针对寒区路基冻胀病害，提出1种利用地温能的主动供热方法。采用地源热泵技术，设计1款路基专用热调控系统及分布式供热方案。搭建足尺路基试验平台，并制作与安装实体热调控系统，测试其在冬季的供热性能和路基热学调控机制。试验表明：在启停比2h∶1h运行模式下，热调控系统可以输出17～33℃的供热温度，在冬季寒冷天气下的运行性能稳定；集热温度范围为-18～-8℃,能够高效收集地温能。供热段向路基的热扩散过程具有空间滞后性，竖向升温效应可以在4d内扩散至整个基床表层，升温幅度随着与供热段距离或时间的增大而逐渐减小。路基纵向升温效应在第4d时的扩散距离为125cm。供热段的倾斜布置形式有助于平衡路肩和路基中心的冻结差异，防止不均匀冻胀。路基冻结深度变化受到大气环境和热调控系统的双重控制，供热16d后冻结深度由74cm降低至17cm以内。热调控系统制热系数可达5.8以上，但随着运行时间的延长而减小。建议路基采用人工供热和保温措施相结合的复合热防护方案。

针对寒区路基冻胀病害，提出1种利用地温能的主动供热方法。采用地源热泵技术，设计1款路基专用热调控系统及分布式供热方案。搭建足尺路基试验平台，并制作与安装实体热调控系统，测试其在冬季的供热性能和路基热学调控机制。试验表明：在启停比2h∶1h运行模式下，热调控系统可以输出17～33℃的供热温度，在冬季寒冷天气下的运行性能稳定；集热温度范围为-18～-8℃,能够高效收集地温能。供热段向路基的热扩散过程具有空间滞后性，竖向升温效应可以在4d内扩散至整个基床表层，升温幅度随着与供热段距离或时间的增大而逐渐减小。路基纵向升温效应在第4d时的扩散距离为125cm。供热段的倾斜布置形式有助于平衡路肩和路基中心的冻结差异，防止不均匀冻胀。路基冻结深度变化受到大气环境和热调控系统的双重控制，供热16d后冻结深度由74cm降低至17cm以内。热调控系统制热系数可达5.8以上，但随着运行时间的延长而减小。建议路基采用人工供热和保温措施相结合的复合热防护方案。

文章针对寒区路基工程广泛面临的冻害问题，基于地源热泵技术，构建一种主动温控式路基。通过模型试验，对比了热泵在不同运行模式下的换热特性，结果表明：在连续运行模式下，热泵供热温度最高达95.9℃，吸热温度低至-8.5℃，可以有效防治冻胀。热泵定时运行模式的换热效率优于定温模式，定温模式的启停循环次数多、压缩机能耗大；在定时模式下，随着启停比的增大，供热温度逐渐升高，而吸热温度先降低、后升高，启停比为2∶1时，换热效果最优；面向单线铁路路基冻胀抢险时，建议热泵间距取1.5～3.0 m，热泵功率宜取1.0～2.0 kW，根据冻胀程度动态地控制启停比例。

文章针对寒区路基工程广泛面临的冻害问题，基于地源热泵技术，构建一种主动温控式路基。通过模型试验，对比了热泵在不同运行模式下的换热特性，结果表明：在连续运行模式下，热泵供热温度最高达95.9℃，吸热温度低至-8.5℃，可以有效防治冻胀。热泵定时运行模式的换热效率优于定温模式，定温模式的启停循环次数多、压缩机能耗大；在定时模式下，随着启停比的增大，供热温度逐渐升高，而吸热温度先降低、后升高，启停比为2∶1时，换热效果最优；面向单线铁路路基冻胀抢险时，建议热泵间距取1.5～3.0 m，热泵功率宜取1.0～2.0 kW，根据冻胀程度动态地控制启停比例。

为满足季节性冻土区路基冻胀应急抢险需求,设计1款路基专用直接膨胀式地源热泵供热装置,并通过连续运行供热和间歇运行供热试验研究装置的供热性能。结果表明:地源热泵供热装置最高供热温度可达90℃,最低吸热温度可达-15℃;间歇供热条件下,供热段平均供热温度随启停时间比的增大而升高,吸热段平均吸热温度随启停时间比的增大呈先降后升的规律;土体传热效率随着时间延长和与热泵距离的增大而降低,热泵运行第1天的热作用半径为0.87 m;热泵制热系数随启停时间比的减小而增大,最高达3.0以上,启停时间比过高时热泵能效性和地热能收集效果较差,而启停时间比过低时供热防冻效果较差。针对单线铁路路基冻害快速抢险需求,建议装置供热功率定为1.0～2.0 kW,布设间距取1.5～3.0 m,启停时间比先设为2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

为满足季节性冻土区路基冻胀应急抢险需求,设计1款路基专用直接膨胀式地源热泵供热装置,并通过连续运行供热和间歇运行供热试验研究装置的供热性能。结果表明:地源热泵供热装置最高供热温度可达90℃,最低吸热温度可达-15℃;间歇供热条件下,供热段平均供热温度随启停时间比的增大而升高,吸热段平均吸热温度随启停时间比的增大呈先降后升的规律;土体传热效率随着时间延长和与热泵距离的增大而降低,热泵运行第1天的热作用半径为0.87 m;热泵制热系数随启停时间比的减小而增大,最高达3.0以上,启停时间比过高时热泵能效性和地热能收集效果较差,而启停时间比过低时供热防冻效果较差。针对单线铁路路基冻害快速抢险需求,建议装置供热功率定为1.0～2.0 kW,布设间距取1.5～3.0 m,启停时间比先设为2 h∶1 h,然后根据冻胀缓解程度逐步降低启停时间比。

针对季节性冻土区路基冻害问题,提出引入人工供热技术,构建新型主动供热式路基。在对比各类热源技术特征与资源条件的基础上,设计与制作一款路基专用地源热泵型供热装置。装置采用直接膨胀式换热形式,换热器为小直径螺旋盘管,便于机械化钻孔布设与"孤岛"运行,通过模型试验研究其制热性能及能效性影响规律。结果表明,季节性冻土区的地热能利用具有良好的技术性和资源性条件,装置在冬季的供热温度可达50℃以上,吸热温度可达-10℃以下。土体热扩散率与升温幅度随着与热泵距离的增大而减小,日均有效制热系数(COP)先增大、后减小,最大COP可达4.16。热泵制热性能受到供热段土体温度的显著影响,环境温度对其影响不显著,供热性能稳定。面向单线铁路路基快速解冻抢险时,建议热泵布置间距取1.5 m～3.0 m,供热容量宜设计为0.6 kW～1.8 kW,长期运行时应合理控制启停时间比例与供热温度水平。

针对季节性冻土区路基冻害问题,提出引入人工供热技术,构建新型主动供热式路基。在对比各类热源技术特征与资源条件的基础上,设计与制作一款路基专用地源热泵型供热装置。装置采用直接膨胀式换热形式,换热器为小直径螺旋盘管,便于机械化钻孔布设与"孤岛"运行,通过模型试验研究其制热性能及能效性影响规律。结果表明,季节性冻土区的地热能利用具有良好的技术性和资源性条件,装置在冬季的供热温度可达50℃以上,吸热温度可达-10℃以下。土体热扩散率与升温幅度随着与热泵距离的增大而减小,日均有效制热系数(COP)先增大、后减小,最大COP可达4.16。热泵制热性能受到供热段土体温度的显著影响,环境温度对其影响不显著,供热性能稳定。面向单线铁路路基快速解冻抢险时,建议热泵布置间距取1.5 m～3.0 m,供热容量宜设计为0.6 kW～1.8 kW,长期运行时应合理控制启停时间比例与供热温度水平。

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。

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。