本技術涉及凍土工程，尤其涉及一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基。

背景技術：

1、在我國青藏高原、東北等多年凍土區，通過長期的演化、發展和變化，形成了厚達幾米、甚至十幾米、各具形態的厚層地下冰。隨著氣候環境的變化、人類工程活動的影響，會導致凍土和地下冰退化和融化，從而導致各種工程災害的產生，對各種重大工程建筑穩定性產生重要影響。

2、通過保護凍土工程措施的采用，主動冷卻凍土基礎，是保證凍土工程長期安全運營、穩定的關鍵途徑。由于凍土的強度與溫度密切相關，隨著凍土溫度的不斷降低，其強度可以呈現指數級的增長。在低溫狀態下，凍土基礎可以堅如磐石，在高溫、或接近0℃附近，也可以軟如軟土基礎。因此，通過保護凍土工程措施在凍土基礎中應用，通過不同程度降低凍土溫度、通過冷能不斷向基礎中的匯集，就可以很好起到維護凍土基礎長期穩定的目的。因此，對于一種保護凍土的工程措施而言，其降溫效能，或對凍土基礎地溫場的整體調控效能，都是維護路基長期穩定性的成敗的關鍵所在。

3、塊石基底路基等措施是保護多年凍土基礎的重要工程措施中的一種，其主要通過塊石層冷季、暖季不同的導熱性能實現對凍土基礎的降溫作用，并已在青藏鐵路等凍土工程中發揮重要作用。但是，隨著青藏高原暖濕化的不斷加劇，凍土退化融化速率成倍增加，對凍土基礎穩定性都構成重要威脅，實際觀測結果表明，該種措施的降溫效能現已難以滿足實際工程需要，特別是在公路條件下效能更差，或不具備降溫效能。由于青藏鐵路、世界首條青海共和-玉樹高速公路，在凍土區都大量采用了該種塊石基底路基結構，路基不均勻沉降、開裂等工程病害不斷大量出現，對工程穩定性、行車安全都構成嚴重威脅。

技術實現思路

1、本實用新型提供了一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有路基降溫的裝置不能根據路基內的溫度自動控制降溫存在的降溫效果難以滿足實際工程需要，且降溫效果差的問題。

2、為解決上述問題，本實用新型所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，包括第一氣冷調控單元、空氣動力單元、供電單元、溫度感應單元和控制單元；

3、供電單元包括位于路基坡面上方的太陽能光電板；供電單元與控制單元連接；

4、第一氣冷調控單元包括相變換熱蓄冷體、氣冷箱體、空氣排出通道和空氣循環通道，氣冷箱體內間隔均布有多個相變換熱蓄冷體，多個相變換熱蓄冷體之間設有多個平行且間隔設置并延伸至氣冷箱體外側的空氣循環通道，且氣冷箱體內側相鄰的兩個空氣循環通道交錯分布，位于氣冷箱體內的每個空氣循環通道的一端側壁設有多個內外貫通的氣孔，氣冷箱體外側側壁上設有多個與外界環境貫通的空氣排出通道；

5、空氣循環通道位于氣冷箱體外側的一端與空氣動力單元連接；氣冷箱體的內側和外側均設有溫度感應單元；控制單元分別與溫度感應單元和空氣動力單元連接。

6、上述空氣排出通道位于氣冷箱體外側的一端端口傾斜分布，且管口傾斜切面與豎直垂線方向的夾角為0~45°，傾斜面的管口處安裝有與管口傾斜方向一致的風門，風門上端活動連接有與管口對應位置固定連接的門軸，風門下端安裝有配重塊。

7、上述氣冷箱體為由頂板、底板和外側隔板構成的空心結構，氣冷箱體內側間隔設置有支撐立柱。

8、上述空氣動力單元包括依次連接在一起的空氣過濾設備和空氣循環動力設備，空氣循環動力設備分別與控制單元和相鄰的兩個空氣循環通道連接。

9、上述控制單元包括控制模塊和信號傳輸模塊，控制模塊與信號傳輸模塊連接。

10、上述供電單元還包括蓄電池，太陽能光電板和蓄電池連接，蓄電池與控制單元連接。

11、上述還包括隔水土工布和保溫材料，氣冷調控單元上方設有保溫材料，保溫材料上方設有隔水土工布。

12、上述用第二氣冷調控單元代替第一氣冷調控單元，第二氣冷調控單元包括塊碎石層和隔板，塊碎石層外側設有隔板，多個空氣循環通道平行且間隔設置并穿過隔板延伸至塊碎石層內側，且塊碎石層內側相鄰的兩個空氣循環通道交錯分布；空氣排出通道設置在隔板上，且空氣排出通道將外界環境與塊碎石層內側相連通。

13、本實用新型通過采用溫度感應單元進行路基內部及外部環境溫度的測量，控制模塊對測量的溫度進行判斷，并根據判斷結果控制空氣循環動力設備的開啟和關閉，實現外循環強制制冷模式，同時，通過強迫對流、相變換熱蓄冷體進行緩釋吸熱等模式，實現凍土路基的自動高效降溫，降溫效果顯著，能夠滿足實際工程需要。

技術特征：

1.一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，包括第一氣冷調控單元、空氣動力單元、供電單元、溫度感應單元和控制單元；

2.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，空氣排出通道位于氣冷箱體外側的一端端口傾斜分布，且管口傾斜切面與豎直垂線方向的夾角為0~45°，傾斜面的管口處安裝有與管口傾斜方向一致的風門，風門上端活動連接有與管口對應位置固定連接的門軸，風門下端安裝有配重塊。

3.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，氣冷箱體為由頂板、底板和外側隔板構成的空心結構，氣冷箱體內側間隔設置有支撐立柱。

4.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，空氣動力單元包括依次連接在一起的空氣過濾設備和空氣循環動力設備，空氣循環動力設備分別與控制單元和相鄰的兩個空氣循環通道連接。

5.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，控制單元包括控制模塊和信號傳輸模塊，控制模塊與信號傳輸模塊連接。

6.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，供電單元還包括蓄電池，太陽能光電板和蓄電池連接，蓄電池與控制單元連接。

7.根據權利要求1所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，還包括隔水土工布和保溫材料，氣冷調控單元上方設有保溫材料，保溫材料上方設有隔水土工布。

8.根據權利要求1至7任意一項所述的一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，其特征在于，用第二氣冷調控單元代替第一氣冷調控單元，第二氣冷調控單元包括塊碎石層和隔板，塊碎石層外側設有隔板，多個空氣循環通道平行且間隔設置并穿過隔板延伸至塊碎石層內側，且塊碎石層內側相鄰的兩個空氣循環通道交錯分布；空氣排出通道設置在隔板上，且空氣排出通道將外界環境與塊碎石層內側相連通。

技術總結
本技術涉及凍土工程技術領域，是一種智能溫控廣布式氣冷凍土路基，包括第一氣冷調控單元、空氣動力單元、供電單元、溫度感應單元和控制單元；第一氣冷調控單元包括相變換熱蓄冷體、氣冷箱體、空氣排出通道和空氣循環通道，氣冷箱體內間隔均布有多個相變換熱蓄冷體，多個相變換熱蓄冷體之間設有多個延伸至氣冷箱體外側的空氣循環通道；通過采用溫度感應單元進行路基內部及外部環境溫度的測量，控制模塊對測量的溫度進行判斷，并根據判斷結果控制空氣循環動力設備的開啟和關閉，實現外循環強制制冷模式，同時，通過強迫對流、相變換熱蓄冷體進行緩釋吸熱等模式，實現凍土路基的自動高效降溫，降溫效果顯著，能夠滿足實際工程需要。

技術研發人員：俞祁浩,王丹
受保護的技術使用者：蘭州中科寒區工程科技有限公司
技術研發日：20240712
技術公布日：2025/4/24