一种高速公路智能破暗冰抗滑系统技术方案

一种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其组成是：在路面的磨耗层(1)和基础路基层(4)之间铺设有弹性层(2)，电热带层(3)；路面的磨耗层(1)嵌放有智能路面传感器(10)；路旁的太阳能储能装置依次由太阳能电池组件(5)、控制器(6)、蓄电池(7)、升压逆变器(8)相连构成；路旁的PLC控制器(9)同时与智能路面传感器(10)、升压逆变器(8)、电热带层(3)相连。该系统除冰效果好，不影响交通，且节能、环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种破暗冰系统，尤其是涉及ー种高速公路智能破暗冰抗滑系统。
技术介绍
暗冰是ー种看不见的冰层，在我国云贵川地区出现居多。常常埋伏于高速公路路面，带来了巨大的安全隐患。为了減少安全隐患，需要进行除冰。现有除冰技术主要有化学融冰法、机械除冰法。化学融冰是在结了冰的路面上撒融雪剂，利用融雪剂形成的电解质溶液凝固点低的特点，达到融冰效果。使用的融雪剂一般为氯盐类融冰物质，包括氯化钠、氯化钙、氯化镁等。但是，在容易过早结冰的路面撒融雪剂，通常会在ー个融雪剂撒布一个循环作业刚结束时，又有新的暗冰形成，需要反复撒盐，不但消耗大量的人力，财力，而且撒盐后的盐水倘若 流入绿化带中，也会造成緑化植物大面积死亡的现象，也污染严重污染地下水资源。机械除冰法是利用机械カ直接破冰，以振动轮式除冰机为例，启动装载机的振动滚筒的马达，带动偏心块的偏转，在离心力作用下，对于滚筒来说，沿圆周方向运动。对于路面冰层来说，同时受到竖直方向的振动作用力和水平方向的揉搓作用力，滚筒表面的凸块切碎并挤压冰层，致使冰层断裂与地面剥离，从而达到破冰目的。无论哪种机械破冰方式，都难以克服机械在进行除冰作业时对路面的损伤或机械自身的损伤，其维修费用不可估量；破冰时除冰机械在路面作业，还会导致交通拥堵、中断。另外，除冰机械受季节影响较强，使用频率低，经济效益较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种高速公路智能破暗冰抗滑系统，该系统除冰效果好，不影响交通，且节能、环保。本专利技术实现其专利技术目的所采用的技术方案是，ー种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其组成是在路面的磨耗层和基础路基层之间铺设有弾性层，电热带层；路面的磨耗层嵌放有智能路面传感器；路旁的太阳能储能装置依次由太阳能电池组件、控制器、蓄电池、升压逆变器相连构成；路旁的PLC控制器同时与智能路面传感器、升压逆变器、电热带层相连。本专利技术的工作过程和原理是将本专利技术的系统设置安装于高速公路易结暗冰且易出车祸的路段，由太阳能电池组件采集太阳能，通过控制器向蓄电池充电而将能量储存在蓄电池中；当智能路面传感器检测到路面温度小于冰点值且路面有凝冰时，PLC控制器控制升压逆变器将蓄电池的直流电能转换成220V或IIOV交流电送至电热带层，电热带层发热，通过弹性层和磨耗层传递到路面，对暗冰进行融化。由于下面更热，冰层下部融化更多，部分未融化的上部冰层悬空；当巡逻等车辆通过时，车辆碾压带弹性层的路面、路面会发生微小形变，将悬空的上部冰层挤破、压碎，实现辅助破冰。从而有效降低安全隐患、通过公路交通的安全性。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是一、由太阳能电池将太阳能转化为电能，并在路面有冰时，自动将电能通过路面下的电热带层转化为热能对暗冰主动进行融化；再通过车辆通过带弹性层的路面对冰层的挤破、压碎作用实现除冰。在除冰过程中无需另外输入能量，也不用使用化学物质，既节能又环保。ニ、除冰时，既对冰进行主动地加热融化、又进行机械的挤破、压碎；除冰效果好。试验证明，本专利技术能除去IOmm厚的暗冰。三、除冰时，路面无机械或零部件在路面作业，不会影响交通 ，也不会损害路面。四、在无冰或少冰季节，太阳能电池收集的能量可通过蓄电池送至电网，为附近村庄供电以及夜间路灯、广告牌的照明。上述的磨耗层纵向呈上凸下凹的弧形结构，上凸处的曲率半径为50-80m，下凹处的曲率半径为100-140m，最低点与基准面之间的高度差为8-12cm，最高点与基准面之间的高度差为4-6cm。这样，车辆通过破冰路面时，能对路面暗冰产生更强的挤破、压碎作用，破冰效果更好。上述的控制器还与柴油发电机的输出端相连。这样，在太阳光照不足时，可通过柴油发电机补充供电以保证除冰的效果和交通的安全。上述的弹性层由粘结材料、填料、以及弹性颗粒混合铺设而成；其中弹性颗粒由废旧轮胎在常温下粉碎磨制而成，粒径为O. l-3mm，表观密度为I. 138g/cm3，弹性层厚度为O. 5-1. Ocm0这样，既能保证路面具有良好的弾性，对冰层具有很好的挤破、压碎作用，同时，解决了废旧轮胎的利用问题，避免了传统的掩埋或焚烧处理方式对环境污染。上述的太阳能电池组件设置于安装柱的顶部，安装柱的下部固定于地面，安装柱的中上部设置广告牌。这样，在进行除冰、发电的同时还可进行广告宣传，产生其他的社会、经济效益。下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进ー步的详细说明。附图说明图I是本专利技术实施例的电路原理示意图。图2是本专利技术实施例路面部分的剖视结构示意图。具体实施例方式实施例图I、图2示出，本专利技术的ー种具体实施方式是，一种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其组成是在路面的磨耗层I和基础路基层4之间铺设有弹性层2，电热带层3 ;路面的磨耗层I嵌放有智能路面传感器10 ；路旁的太阳能储能装置依次由太阳能电池组件5、控制器6、蓄电池7、升压逆变器8相连构成；路旁的PLC控制器9同时与智能路面传感器10、升压逆变器8、电热带层3相连。图2示出，本例的磨耗层I纵向呈上凸下凹的弧形结构，上凸处的曲率半径(r)为50-80m，下凹处的曲率半径(R)为100-140m，最低点与基准面H之间的高度差为8-12cm，最高点与基准面H之间的高度差为4-6cm。本专利中，磨耗层的基准面H是指上凸弧线与下凹弧线交点所在的平面。图I示出，本例的控制器还与柴油发电机11的发电输出端相连。 本例的弹性层2由粘结材料、填料、以及弹性颗粒混合铺设而成；其中弹性颗粒由废旧轮胎在常温下粉碎磨制而成，粒径为O. l_3mm，表观密度为I. 138g/cm3，弹性层厚度为O. 5-1. Ocm0本例的太阳能电池组件5设置于安装柱的顶部，安装柱的下部固定于地面，安装柱的中上部设置广告牌。为验证本专利技术的除冰效果，进行了以下实验。测试实验一、破裂实验现有的高速公路的平均荷载为O. 7MPa，故在O. 7MPa荷载下，进行本专利技术的路面的暗冰破裂实验，结果如表I :暗冰破裂实验数据(O. 7MPa荷载下) 冰层厚度(mm) - 1°C-5°C-10。。 ~冰层破裂冰层破裂裂缝较多 ~裂缝较多轻微破裂轻微破裂 ~ 0未破裂未破裂未破裂ニ、融冰实验对本专利技术的的路面进行融冰实验，结果如表2 表2冰层融化数据实验 时间(S) O 30 60 90 120 冰层厚 5 3. 75 2. 5 1.25 O —度(mm)______可见，本专利技术的系统在2小时内可以融化5mm厚的暗冰，而在平均的路面载荷(O. 7MPa)下，可单独使5mm厚的暗冰破裂。本专利技术的智能路面传感器可采用各种现有的智能路面传感器，如可以采用德国出产的品牌为Lufft的、型号为IRS31、IRS21的智能路面传感器 。权利要求1.一种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其组成是 在路面的磨耗层(I)和基础路基层(4)之间铺设有弹性层(2)、电热带层(3);路面的磨耗层(I)嵌放有智能路面传感器(10)； 路旁的太阳能储能装置依次由太阳能电池组件(5)、控制器￠)、蓄电池(7)、升压逆变器⑶相连构成； 路旁的PLC控制器(9)同时与智能路面传感器(10)、升压逆变器(8)、电热带层(3)相连。2.根据权利要求I所述的一种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其特征在于所述的磨耗层(I)纵向呈上凸下凹的弧形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路智能破暗冰抗滑系统，其组成是：在路面的磨耗层(1)和基础路基层(4)之间铺设有弹性层(2)、电热带层(3)；路面的磨耗层(1)嵌放有智能路面传感器(10)；路旁的太阳能储能装置依次由太阳能电池组件(5)、控制器(6)、蓄电池(7)、升压逆变器(8)相连构成；路旁的PLC控制器(9)同时与智能路面传感器(10)、升压逆变器(8)、电热带层(3)相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖涛，吴健，刘丽，刘佳，廖威，黄亚，别海明，徐宏，李校培，郑义鹏，晁志峰，马祖军，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：