本发明涉及冻土工程，尤其涉及一种广布式气冷冻土块碎石路基及制冷方法。
背景技术：
1、
2、通过保护冻土工程措施的采用，主动冷却冻土基础，是保证冻土工程长期安全运营、稳定的关键途径。由于冻土的强度与温度密切相关，随着冻土温度的不断降低，其强度可以呈现指数级的增长。在低温状态下，冻土基础可以坚如磐石，在高温、或接近0℃附近，也可以软如软土基础。因此，通过保护冻土工程措施在冻土基础中应用，通过不同程度降低冻土温度、通过冷能不断向基础中的汇集，就可以很好起到维护冻土基础长期稳定的目的。因此，对于一种保护冻土的工程措施而言，其降温效能，或对冻土基础地温场的整体调控效能，都是维护路基长期稳定性的成败的关键所在。
3、块石基底路基等措施是保护多年冻土基础的重要工程措施中的一种，其主要通过块石层冷季、暖季不同的导热性能实现对冻土基础的降温作用，并已在青藏铁路等冻土工程中发挥重要作用。但是，随着青藏高原暖湿化的不断加剧，冻土退化融化速率成倍增加，对冻土基础稳定性都构成重要威胁，实际观测结果表明，该种措施的降温效能现已难以满足实际工程需要，特别是在公路条件下效能更差，或不具备降温效能。
技术实现思路
1、本发明提供了一种广布式气冷冻土块碎石路基及制冷方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有采用块石基底路基不能进行块碎石层内侧循环制冷降温存在的降温效果难以满足实际工程需要，且降温效果差的问题。
2、为解决上述问题，本发明技术方案之一是通过以下方式来实现的：一种广布式气冷冻土块碎石路基，包括气冷调控单元、空气动力单元、制冷单元、供电单元、温度感应单元和控制单元；
3、供电单元包括位于路基坡面上方的太阳能光电板；供电单元与控制单元连接；
4、气冷调控单元包括块碎石层、隔板、空气排出通道和空气循环通道，块碎石层外侧设有隔板，块碎石层上设有多个平行且间隔设置并延伸至隔板外侧的空气循环通道，且块碎石层内侧相邻的两个空气循环通道交错分布，每个空气循环通道位于块碎石层内侧的一端侧壁设有多个内外贯通的气孔；隔板上设有多个与外界环境贯通的空气排出通道；
5、空气循环通道位于隔板外侧的一端与空气动力单元连接，空气动力单元与制冷单元连接；块碎石层的内侧和外侧均设有温度感应单元；控制单元分别与温度感应单元、空气动力单元和制冷单元连接。
6、上述空气动力单元包括空气过滤设备和空气循环动力设备，空气过滤设备和空气循环动力设备连接，空气循环动力设备的输出端分别连接有第一输送管道和第二输送管道，第一输送管道和第二输送管道的输出端分别与不同位置的空气循环通道连接，空气循环动力设备与控制单元连接；
7、制冷单元包括空气压缩机和涡流制冷管，相邻的两个空气循环通道端口处固定连通有第三输送管道，第三输送管道上分别安装有连接在一起的空气压缩机和涡流制冷管，空气压缩机与控制单元连接。
8、上述空气动力单元包括空气过滤设备、空气循环动力设备、第一三通阀和第二三通阀，空气过滤设备的输出端通过第一三通阀固定连通有空气循环动力设备和第一输送管道；空气循环动力设备的输出端固定连通有与空气循环通道固定连通的第二输送管道，第二输送管道上固定连通有第三输送管道，第三输送管道通过第二三通阀分别与第一输送管道和对应位置的空气循环通道固定连通；空气过滤设备、空气循环动力设备、第一三通阀和第二三通阀均与控制单元连接；
9、制冷单元包括制冷换热器和制冷机，第二输送管道上安装有制冷换热器，制冷换热器与制冷机连接，制冷机与控制单元连接。
10、上述控制单元包括控制模块和信号传输模块，控制模块与信号传输模块连接。
11、上述空气排出通道位于块碎石层外侧的一端端口倾斜分布，且管口倾斜切面与竖直垂线方向的夹角为0~45°，倾斜面的管口处安装有与管口倾斜方向一致的风门，风门上端活动连接有与管口对应位置固定连接的门轴，风门下端安装有配重块。
12、上述供电单元还包括蓄电池，太阳能光电板和蓄电池连接，蓄电池与控制单元连接。
13、上述还包括隔水土工布和保温材料，气冷调控单元上方设有保温材料，保温材料上方设有隔水土工布。
14、本发明技术方案之二是通过以下方式来实现的：一种广布式气冷冻土块碎石路基的制冷方法，包括外循环制冷和内循环制冷，具体步骤如下：
15、判断块碎石层内侧的温度感应单元检测的温度信号是否大于块碎石层外侧的温度感应单元检测到的环境温度信号；
16、响应于是，则启动空气动力单元，制冷单元仍处于休眠状态，则外部空气流经空气动力单元从空气循环通道进入，经空气循环通道的气孔进入到块碎石层内侧，之后由空气排出通道排出，实现外循环制冷；
17、响应于否，则判断块碎石层内侧的温度感应单元感应的温度是否大于控制单元的设定的温度阈值；
18、响应于是，则同时启动空气动力单元和制冷单元，块碎石层内部空气从一个空气循环通道流出，流经制冷单元，制冷单元对空气流进行冷却后，从另外一个空气循环通道中进入，经空气循环通道上的气孔进入到块碎石层内侧，块碎石层内侧的空气流经另一个空气循环通道的气孔进入空气循环通道内，流经制冷单元，重复上述过程，实现内循环制冷。
19、本发明通过判断气冷调控单元内部温度与外部环境温度的大小，采用外循环制冷模式和内循环制冷模式相互补充，强迫气冷调控单元内进行对流降温，气冷调控单元全年有效工作，通过路基整体层面广布式整体层面制冷方式，达到冻土路基高效降温、长期稳定的目的。
20、此外，本发明采用气冷调控单元与外界整体、层面的对流换热过程，改变了通风管路基内部与通风管之间的缓慢“热传导”的换热机制；同时，本发明通过采用气冷调控单元，以及强烈的强迫对流换热过程，改变了现有块石路基的垂向、微弱的自然对流换热过程，且本发明采用控制单元进行智能控制，根据温度条件进行自动的整体换热过程，改变以往措施采用的是自主、被动工作条件下的换热过程。
1.一种广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，包括气冷调控单元、空气动力单元、制冷单元、供电单元、温度感应单元和控制单元；
2.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，空气动力单元包括空气过滤设备和空气循环动力设备，空气过滤设备和空气循环动力设备连接，空气循环动力设备的输出端分别连接有第一输送管道和第二输送管道，第一输送管道和第二输送管道的输出端分别与不同位置的空气循环通道连接，空气循环动力设备与控制单元连接；
3.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，空气动力单元包括空气过滤设备、空气循环动力设备、第一三通阀和第二三通阀，空气过滤设备的输出端通过第一三通阀固定连通有空气循环动力设备和第一输送管道；空气循环动力设备的输出端固定连通有与空气循环通道固定连通的第二输送管道，第二输送管道上固定连通有第三输送管道，第三输送管道通过第二三通阀分别与第一输送管道和对应位置的空气循环通道固定连通；空气过滤设备、空气循环动力设备、第一三通阀和第二三通阀均与控制单元连接；
4.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，控制单元包括控制模块和信号传输模块，控制模块与信号传输模块连接。
5.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，空气排出通道位于块碎石层外侧的一端端口倾斜分布，且管口倾斜切面与竖直垂线方向的夹角为0~45°，倾斜面的管口处安装有与管口倾斜方向一致的风门，风门上端活动连接有与管口对应位置固定连接的门轴，风门下端安装有配重块。
6.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，供电单元还包括蓄电池，太阳能光电板和蓄电池连接，蓄电池与控制单元连接。
7.根据权利要求1所述的广布式气冷冻土块碎石路基，其特征在于，还包括隔水土工布和保温材料，气冷调控单元上方设有保温材料，保温材料上方设有隔水土工布。
8.一种使用如权利要求1-7任一项所述的一种广布式气冷冻土块碎石路基的制冷方法，其特征在于，包括外循环制冷和内循环制冷，具体步骤如下：
