CN115033965A - 一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,具体包括以下步骤:确定道路参数、车辆参数;测量道路横坡角度;计算道路加宽值及横截面超高值;计算发热电缆所需凹槽间距并确定刻槽深度;计算适应道路加宽所需增加凹槽数;计算适应道路超高值刻刀所需旋转角度。本发明解决了现有道路刻槽装置无法适应道路超高加宽,不能精确控制发热电缆所需凹槽间距,进而提高了发热电缆铺装、工作效果、降低其融冰雪效率的问题,为发热电缆融雪道路的大规模应用奠定了坚实的基础。
Description
技术领域
本发明属于道路施工车设计技术领域,具体地说,涉及一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法。
背景技术
冬天或者低温地区的道路结冰、积雪,严重影响道路交通以及人们正常的户外活动和工作。目前,道路融冰化雪方法主要分为清除法、融雪剂法、道路加热法等几大类。其中道路加热法主要包括导电混凝土加热法、金属丝加热法、碳纤维增强混凝土加热法等。以典型的沥青混凝土道路为例,将发热电缆嵌入安装中面层和上面层之间,可实现道路的主动融冰化雪,另外在一定程度上还改善了道路性能。
在公路弯道中,为了平衡车辆在弯道转弯上行驶时产生的离心力,在设计时将路线做成外弯高内弯低的单向横坡,以消除车辆行驶离心力,称之为平曲线超高设计。道路加宽是为了满足车辆在转弯路段中后轮轨迹偏向内侧的需要,道路内侧相应增加的道路宽度。在发热电缆铺设过程中,需要在铺设处开设安装槽,将发热电缆掩埋于槽中。现有技术中,道路上开槽一般为人工手持开槽器进行操作,其优点是使用灵活、方便,但其存在的缺点明显:无法适应道路超高加宽的需求,不能精确控制发热电缆布设间距,进而影响发热电缆铺装、工作效果,降低其融冰雪效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中无法适应道路超高加宽,而提出的一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,实现刻槽车适应道路超高加宽的需求,在一个行程内刻出多个槽,并保障刻槽间距的精度,提高施工工作效率。
本发明公开了一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,具体包括以下实施步骤:
S1:标定道路参数、车辆参数;
S2:计算道路加宽值及横截面超高横坡度;
S3:计算融冰雪发热电缆所需凹槽间距;
S4:计算适应道路超高值锯片所需旋转角度;
S5:计算适应道路加宽所需增加锯片数。
进一步的,所述S1标定道路参数、车辆参数中,标定方法为:通过对道路及车辆相关文献及标准进行调研,对道路及车辆的关键参数进行确定,包括道路加宽值b,车辆轴距加前悬的距离A,行车圆曲线半径R,车辆转弯时的行驶速度V,超高横坡度ih,路肩宽度bJ,路肩横坡度iJ,行车圆曲线上外缘最大超高值hc,超高过渡段中某一点至起点的距离x,超高过渡段长度Lc,x距离处路基外缘抬高值hcx,x距离处路基内缘降低值h'cx,道路宽度B。
进一步的,所述S2计算道路加宽值及横截面超高横坡度,具体步骤为:
S2.3:计算x距离处路基外缘抬高值hcx,x距离处路基外缘抬高值hcx计算公式为:bJ为路肩宽度,iJ为路肩横坡度,x为超高过渡段中某一点至起点的距离,Lc为超高过渡段长度,B为道路宽度,ih为超高横坡度;
S2.4:计算x距离处路基内缘降低值h'cx,x距离处路基内缘降低值h'cx计算公式为:其中bJ为路肩宽度,iJ为路肩横坡度,x为超高过渡段中某一点至起点的距离,Lc为超高过渡段长度,bx为x距离处道路加宽值,ih为超高横坡度。
进一步的,所述融冰雪柔性发热电缆刻槽车所带锯片设置于刻槽车车轮后部区域,刻槽区域仅包括车辆行驶轮迹带。
本发明的有益效果如下:
本发明针对发热电缆融雪道路施工过程中传统刻槽机在一个行程内只能刻一道槽,效率低下且无法适应道路超高加宽路段等问题,提出了一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,本发明刻槽区域仅包括车辆行驶轮迹带,避免过度刻槽破坏道路结构,同时有效地保证了道路所需融冰雪区域。
本发明能够计算融冰雪柔性发热电缆刻槽车适应道路超高所需旋转角度,保持发热电缆凹槽内深度左右一致,避免发热电缆融冰雪时融雪效果分布不一致,而导致部分道路融雪而部分路段未能融雪的问题,为发热电缆融雪道路的大规模应用奠定了坚实的基础。
本发明能够计算融冰雪柔性发热电缆刻槽车适应道路转弯处加宽,刻槽车锯片所需增加数量,实现道路转弯处的全面积刻槽,进而提高道路转弯处融冰雪效果。
本发明公开的方法简单、方便,获得的结果弥补了现有技术对该领域的空白,能够根据不同路段的超高加宽值进行刻槽车设计。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为本发明的道路加宽示意图;
图3为本发明的道路超高示意图;
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1示出根据本公开一实施例的一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法流程图。
实施例1-4
如图1-3所示,该方法具体包括以下实施步骤:
S1:标定道路参数、车辆参数;
根据《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB 1589-2016),以标准小客车为例,其轴距加前悬的距离A=0.8+3.8,车辆在车辆转弯时的行驶速度V=40km/h。
表1四种行车圆曲线半径R,及车辆转弯时的行驶速度V。
实施例 | 轴距加前悬(m) | 行车圆曲线半径(m) | 行驶速度(km/h) |
1 | 0.8+3.8 | 200-250 | 40 |
2 | 0.8+3.8 | 150-200 | 40 |
3 | 0.8+3.8 | 100-150 | 40 |
4 | 0.8+3.8 | 50-100 | 40 |
行车圆曲线半径为区间值,为保证车辆能够顺利通过转弯处,取区间下值。
根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014),以二级公路为例,超高横坡度ih=6%,路肩宽度bJ=1.5m,路肩横坡度iJ=3%,,行车圆曲线上外缘最大超高值hc=0.675m,超高过渡段长度Lc=81m,道路宽度B=3.75m,分别计算x=20m、x=50m的各参数。
S2:计算道路加宽值及横截面超高横坡度;
S2.3:计算x距离处路基外缘抬高值hcx,x距离处路基外缘抬高值hcx计算公式为:bJ为路肩宽度,iJ为路肩横坡度,x为超高过渡段中某一点至起点的距离,Lc为超高过渡段长度,B为道路宽度,ih为超高横坡度;
S2.4:计算x距离处路基内缘降低值h'cx,x距离处路基内缘降低值h'cx计算公式为:其中bJ为路肩宽度,iJ为路肩横坡度,x为超高过渡段中某一点至起点的距离,Lc为超高过渡段长度,bx为x距离处道路加宽值,ih为超高横坡度。
所用发热电缆线性功率Wl在25-35w/m,每平方米加热功率Hs可参考表2全国典型地区单位面积加热推荐功率(取Ar=1,Ar为路面无雪率,即表面无雪层覆盖的面积与道路总面积的比值)。
表2全国典型地区单位面积加热推荐功率(Ar=1)
以安徽地区为例,单位面积加热推荐功率Hs为350-550W/m2。
S4:计算适应道路超高值锯片所需旋转角度;
实施例1-4中上述参数的计算值如表3所示。
表3发热电缆所需凹槽间距d,锯片所需旋转角度i,x距离处所需增加锯片数n。
实施例1-4中,x距离增加锯片数n应为表3中数据范围内的整数。
实施例1-4中,可以看出在不同的x位置锯片需要旋转相应的角度,并且角度与x的位置距Lc相对位置的距离呈正比,x越靠近Lc旋转角度越大;同时,锯片增加的数量也与x的位置距Lc相对位置的距离呈正比,且增加的锯片数量在所计算范围内均能实现刻槽的间距满足融冰雪需求。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:标定道路参数、车辆参数;
S2:计算道路加宽值及横截面超高横坡度;
S3:计算融冰雪发热电缆所需凹槽间距;
S4:计算适应道路超高值锯片所需旋转角度;
S5:计算适应道路加宽所需增加锯片数。
2.根据权利要求1所述的一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,其特征在于,在所述S1标定道路参数、车辆参数中,标定方法为:通过对道路及车辆相关文献及标准进行调研,对道路及车辆的关键参数进行确定,包括道路加宽值b,车辆轴距加前悬的距离A,行车圆曲线半径R,车辆转弯时的行驶速度V,超高横坡度ih,路肩宽度bJ,路肩横坡度iJ,行车圆曲线上外缘最大超高值hc,超高过渡段中某一点至起点的距离x,超高过渡段长度Lc,x距离处路基外缘抬高值hcx,x距离处路基内缘降低值h'cx,道路宽度B。
3.根据权利要求2所述的一种道路转弯段融冰雪柔性发热电缆刻槽车的设计方法,其特征在于,所述S2计算道路加宽值及横截面超高横坡度,具体步骤为:
S2.3:计算x距离处路基外缘抬高值hcx,x距离处路基外缘抬高值hcx计算公式为:bJ为路肩宽度,iJ为路肩横坡度,x为超高过渡段中某一点至起点的距离,Lc为超高过渡段长度,B为道路宽度,ih为超高横坡度;
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