路基冻胀是寒区铁路、公路运营的主要障碍之一,基于人工供热技术,提出一种更具实时性和有效性的主动供热防冻胀方法。结合寒区地热能利用的资源性和技术性优势,设计与制作一款路基专用直接膨胀式热泵装置,通过不间断运行试验和恒温运行试验(30℃、45℃、60℃、75℃),研究其供热性能和机组运行状态。试验表明:该系统在冬季供热温度最高达90℃以上,吸热温度可达-8℃以下。热泵日均理论制热系数(COP)为3.68～7.37,供热量损失率在30%以上,且随供热温度与运行时间的增大而减小。热泵运行初期在土体中的径向热扩散速率可达14.7 cm/h,热扩散速率和土体升温幅度均随着与热泵距离的增大而减小。研究成果可为寒区路基工程主动供热防冻胀应用提供参考。

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