人行道太陽能路面的製作方法

2023-06-11 21:47:56

人行道太陽能路面的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及交通道路領域，提供了一種人行道太陽能路面，由下至上依次設置為墊層、基層、下面層和上表層，所述下面層包括隔熱層、傳熱層、太陽能電池板和發熱電纜。上表層包括發熱層和透明層，透明層採用高強度、高透光率、防滑、耐磨的新型材料，發熱層採用導熱性能良好、散熱均勻、衝擊強度大的混凝土。太陽能電池板將光能轉換成電能，通過電路將電能供給路面上的用電設備，發熱電纜產生熱量並通過傳熱層傳遞到發熱層，隔熱層隔絕熱量向下傳遞，有效防止溫度對路基以下凍土造成擾動破壞，確保路面結構穩定。本實用新型有效地將太陽能電池板與傳統路面結構有機結合起來，既適用於融冰化雪，又能為道路用電設施提供電力。
【專利說明】人行道太陽能路面

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交通道路領域，具體涉及一種人行道太陽能路面。

【背景技術】
[0002]目前，國內外已經加緊在道路工程中開發利用太陽能。相關研究主要集中於太陽能熱利用技術，利用道路進行融冰化雪，主要原理是利用光伏或光熱系統給路面融冰化雪，前者是太陽能儲存轉換系統給埋置在路面中的電管加熱，而後者是採用太陽能加熱低溫下不凍結的液體，加熱液體通過路面導管進行循環散熱，兩者都是在不影響交通安全的前提下使路面冰雪迅速融化，從而達到路面除冰雪的目的。目前國內外在道路工程中開發、利用太陽能的技術存在以下問題和不足:(I)研究設計思路是將太陽能電池板鋪設在道路兩旁，沒有將太陽能電池板與傳統路面結構有機結合起來。這種方式佔用的空間較多，在城市中應用不實際；(2)研究設計的路面僅僅適用於融冰化雪，不能為道路用電設施提供電力，路面結構的關鍵技術也沒有完全突破，正處於試驗階段。


【發明內容】

[0003]本實用新型解決的技術問題是將太陽能電池板與傳統路面結構有機結合起來，既適用於融冰化雪，又能為道路用電設施提供電力。
[0004]本實用新型採用的技術方案是:
[0005]一種人行道太陽能路面，其特徵在於:由下至上依次設置為墊層1、基層2、下面層3和上表層4，所述墊層I位於路面最底層，所述上表層4位於路面最上層，所述下面層3包括隔熱層31、傳熱層34、太陽能電池板32和發熱電纜33，所述隔熱層31位於所述下面層3的下部，與所述基層2上部接合；所述上表層4包括發熱層41和透明層42，所述透明層42與所述太陽能電池板32對應設置，所述發熱層41與所述傳熱層34對應設置。
[0006]優選地，所述墊層I的厚度為8?15cm ;所述基層2的厚度為8?15cm ;所述下面層3的厚度為10?20cm，所述隔熱層31的厚度為5?1cm ;所述上表層4的厚度為
0.5cm ?Icm0
[0007]優選地,所述墊層I的厚度為1cm ;所述基層2的厚度為1cm ;所述下面層3的厚度為15cm，所述隔熱層31的厚度為5cm ;所述上表層4的厚度為0.8cm。
[0008]優選地，所述墊層I材料採用水泥穩定砂礫。
[0009]優選地，所述基層2材料採用C35混凝土。
[0010]優選地，所述隔熱層31採用基苯乙烯泡沫塑料(即XPS板)，所述傳熱層34採用素混凝土。
[0011]優選地，所述發熱層41採用鋼纖維混凝土，所述透明層42採用PC板。
[0012]優選地，所述太陽能電池板32為道路用電設施供電。
[0013]本實用新型的技術效果是將光伏發電技術應用到傳統人行道路面結構中，巧妙地鋪設太陽能電池板和發熱電纜。既拓寬了太陽能應用領域，為道路上的用電設施供電，又實現了道路的融冰化雪功能，提高了寒冬天氣道路交通運輸的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型整體結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型中下面層結構示意圖；
[0016]圖3是本實用新型傳熱層的結構示意圖；
[0017]圖4是本實用新型的正剖圖；
[0018]圖5是本實用新型板塊裝配式路面裝配示意圖；
[0019]圖6是本實用新型層層澆築式路面側剖圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0021]如圖1、圖2所示，該新型人行道太陽能路面包括基層、墊層、隔熱層、下面層、太陽能電池板、發熱電纜、傳熱層、透明層、發熱層。
[0022]人行道太陽能路面分四層設計。最底層為墊層，設計厚度為10cm，在材料的選用上可以貫徹因地制宜、合理利用路面舊料及工業廢渣的原則，採用級配碎石，也可採用符合路用性能要求的礦渣和路面舊料，並且設計的幹密度要求符合《城市道路工程施工質量驗收規範》(DGJ08-118-2005)的相關規定，同時具有反濾作用，本實施例中採用水泥穩定砂礫。
[0023]其次是基層，設計厚度為10cm，在土基狀況較好，能充分進行碾壓的路段或要求人行道結構透水的路段上可以採用柔性基層；在土基軟弱、地下管線多、難以充分碾壓的地段，以及對鋪面平整度、抗沉陷要求較高的地段上可以採用剛性基層；在需要保持水土涵養、生態環保要求較高的地段上採用透水性水泥穩定碎石基層；在其他路段上採用半剛性基層。設計過程中，在材料的選擇上根據土基狀況、面層要求、施工條件等因素綜合確定。本實施例中採用C35混凝土。
[0024]下面層是本實用新型的核心部分，其底部設計有隔熱層，還包括有太陽能電池板、發熱電纜、傳熱層和電路，太陽能電池板通過電路與道路用電設施連接，發熱電纜上覆蓋有傳熱層。太陽能電池板和發熱電纜均可採用本領域內的現有技術。下面層設計厚度為15cm，隔熱層設計厚度為5cm。在材料選用上，下面層的主體部分的抗折強度應不低於4.0MPa，可以採用C35混凝土。現有技術研究表明，素混凝土導熱係數隨水灰比的增加先增大後減小，隨砂率的增加而減小，所以傳熱層採用素混凝土，將素混凝土覆蓋在發熱電纜上具有優良的導熱性能，如圖3所示。隔熱層採用基苯乙烯泡沫塑料(即XPS板)，XPS板具有優良的保溫隔熱性、高強度抗壓性和優質的憎水、防潮性，可以防止混凝土加熱後溫度對路基以下凍土( 土基)造成擾動破壞(融沉)，確保路面結構穩定。
[0025]上表層是直接承受荷載的面層，由發熱層和透明層構成，厚度為0.8cm,發熱層採用鋼纖維混凝土，具備優良的導熱性和高衝擊強度，能夠將下面層中傳熱層傳遞上來的熱量均勻地散布在路表面。透明層採用透明度高、質輕、抗衝擊、隔熱、難燃、抗老化的PC板，厚度為0.8cm，具有良好的透光率和高衝擊強度，確保太陽能電池板能夠最大強度的吸收太陽光能和路面具有抗衝擊的強度。上表層直接承受人群荷載以及自行車荷載的垂直力、水平力的反覆作用，同時，受到降雨和氣溫變化的不利影響最大，具有較高的結構強度、剛度和穩定性，並且耐磨、不透水，表面具有良好的抗滑性和平整性。
[0026]本實施例中，透明層將太陽光透射到太陽能電池板上，發熱層將傳熱層傳遞來的熱量均勻散布到路表面；下面層主要承受上表層傳遞的人群荷載和自行車荷載的垂直力的作用，並把它擴散到基層和墊層，太陽能電池板將光能轉換成電能，並通過電路將電能供給道路上的用電設施。發熱電纜產生的熱量通過傳熱層傳遞到發熱層，隔熱層將隔絕熱量向下傳遞，有效防止溫度對路基以下凍土(土基)造成擾動破壞(融沉)，確保路面結構穩定。
[0027]本實用新型可以採用了兩種路面鋪設方式，一種為板塊裝配式，一種為層層澆築式。兩種方式均是先鋪設墊層和基層，不同之處在於:板塊裝配式設計方案，是將下面層和上表層設計為一體，內部結構完善，兩端留有接口，板塊鋪設時，進行線路和發熱電纜的連接，並密封；而層層澆築式設計方案，是先將下面層澆築好，然後鋪設太陽能電池板、布設發熱電纜和電路，鋪設完畢後，再鋪設上表層，最後在銜接處進行密封。板塊裝配式路面鋪設方便，大大簡化了野外人工作業量，提升了作業效率，將野外高強度的澆築作業轉換為產業批量生產；層層澆築式路面線路連接、電纜布置更加安全可靠，在彎直道並重的人行道上可以綜合採用板塊裝配式路面和層層澆築式路面。本實用新型路面的構造不限定以上結構，僅用於對本實施例的說明，本領域的技術人員也可採用其它現有技術進行路面鋪設。本實用新型將光伏發電技術應用到傳統人行道內，通過接設電路，將太陽能電池板產生的電能用於發熱電纜、路燈、交通顯示牌、公交車站和設置的充電樁(為電動車充電)用電。本實用新型既能實現路面融冰化雪的功能，減少寒冬天氣交通事故的發生，保證道路暢通，又能緩解城市居民用電壓力，減少火力發電量，一定程度上減緩氣候變暖，。
[0028]以上僅為本實用新型的【具體實施方式】舉例，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種人行道太陽能路面，其特徵在於:由下至上依次設置為墊層(I)、基層(2)、下面層(3)和上表層(4)，所述墊層(I)位於路面最底層，所述上表層(4)位於路面最上層，所述下面層(3)包括隔熱層(31)、傳熱層(34)、太陽能電池板(32)和發熱電纜(33)，所述隔熱層(31)位於所述下面層(3)的下部，與所述基層(2)上部接合；所述上表層(4)包括發熱層(41)和透明層(42)，所述透明層(42)與所述太陽能電池板(32)設置在對應位置上，所述發熱層(41)與所述傳熱層(34)設置在對應位置上。
2.如權利要求1所述的人行道太陽能路顯，其特徵在於:所述墊層(I)的厚度為8?15cm ;所述基層(2)的厚度為8?15cm ;所述下面層(3)的厚度為10?20cm,所述隔熱層(31)的厚度為5?1cm ;所述上表層⑷的厚度為0.5cm?1cm。
3.如權利要求1所述的人行道太陽能路顯，其特徵在於:所述墊層⑴的厚度為1cm；所述基層(2)的厚度為1cm;所述下面層(3)的厚度為15cm，所述隔熱層(31)的厚度為5cm ;所述上表層(4)的厚度為0.8cm。
4.如權利要求1或2所述的人行道太陽能路釐，其特徵在於:所述墊層(I)材料採用水泥穩定砂石樂。
5.如權利要求1或2所述的人行道太陽能路釐，其特徵在於:所述基層(2)材料採用C35混凝土。
6.如權利要求1或2所述的人行道太陽能路釐，其特徵在於:所述隔熱層(31)採用基苯乙烯泡沫塑料，所述傳熱層(34)採用素混凝土。
7.如權利要求1或2所述的人行道太陽能路通，其特徵在於:所述發熱層(41)採用鋼纖維混凝土，所述透明層(42)採用PC板。
8.如權利要求1或2所述的人行道太陽能路通，其特徵在於:所述太陽能電池板(32)為道路用電設施供電。
【文檔編號】E01C15/00GK203960710SQ201420249041
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】胡旭東, 李強, 閆曉龍, 馬淵 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學