一种道路智能融冰化雪系统及方法技术方案

本发明专利技术是一种道路智能融冰化雪系统，包括铺设在道路表面以下的电热管，设置在每一根电热管上的第一温度传感器，设置在道路表面以下且接近道路表面的第二温度传感器，以及为各部件供电的电源；还包括设置在道路表面以下的结冰积雪智能检测装置，其包括本体、第三温度传感器、过滤网、电加热网和水量计，本体为漏斗状，在漏斗状本体的上部进口处设置所述过滤网，在过滤网的下方设置第三温度传感器，在第三温度传感器的下方设置电加热网，漏斗状本体的出口设置水量计。本发明专利技术可自动检测路面结冰积雪厚度以响应相应的加热等级，实时监测、控制电热管的加热温度，在融冰化雪的同时，避免了因加热体温度过高而导致沥青混凝土性能的改变。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种融冰化雪系统及方法，具体的说是一种用于道路的电热管路面融 冰化雪智能系统及方法。
技术介绍
在寒冷的冬季，道路表面结冰积雪是常见的现象，这对交通运输安全的极为不利。 而现有技术中主要的融冰化雪方式有两种，即人工清除法和化学融化法，前者需要大量的 人力物力，而且效率不高。后者对路面或桥梁结构产生不利的影响，造成腐蚀和环境污染等 问题。因此，设计一种节省人力物力，高效率，对路面结构伤害小，对环境污染小的智能融冰 化雪控制系统意义重大。 有利用电加热法进行路面融冰化雪的专利，如中国专利"自动融雪融冰系统 (201220315904.X) "、"道路融冰化雪碳纤维加热系统（201010599451. 3) "，加热对象分别为 发热电缆和碳纤维混凝土，在融冰化雪过程中，均仅监测路表的环境温度，而不能监测并控 制加热体的温度，一方面，这可能导致加热体温度过高，影响沥青混凝土的性能，从而缩短 路面的使用寿命。另一方面，这还会导致电力资源的白白浪费，增加融冰化雪的成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种道路智能融冰化 雪系统及方法，在融冰化雪的同时，不影响沥青的使用性能，并且保证了电力资源的高效利 用。 本专利技术解决以上技术问题的技术方案是： 一种道路智能融冰化雪系统，包括铺设在道路表面以下的用于加热路面的电热 管，设置在每一根电热管上的用于监测电热管实时温度信息的第一温度传感器，设置在道 路表面以下且接近道路表面的用于监测不同路段的实时温度信息的第二温度传感器（第 二温度传感器根据道路所处环境的不同，设置在不同路段不同位置，用于监测不同路段的 实时温度信息），以及为各部件供电的电源；还包括设置在道路表面以下且接近道路表面 的用于检测路面结冰积雪情况的结冰积雪智能检测装置，其包括本体、第三温度传感器、圆 形过滤网、电加热网和水量计，本体为漏斗状，在漏斗状本体的上部进口处设置圆形过滤 网，在圆形过滤网的下方设置用于监测道路表面温度的第三温度传感器，在第三温度传感 器的下方设置电加热网，漏斗状本体的出口设置用于测量融冰化雪的水量的水量计，由融 冰化雪的水量通过公式⑴得出冰雪的厚度：【主权项】1. 一种道路智能融冰化雪系统，包括铺设在道路表面以下的用于加热路面的电热管， 设置在每一根所述电热管上的用于监测电热管实时温度信息的第一温度传感器，设置在道 路表面以下且接近道路表面的用于监测不同路段的实时温度信息的第二温度传感器，以及 为各部件供电的电源；其特征在于：还包括设置在道路表面以下且接近道路表面的用于检 测路面结冰积雪情况的结冰积雪智能检测装置，其包括本体、第三温度传感器、圆形过滤 网、电加热网和水量计，所述本体为漏斗状，在漏斗状本体的上部进口处设置所述圆形过滤 网，在所述圆形过滤网的下方设置用于监测道路表面温度的所述第三温度传感器，在所述 第三温度传感器的下方设置所述电加热网，所述漏斗状本体的出口设置用于测量融冰化雪 的水量的所述水量计，由融冰化雪的水量通过公式⑴得出冰雪的厚度：其中Q为融冰化雪的水量，单位为毫升ml，d为圆形过滤网的直径，单位为厘米cm，h为 冰雪的厚度，单位为厘米cm，&为直径修正系数，k 2为厚度修正系数，其中，1. 0 < k 1. 2， 0. 3 ^ k2^ 1. 0 ； 当所述第三温度传感器监测的路表温度小于等于冰点时，所述电加热网通电，当所述 第三温度传感器监测的路表温度高于冰点时，所述电加热网关闭；当冰雪的厚度h处于厚 度区间0 < h < 5_，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间-5°C< t < 〇时，所述电热管处于打开工位，加热功率为150-200W，且通过所述第一温度传感器获 得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于30-40°C ;当冰雪的厚度处于厚度区 间5mm < h < 10mm，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间-10°C< t < -5°C时，所述电热管处于打开工位，加热功率为250-300W，且通过所述第一温度传感器 获得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于40-50°C ;当冰雪的厚度处于厚度区 间h > 10_、且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间t < -10°C时，所述 电热管处于打开工位，加热功率为450-500W，且通过所述第一温度传感器获得所述电热管 实时温度，并控制所述电热管温度位于50-60°C。2. 如权利要求1所述的道路智能融冰化雪系统，其特征在于：所述漏斗状本体的下部 出口上部还设有第二过滤网。3. 如权利要求1所述的道路智能融冰化雪系统，其特征在于：所述电热管埋置深度 4-8cm，布设方式分为全路面加热融冰滑雪方式和按行车道节俭式行车道布设方式两种。4. 用于权利要求1所述系统的道路智能融冰化雪方法，其特征在于：包括以下步骤： (-)根据当地气候条件及道路环境信息对道路进行分段，然后分段按车道铺设电热管， 安装第一温度传感器、第二温度传感器和结冰积雪智能检测装置； (二)进入冬季并根据气象系统提供的实时天气信息，开启第一温度传感器、第二温度传 感器和结冰积雪智能检测装置，检测冰雪的厚度和路面温度信息； ㈢当所述第三温度传感器监测的路表温度小于等于冰点时，所述电加热网通电开始 加热，当所述第三温度传感器监测的路表温度高于冰点时，所述电加热网关闭；当冰雪的 厚度处于厚度区间0 < h < 5_，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区 间-5°C < t < 0时，打开电热管，控制其加热功率为150-200W，且通过所述第一温度传感器 获得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于30-40°C ;当冰雪的厚度处于厚度区 间5mm < h < 10mm，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间-10°C< t < -5°C时，打开电热管，控制其加热功率为250-300W，且通过所述第一温度传感器获得所 述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于40-50°C ;当冰雪的厚度处于厚度区间h > 10_、且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间t<-10°C时，打开电热管， 控制其加热功率为450-500W，且通过所述第一温度传感器获得所述电热管实时温度，并控 制所述电热管温度位于50-60°C ; _当由结冰积雪智能检测装置的水量计获得的融冰化雪的水量等于零且由所述第二 温度传感器获得的路面温度t处于温度t彡0°C时，关闭电热管。【专利摘要】本专利技术是一种道路智能融冰化雪系统，包括铺设在道路表面以下的电热管，设置在每一根电热管上的第一温度传感器，设置在道路表面以下且接近道路表面的第二温度传感器，以及为各部件供电的电源；还包括设置在道路表面以下的结冰积雪智能检测装置，其包括本体、第三温度传感器、过滤网、电加热网和水量计，本体为漏斗状，在漏斗状本体的上部进口处设置所述过滤网，在过滤网的下方设置第三温度传感器，在第三温度传感器的下方设置电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路智能融冰化雪系统，包括铺设在道路表面以下的用于加热路面的电热管，设置在每一根所述电热管上的用于监测电热管实时温度信息的第一温度传感器，设置在道路表面以下且接近道路表面的用于监测不同路段的实时温度信息的第二温度传感器，以及为各部件供电的电源；其特征在于：还包括设置在道路表面以下且接近道路表面的用于检测路面结冰积雪情况的结冰积雪智能检测装置，其包括本体、第三温度传感器、圆形过滤网、电加热网和水量计，所述本体为漏斗状，在漏斗状本体的上部进口处设置所述圆形过滤网，在所述圆形过滤网的下方设置用于监测道路表面温度的所述第三温度传感器，在所述第三温度传感器的下方设置所述电加热网，所述漏斗状本体的出口设置用于测量融冰化雪的水量的所述水量计，由融冰化雪的水量通过公式⑴得出冰雪的厚度：Q=1044πd2k12k2h---(1)]]>其中Q为融冰化雪的水量，单位为毫升ml，d为圆形过滤网的直径，单位为厘米cm，h为冰雪的厚度，单位为厘米cm，k1为直径修正系数，k2为厚度修正系数，其中，1.0≤k1≤1.2，0.3≤k2≤1.0；当所述第三温度传感器监测的路表温度小于等于冰点时，所述电加热网通电，当所述第三温度传感器监测的路表温度高于冰点时，所述电加热网关闭；当冰雪的厚度h处于厚度区间0＜h≤5mm，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间‑5℃≤t＜0时，所述电热管处于打开工位，加热功率为150‑200W，且通过所述第一温度传感器获得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于30‑40℃；当冰雪的厚度处于厚度区间5mm＜h≤10mm，且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间‑10℃≤t＜‑5℃时，所述电热管处于打开工位，加热功率为250‑300W，且通过所述第一温度传感器获得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于40‑50℃；当冰雪的厚度处于厚度区间h＞10mm、且由所述第二温度传感器获得的路面温度t处于温度区间t＜‑10℃时，所述电热管处于打开工位，加热功率为450‑500W，且通过所述第一温度传感器获得所述电热管实时温度，并控制所述电热管温度位于50‑60℃。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓春，张南童，陈炎，刘源，张文涛，刘宜庆，闫迎州，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32