎng)，相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均相等，每張所述鋼絲網(wǎng)均由多根水平布設(shè)的鋼絲繩一(3)和多根豎直布設(shè)的鋼絲繩二(4)編織而成，相鄰兩根鋼絲繩一(3)之間的距離均相等，相鄰兩根鋼絲繩二(4)之間的距離均相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:所述鋼纖維石墨混凝土層(2)的厚度為80mm?100mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩張鋼絲網(wǎng)之間的距離均為 500mm ?110Omnin
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:所述鋼絲繩一(3)和鋼絲繩二⑷的直徑均為5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩根鋼絲繩一(3)之間的距離均為20mm?25mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種導(dǎo)電發(fā)熱路面，其特征在于:相鄰兩根鋼絲繩二(4)之間的距離均為50mm?60mm。
【文檔編號】E01C7/32GK204000530SQ201420484291
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】武建民, 張景濤, 劉建國, 楊飛 申請人:長安大學(xué)