空气自循环无动力加热装置及其路基的制作方法

1.本发明涉及季节冻土区工程建设技术领域，具体而言，涉及一种空气自循环无动力加热装置及其路基。


背景技术：

2.在我国西部季节冻土区，在冬季受低温和负温气候环境变化影响，表层一定深度土体会发生冬季冻结，暖季和其它季节土体全部融化，在冻土学中称为季节冻土。如在青海省中部青海湖周边地区，最冷1月平均气温为
‑
20.6℃，最大冻结深度可达1.8m，属于典型季节冻土区。该类地区地处滨海平原、冲积平原、冰原台地等地，地下水位浅，周边青藏公路、青藏铁路路基含水率大。由于水冻结后会发生体积9％的膨胀，会导致路基冻结后冻胀的发生。随着冻结、融化循环导致路基路面或轨道的抬升和沉降，并路基稳定性形成重要影响，对行车安全构成重要威胁，导致路基冻融灾害的发生。
3.对于该类问题，在常规地区所使用的粗颗粒换填、化学注浆、防水帷幕等方法，但在季节冻土区由于受到列车正常行驶、不能中断施工等工程条件限制，以及受到土体冻融强烈作用导致的处置部位开裂、路基下部整体封闭极为困难，都导致了这些方法难以满足实际工程需要。而通过加热路基、防止路基冻结是一条较为可行的方法，但由于已有技术的研发的薄弱，尚缺乏能够适用于现场实际条件、满足实际需要的新型措施。已有一些措施通过利用太阳能加热路基，但收到工作效率低、需要使用电力、费用过高等因素影响，难以满足野外现场实际工作条件和实际需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括提供一种空气自循环无动力加热装置及其路基，其能够利用太阳能资源，通过路基地温场平整加热、路基易冻胀部位重点调控，实现路基均衡、平整加热，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种空气自循环无动力加热装置，空气自循环无动力加热装置包括：
7.集热联箱，用于安装在路基的外部；
8.太阳能吸热箱，太阳能吸热箱的一端插入集热联箱内，太阳能吸热箱用于吸入太阳能、并传热至集热联箱；
9.聚热管，包括相互连通的吸热段和放热段，吸热段插入集热联箱中，放热段用于插入路基中，吸热段用于吸收集热联箱的热量并传递至放热段，放热段用于加热路基。
10.这样，太阳能吸热箱吸收太阳能、并将热量传递至集热联箱，聚热管的吸热段吸收集热联箱的热量并传递至放热段，由放热段加热路基，使路基始终处于净吸热，并且内部热量不断累积，实现路基内部聚热和温度始终保持正温的状态，从而达到防治路基冻结、路基冻胀和工程病害产生的目的。
11.在可选的实施方式中，集热联箱和太阳能吸热箱内均填充有空气，太阳能吸热箱插入集热联箱的一端开设有开口，开口用于使太阳能吸热箱与集热联箱进行空气对流。
12.这样，太阳能吸热箱利用空气对流向集热联箱中的吸热段传热，不仅传热效率高，而且对集热联箱和太阳能吸热箱的气密性要求不用太高，降低设计难度和生产成本，即使发生泄漏也不会明显降低装置的性能，提高装置的稳定性。
13.在可选的实施方式中，太阳能吸热箱插入在集热联箱的中下部位，吸热段插入在集热联箱的中上部位。
14.这样，利用热空气密度小于冷空气的原理，太阳能吸热箱中的热空气可以自动上升至吸热段，以加热吸热段，集热联箱中上方的冷空气自动下降，并由太阳能吸热箱加热成热空气，再次上升，如此循环，提高对吸热段的加热效率。
15.在可选的实施方式中，太阳能吸热箱的长度方向与水平面的夹角范围为：0
°
～20
°
，太阳能吸热箱插入集热联箱的一端高于另一端。
16.这样，可以加快太阳能吸热箱内部的热空气向位置较高的集热联箱中流动，也加快集热联箱中的冷空气向太阳能吸热箱中流动，而且，也能够降低太阳能吸热箱的重心，提高装置的稳定性。
17.在可选的实施方式中，太阳能吸热箱包括：
18.壳体，壳体插入集热联箱的一端开设有开口，开口用于使壳体与集热联箱进行空气对流；
19.保温层，设置在壳体的内壁上；
20.透明盖板，安装在壳体的顶部；
21.太阳能吸热条，安装在壳体的底部，太阳能吸热条用于吸收太阳能、并加热壳体内的空气。
22.这样，太阳能吸热条能够提高对太阳能吸热箱中空气的加热效率，并且，设置有保温层，能够减少太阳能吸热箱中热量的流失。
23.在可选的实施方式中，多个太阳能吸热条沿太阳能吸热箱的长度方向间隔均匀布置，太阳能吸热条相对于壳体的底面的上仰角为预设角度。
24.在可选的实施方式中，预设角度的范围为：10
°
～45
°
。
25.在可选的实施方式中，太阳能吸热条的吸热面垂直于其所在地区冬季太阳辐射最强时太阳光线的照射方向。
26.这样，首先，太阳能吸热条的吸热面基本上能够受到太阳光直射，而且，吸热面的总面积更大，吸受太阳能的效率更高，其次，太阳能吸热条的吸热面以及背面都能够用于加热太阳能吸热箱中的空气，加热空气的效率更高。
27.第二方面，本发明提供一种空气自循环无动力加热路基，空气自循环无动力加热路基包括路基和前述实施方式任一项的空气自循环无动力加热装置，其中，集热联箱和太阳能吸热箱安装在路基的外部，放热段插入路基中。
28.这样，路基内部聚热和温度始终保持正温的状态，从而达到防治路基冻结、路基冻胀和工程病害产生的目的。
29.在可选的实施方式中，空气自循环无动力加热路基还包括保温材料层，保温材料层设置在路基的坡面。
30.这样，保温材料层能够阻止路基内部的热量散失，在昼夜变化过程中有效保证路基内部热量的留存。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本发明实施例提供的空气自循环无动力加热路基的结构示意图；
33.图2为图1中空气自循环无动力加热装置的结构示意图；
34.图3为图2中结构的俯视示意图；
35.图4为图2中结构的右视示意图；
36.图5为图2中结构的剖视示意图；
37.图6为图1中太阳能吸热箱的剖视示意图；
38.图7为路基布设聚热管30天后的模拟计算结果地温场示意图。
39.图标：1
‑
空气自循环无动力加热路基；2
‑
路基；3
‑
保温材料层；4
‑
锚杆；5
‑
空气自循环无动力加热装置；6
‑
集热联箱；7
‑
聚热管；71
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吸热段；72
‑
放热段；8
‑
太阳能吸热箱；81
‑
壳体；82
‑
透明盖板；83
‑
保温层；84
‑
太阳能吸热条。
具体实施方式
40.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
45.因此针对背景技术中描述的问题，本发明实施例提出一种基于路基整体传热过程，高效利用太阳、无动力传热，并通过路基的不断聚热，实现路基整个冬季的正温状态和防治路基冻融影响的新型结构。并且，本结构还突出解决路基加热过程中所需循环动力问题。
46.请参考图1，本实施例提供了一种空气自循环无动力加热路基1，空气自循环无动力加热路基1包括路基2、保温材料层3和空气自循环无动力加热装置5。
47.其中，保温材料层3设置在路基2的坡面，可以覆盖路基2的整个坡面，并通过锚杆4固定。在其它实施例中，还可以通过在保温材料层3的外表面覆盖薄层土层或其它材料，以压实固定保温材料层3。保温材料层3可以选用建筑岩棉保温材料或一体保温板。具体的，路基2的阳坡坡面和阴坡坡面都可以设置保温材料层3，能够阻止路基2内部的热量散失，在昼夜变化过程中有效保证路基2内部热量的留存。
48.具体的，请参考图1至图5，空气自循环无动力加热装置5包括集热联箱6、太阳能吸热箱8和聚热管7，其中，集热联箱6可以设置在路基2的阳坡侧、靠近坡脚天然地表区域，也可以设置在路基2的阴坡层、太阳冬季能够照射到的天然地表区域。
49.聚热管7属于异形热管的类型。聚热管7包括相互连通的吸热段71和放热段72，吸热段71插入集热联箱6中，集热联箱6与吸热段71组成密闭容器。放热段72从路基2的半坡与坡脚之间的范围插入路基2中，而且插入方向垂直于路基2的长度方向。聚热管7的长度可以根据现场实际条件确定。吸热段71用于吸收集热联箱6的热量并传递至放热段72，放热段72用于加热路基2。其中，聚热管7与水平面之间的夹角范围为：
‑
30
°
～30
°
，也就是说，如图1所示，聚热管7沿x方向延伸，且沿y方向的上仰角的范围为0
°
～30
°
或者沿y方向的下倾角的范围为
‑
30
°
～0
°
，本实施例中，优选聚热管7的放热段72相对于吸热段71的上仰角的范围为：5
°
～10
°
，使放热段72横跨路基2的大部分宽度，放热段72的高度位于路基2的中下位置。这样，在路基2中安装聚热管7方便，钻孔深度小和数量少，不会改变路基2原有的工程结构，保证了原有路基2的稳定，施工过程对列车正常行驶不构成影响，有效解决满足列车行驶条件下工程施工难题。而且，聚热管7内部布设有吸液芯，以及吸热段71相对放热段72存在一定的高度差，在重力、毛细力作用下很容易实现水平热管的功效，实现水平方向的热量的高效传递，由此实现整体装置的无动力高效传热。
50.请参考图3，太阳能吸热箱8布置在集热联箱6的相对两侧，集热联箱6和太阳能吸热箱8内均填充有空气，太阳能吸热箱8插入集热联箱6的一端开设有开口，开口用于使壳体81与集热联箱6进行空气对流，并且，太阳能吸热箱8与集热联箱6组成封闭结构。集热联箱6和太阳能吸热箱8利用空气传热，不仅传热效率高，而且对集热联箱6和太阳能吸热箱8的气密性要求不用太高，降低设计难度和生产成本，即使发生泄漏也不会明显降低装置的性能，提高装置的稳定性。
51.请参阅图4，太阳能吸热箱8插入在集热联箱6的中下部位，吸热段71插入在集热联箱6的中上部位。太阳能吸热箱8与水平面的夹角∠a的范围为：0
°
～20
°
，太阳能吸热箱8插入集热联箱6的一端高于另一端。这样，利用热空气密度小于冷空气的原理，太阳能吸热箱8中的热空气可以自动上升至集热联箱6中的吸热段71，以加热吸热段71，可以加快太阳能吸热箱8内部的热空气向位置较高的集热联箱6中流动，也加快集热联箱6中的冷空气向太阳能吸热箱8中流动，并由太阳能吸热箱8加热成热空气，再次上升，如此循环，提高对吸热段71的加热效率。而且，也能够降低太阳能吸热箱8的重心，提高装置的稳定性。
52.请参阅图3至图6，太阳能吸热箱8包括壳体81、保温层83、透明盖板82和太阳能吸热条84，其中，壳体81插入集热联箱6的一端开设有开口，开口用于使壳体81与集热联箱6进行空气对流。保温层83设置在壳体81的内壁上。透明盖板82安装在壳体81的顶部。太阳能吸
热条84安装在壳体81的底部，太阳能吸热条84用于吸收太阳能、并加热壳体81内的空气。这样，太阳能吸热条84能够提高对太阳能吸热箱8中空气的加热效率，并且，设置有保温层83，能够减少太阳能吸热箱8中热量的流失。
53.具体的，请参阅图6，太阳能吸热条84采用金属良导体制成，太阳能吸热条84的厚度范围可以为：0.5mm～3mm。多个太阳能吸热条84沿太阳能吸热箱8的长度方向间隔均匀布置，太阳能吸热条84的一端固定连接在壳体81的底面，另一端相对于壳体81的底面向的上仰角为预设角度∠b，预设角度∠b的范围为：10
°
～45
°
，吸热面上可以设置有太阳能吸收涂层，太阳能吸收涂层采用太阳能高效吸收材料，具体可以电镀涂层、电化学表面转化涂层，能够高效吸热太阳能并转换为热能。
54.其中，最优选的是，太阳能吸热条84的吸热面垂直于其在地区冬季太阳辐射最强时太阳光线的照射方向。这样，首先，太阳能吸热条84的吸热面基本上能够受到太阳光直射，而且，吸热面的总面积更大，吸受太阳能的效率更高，其次，太阳能吸热条84的吸热面以及背面都能够用于加热太阳能吸热箱8中的空气，加热空气的效率更高。
55.所以，太阳能吸热条84的倾斜角度可以根据当地冬季太阳高度角进行设定，以满足太阳能吸热条84基本垂直太阳冬季中午照射光线。在冬季照射条件下最大程度接受太阳的辐射，吸热发挥最大效能。在暖季，随着太阳高度角的增大，很多光线照射到吸热条之间空隙上，整体太阳辐射吸收效率下降。由此控制不同季节，特别是暖季强烈太阳辐射对系统过热的不利影响。
56.太阳能吸热条84的优点还在于：悬空设计。太阳能吸热条84在辐射吸热变热后，太阳能吸热条84的两个侧面都可以成为加热面，对周围的空气进行加热，其效率远高于金属吸热材料整体铺设于壳体81底面，对空气只有一个加热面的设计，同时也节省了吸热材料的使用。
57.本实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基的工作原理：
58.在太阳辐射条件下，太阳能吸热箱8中的太阳能吸热条84开始吸热，温度快速升高，并同时对周围空气进行加热，被加热的空气受浮力作用和推动，会上升并沿太阳能吸热箱8的顶部向集热联箱6内部移动，并对聚热管7的吸热段71进行加热，放热后温度降低的空气，随着密度的增加，随之下降并向太阳能吸热箱8内移动，并在太阳能吸热箱8内进行加热。由此循环，不断将太阳能吸热箱8内部的热量传递到聚热管7的吸热段71，并最终通过集热管的放热段72传输到路基2的内部，从而到达了空气自循环加热冻土路基2的目的。
59.本实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基与现有工程技术相比，至少具有以下优点：
60.1.与现有注浆工程技术相比，本实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基，首先，聚热管是从路基下部以大致水平的方向向路基内部延伸，主要覆盖路基底部大部分区域，相比现有注浆工程中竖直向下钻孔，可以减少钻孔数量和钻孔深度，其次，现有注浆工程会改变路基的工程结构，本实施例中主要为改变路基热学性质的地温调控，主要作用于路基中水分富集、冻结后产生体积膨胀的区域，不改变路基原有的工程结构；最后，现有注浆工程没有采用保温材料层，本实施例中保温材料层能够阻止路基内部的热量散失，在昼夜变化过程中有效保证路基内部热量的留存；
61.2.与现有电加热工程技术相比，现有电加热工程通过路基内部电加热措施对路基
加热，需要外在电力供给，要求专门电力线路修建和布设，每年不仅大量消耗电力资源，而且内部电子电加热系统在野外使用条件下，发生故障运维成本大，本实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基没有外在动力能源、自主循环，通过充分利用当地丰富太阳能资源，实现对路基加热的目的，节省能源，绿色环保；
62.综上，实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基与现有工程技术相比具有显著的进步，并且实现对季节冻土区路基病害中冻融关键要素的控制，起到事半功倍的效果，也实现了路基地温等值线水平均衡、对称分布，消除路基热力耦合的差异影响，进一步增强路基力学场稳定。这些都有效避免路基，特别是宽幅路基，不均匀冻胀、纵向开裂等工程病害的产生，保证路基的长期稳定性，因此本发明实施例具有突出科学性和先进性。
63.在施工方面，本实施例解决了现有工程施工的难题。本实施例中施工部位在路基的一侧或两侧，施工方式为水平打孔，对路基为点式施工，对路基填土钻进速度快，开孔口径小，对路基稳定性没有影响；而且在实施过程中仅为开孔、插孔，没有以往注浆、换填等措施，不会对路基产生大范围扰动和力学性质的改变，这些都进一步保证了原有路基的稳定，施工过程对列车正常行驶不构成影响，实现了在列车行驶条件下工程施工的要求。
64.在稳定性方面，本实施例中，集热联箱和太阳能吸热箱采用高度适中、低矮宽大、相互串接方式，不仅增加装置整体在我国西部大风恶劣环境下的稳定性，而且加热单元重心的降低有助于装置的整体热循环推力的形成和增加，并保证整个循环和换热过程的顺畅、高效工作。
65.更优越的是，太阳能吸热条设计为上翘结构，使得太阳能吸热条在太阳辐射下吸热、高温条件下，通过两个侧面对周围空气进行加热，相对以往常规太阳能吸热箱只在底部铺设太阳能吸热板，通过散热面积有效增加，进一步增加整体的吸热功效。
66.为验证本发明实施例提供的空气自循环无动力加热装置及其路基的调控效能，结合青藏铁路西宁至格尔木试验工程现场地质情况，进行工程措施作用下的数值模拟仿真计算。
67.实例：在高度为2.0m、顶面宽度为7.5m的青藏铁路路基阴坡一侧坡面上，在0.5m高度位置水平地将聚热管的放热段插入路基的内部，放热段的长度为8m，聚热管沿路基长度方向的间距为2m。在加热系统设置中，加热功率参照现有1m2聚热罩在该类地区加热功率900w，工作时间按照白天10点至下午4点，有效功率按照50％进行折减和计算。为进一步验证该种措施的在不利条件下的有效性，在模拟计算中路基坡面没有铺设保温材料层。
68.在该工况下，12月15日设置该聚热管，在当年冬季1月15日，在布设聚热管天后的模拟计算结果地温场如图7所示。图7为第30天路基经过一个晚上的散热过程，早晨8:30时刻、外界环境温度最低条件下路基地温剖面图。可以看出，(a)在地温量值特征方面，路基内大部分区域地温处于正温状态，路堤下部持力层、水分较高部位地温处于相对高温区域，最高温度可达18℃；(b)在地温场形态特性方面，地温等值线整体呈现水平、相互平行的形态特性，特别是0℃等温线分布平整，即冻结区域、正温区域相互平行，其中冻结区域在路基上部仅有少量、呈薄层线分布均匀、对称分布，能有效解决冻土工程难题，具体表现如下：
69.(1)改善了原有路基中心区域温度场温度状态，满足季节冻土区铁路路基温度场调控要求，通过图7可以看出，本具体实施方式实施后，路基中心区域、主要持力层的地温均处于正温状态，并在路基中心形成正温、高温土核，同时由于该部分土体水分含量较高、热
容量大和聚集热量多，这些都提高了路基对外界环境温度降低的抗冻胀能力；
70.(2)温度场0℃地温等值线及其他等温线分布完全水平、平整，且冻结区域呈薄层线分布在路基顶部及靠近护坡处，大幅度提高路基稳定性，从图7可以看出，路基温度场分布平整，尤其是0℃等温线分布平整，在路基内整体呈上凸分布，在初春大气降水、冻融交替作用频繁阶段，有利于路基内水分的外排，这将显著消减路基的冻胀量；
71.(3)消除阴阳坡效应影响，基本消除路基纵向开裂工程病害，从图7可以看出，路面以下的路基温度场基本以路基中心呈对称分布，且路基内温度场等温线分布平整，加上冻结区仅分布在路基顶面及护坡下较薄条形的区域，这将进一步减弱部分冻结部位产生的少量的横向差异冻胀量，进一步消除路基发生纵向开裂的可能。
72.本实例仅是为了本发明所做的代表性分析，其结论在趋势上(具体数值上会有区别)基本代表本发明所能达到的效果。
73.此外，模拟计算表明，按照本实施例提供的结构进行季节冻土区铁路修筑，冻土路基在运营期间一直进行热能的存储，路基内冻结区将随运行时间而减小，因此该结构可以满足路基力学稳定性所需要求，并可维持路基长期稳定。
74.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述空气自循环无动力加热装置包括：集热联箱(6)，用于安装在路基(2)的外部；太阳能吸热箱(8)，所述太阳能吸热箱(8)的一端插入所述集热联箱(6)内，所述太阳能吸热箱(8)用于吸入太阳能、并传热至所述集热联箱(6)；聚热管(7)，包括相互连通的吸热段(71)和放热段(72)，所述吸热段(71)插入所述集热联箱(6)中，所述放热段(72)用于插入所述路基(2)中，所述吸热段(71)用于吸收所述集热联箱(6)的热量并传递至所述放热段(72)，所述放热段(72)用于加热所述路基(2)。2.根据权利要求1所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述集热联箱(6)和所述太阳能吸热箱(8)内均填充有空气，所述太阳能吸热箱(8)插入所述集热联箱(6)的一端开设有开口，所述开口用于使所述太阳能吸热箱(8)与所述集热联箱(6)进行空气对流。3.根据权利要求1所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述太阳能吸热箱(8)插入在所述集热联箱(6)的中下部位，所述吸热段(71)插入在所述集热联箱(6)的中上部位。4.据权利要求1所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述太阳能吸热箱(8)的长度方向与水平面的夹角范围为：0
°
～20
°
，所述太阳能吸热箱(8)插入所述集热联箱(6)的一端高于另一端。5.根据权利要求1所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述太阳能吸热箱(8)包括：壳体(81)，所述壳体(81)插入所述集热联箱(6)的一端开设有开口，所述开口用于使所述壳体(81)与所述集热联箱(6)进行空气对流；保温层(83)，设置在所述壳体(81)的内壁上；透明盖板(82)，安装在所述壳体(81)的顶部；太阳能吸热条(84)，安装在所述壳体(81)的底部，所述太阳能吸热条(84)用于吸收太阳能、并加热所述壳体(81)内的空气。6.根据权利要求5所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，多个所述太阳能吸热条(84)沿所述太阳能吸热箱(8)的长度方向间隔均匀布置，所述太阳能吸热条(84)相对于所述壳体(81)的底面的上仰角为预设角度。7.根据权利要求6所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述预设角度的范围为：10
°
～45
°
。8.根据权利要求6所述的空气自循环无动力加热装置，其特征在于，所述太阳能吸热条(84)的吸热面垂直于其所在地区冬季太阳辐射最强时太阳光线的照射方向。9.一种空气自循环无动力加热路基，其特征在于，所述空气自循环无动力加热路基包括路基(2)和权利要求1～8任一项所述的空气自循环无动力加热装置，其中，所述集热联箱(6)和所述太阳能吸热箱(8)安装在所述路基(2)的外部，所述放热段(72)插入所述路基(2)中。10.根据权利要求9所述的空气自循环无动力加热路基，其特征在于，所述空气自循环无动力加热路基还包括保温材料层(3)，所述保温材料层(3)设置在所述路基(2)的坡面。
技术总结
本发明的实施例提供了一种空气自循环无动力加热装置及其路基，涉及季节冻土区工程建设技术领域。空气自循环无动力加热装置包括集热联箱、太阳能吸热箱和聚热管，其中，集热联箱用于安装在路基的外部；太阳能吸热箱的一端插入集热联箱内，太阳能吸热箱用于吸入太阳能、并传热至集热联箱；聚热管包括相互连通的吸热段和放热段，吸热段插入集热联箱中，放热段用于插入路基中，吸热段用于吸收集热联箱的热量并传递至放热段，放热段用于加热路基。该装置能够利用太阳能资源，通过路基地温场平整加热、路基易冻胀部位重点调控，实现路基均衡、平整加热，有效避免季节冻土区路基冻胀、不均匀起伏等工程病害的产生。起伏等工程病害的产生。起伏等工程病害的产生。


技术研发人员：俞祁浩 陈坤 王新斌
受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021/6/29