一种用于寒区道路防路面翻浆的装置的制作方法

本发明涉及寒区道路工程领域，具体涉及一种用于寒区道路的防路面翻浆装置。

背景技术：

翻浆寒区道路受到的主要病害之一。在寒区道路，秋季路基水聚集；冬季气温下降，水分迁移路基发生冻胀；春季气温回升，路基上层冻土融化，水分无法及时排出，路基强度迅速下降，在行车动荷载作用下路基会发生严重的翻浆现象。因此，预防路面翻浆主要有以下两点，一是在春夏季雨水较多时，及时排出路基上层或路基表面的水，防止水分淤积下沉至路基下层；二是在秋冬季路基土壤冻化过程中及时排出路基下层水分，防止路基下层水分冻化过程延伸至路基土壤上层。

目前针对路面翻浆的预防措施主要有：提高路基填土高度、换土、降低水位，设置隔水层等。但是以上做法不仅对土质有要求，而且还需要准确分析水损类型是地表水还是地下水、临时性浸水还是长期补给，这样不仅增加了施工难度，而且后期预防效果不明显，无法达到预期的长期预防效果。因此设计一种能及时排出路基土壤中水分的防路面翻浆装置对减少寒区道路翻浆病害具有极其重要的意义。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种用于寒区道路的防路面翻浆装置，用于排出路基土壤中的水分，防止道路路面出现翻浆现象，该防路面翻浆装置：包括电源装置、多个排水组件，每一排水组件包括一排水管、一加热网和一土工布，所述排水管两端开口，且所述排水管上设有多条排水缝，所述排水管外包裹有一层加热网，所述加热网外包裹一层土工布，所述排水管上设有固定件，所述固定件将所述加热网和土工布固定于所述排水管上，每一所述排水组件上设有多根电极，所述电极均沿排水组件轴向固定于所述排水组件上，所述电源装置与所述电极和所述加热网连接，所述电源装置用于对所述电极和加热网供电，所述加热网用于加热融化路基土壤中冰冻的水分，所述电极用于使路基土壤中水分向电极迁移聚集，从而经排水缝流入排水管中，进而从排水管两端排出。

进一步地，该防路面翻浆装置还包括一变极开关，所述变极开关与所述电源装置和电极连接，所有排水组件分两层埋于路基土壤中，其中位于路基土壤上层的为上排水组件，位于路基土壤下层的为下排水组件，所述上排水组件的电极连接的于电源装置的正负极的一极上，所述下排水组件的电极连接的于电源装置的正负极的另一极上，所述变极开关用于变换上、下排水组件上电极的极性。

进一步地，该防路面翻浆装置还包括一控制器和土壤水分传感器，所述控制器与所述电源装置连接，所述土壤水分传感器与所述控制器连接，所述土壤水分传感器用于监测路基土壤中水分，并将监测到的水分信息传递至控制器，所述控制器根据收到的水分信息控制电源装置与电极和加热网的连接和断开。

进一步地，该防路面翻浆装置还包括发电装置，所述发电装置用于对所述电源装置充电。

进一步地，所诉发电装置为太阳能发电装置或风能发电装置。

进一步地，所述固定件为固定螺栓，所述固定螺栓同时穿过所述排水管、加热网和土工布，从而将所述加热网和土工布固定于所述排水管上。

进一步地，所述排水组件上设有尼龙绑带，所述尼龙绑带用于将所述电极绑定于所述排水组件上。

进一步地，所述电极材质为ekg材料。

进一步地，所述排水管为圆筒形管体，所述排水缝位于所述排水管的上半部分上，且所述排水缝沿排水管轴向设置。

本发明一种用于寒区道路的防路面翻浆装置的有益效果为：利用电极使水分迁移汇聚，可使路基土壤中水分沿排水管排出，防止水分在路基层中滞留；排水管外包裹加热网片，可以避免在极寒冷条件下水分在迁移以及排出过程冻结堵塞；电极材料采用ekg材料，通电时电极不发生腐蚀，不与地下水发生电化学反应，绿色环保，避免土壤污染，提高材料的利用率，保证长期的排水效果；电极的阴阳极性可以根据季节的变化而调换，保证春夏季排出地基土壤上层水分，秋冬季节时排出地基土壤下层水分。

附图说明

图1为本发明一种用于寒区道路的方路面翻浆装置的排水组件和电极的结构意图。

图2为图1中排水组件和电极的侧视图。

图3为本发明一种用于寒区道路的方路面翻浆装置的具体实施示意图。

图4为图3的侧视图。

图中：1-排水组件，11-排水管，12-加热网，13-土工布，14-固定螺栓，15-排水缝，16-上排水组件，17-下排水组件，2-电极，3-电源装置，4-控制器，5-变极开关，6-调压装置，土壤水分传感器，7-发电装置，8-路基，81-排水沟。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本发明为一种用于寒区道路的防路面翻浆装置，包括多个排水组件1，每一排水组件1包括一排水管11、一加热网12和一土工布13，所述排水管11为两端开口的圆筒形管体，且所述排水管11上半圆周部分设有多根贯穿所述排水管11管壁的排水缝15，所有排水缝15均沿所述排水管11轴向设置，所述加热网12包裹于所述排水管11上，所述土工布13包裹于所述加热网12上，所述排水管上设有多个固定件，优选地，所述固定件为固定螺栓14，所述固定螺栓穿过所述排水管11、加热网12和土工布13，从而将加热网12和土工布13固定于所述排水管11上，所述土工布13为透水型土工布，排水组件1外的水可透过所述土工布13和加热网12，从所述排水缝15中流入排水管11内，并从排水管11两端的开口流出。

每一所述排水组件1上设有多根电极2，所述电极2均沿所述排水管11轴向设置，每一排水组件1上所述电极2均通过尼龙扎带绑扎于所述排水组件1上，所述电极为ekg材料，该电极2与电源装置3的正极连接时为阳极电极，该电极2与电源装置3负极连接时为阴极电极，该电极在埋于地基土壤中并通电时，不与土壤中水发生反应，并使土壤中的水分在电渗作用下向阴极电极迁移。

请参考图3和图4，本发明的防路面翻浆装置还包括：电源装置3、变极开关5和调压装置6；所有排水组件1均横向埋于路基8内，路基8两侧均设有排水沟81，所述排水组件1的排水管两端均延伸至排水沟81中，所述排水组件1分两层设置，位于上层的排水组件为上排水组件16，位于下层的排水组件为下排水组件17；所述土工布用于阻隔路基中土壤颗粒进入排水缝15中，防止路基土壤堵塞所述排水缝15；所述调压装置6、变极开关5以及所有排水组件1的电极2和加热网12均与所述电源装置3连接，且所有上排水组件16的电极2与电源装置3正负极其中一极相连，所有下排水组件17的电极2与电源装置3正负极另一极相连，所述电源装置3用于对所述加热网12和所述电极2供电，所述调压装置6用于调节电源装置3的输出电压使其控制在安全范围内，所述变极开关5用于使上、下排水组件的电极2与电源装置3的正负极连接的顺序互换，从而使上、下排水组件上电极2的极性互换，优选地，所述电源装置3为可充电式蓄电池。

进一步地，本发明的防路面翻浆装置还包括：控制器4和土壤水分传感器41，所述控制器4与所述电源装置3相连，所述土壤水分传感器41与所述控制器4相连，所述土壤水分传感器41设置于路基8中，并位于所述排水组件1附近，所述土壤水分传感器41用于检测排水组件1附近的水分并将检测到的水分信息传输至控制器4，控制器4对水分信号进行处理，当水分值增加到设定值时，则控制电源装置3对加热网片12和电极2供电，使水分迁移至汇聚阴极电极处并排出，当水分值减低到设定值时，则控制器4控制电源装置3停止加热网12和电极2的供电。

进一步地，本发明的防路面翻浆装置还包括：发电装置7，所述发电装置7可根据使用地的地理条件选用太阳能发电装置或者风力发电装置，本实施例中，所述发电装置为太阳能发电装置，所述发电装置用于对所述电源装置充电。

本发明一种用于寒区道路的防路面翻浆装置的工作原理及过程为：

春夏季节时，因为解冻和雨水等原因，地基土壤中水多聚集于地基上层，需要将地基土壤上层的水分排出，此时下排水组件17上的电极2连接电源装置3负极，上层排水组件16的电极2连接电源装置3正极，上排水组件16的电极2为阳极电极，下层排水组件17的电极2为阴极电极；电源装置3与电极2连通，路基上层土壤中水分在电场力的作用下，向下排水组件17迁移聚集，聚集的水分从下排水组件17的排水缝15流入至排水管11中，并沿排水管11流至路基8两侧的排水沟81中，直至路基土壤中水分低于设定值；该防路面翻浆装置能在春夏季节时，将路基土壤中上层的水分从下排水组件17的排水管2中排出，从而防止路基土壤上层的水分在路基中滞留，导致路基在行车动荷载作用下导致翻浆现象。

秋冬季节时，路基土壤下层水分往上迁移；通过变极开关5变换上、下排水组件电极的极性，即下排水组件17的电极连接电源装置3正极，上排水组件16的电极连接电源装置3负极，此时，上排水组件16的电极为阴极电极，下层排水组件17的电极为阳极电极；电源装置对加热网12和电极2连通，加热网12使土壤中冰冻的水分融化，融化的水分向上排水组件16移动，并从上排水组件16的排水管12排出，从而防止路基土壤下层的水分在冻结过程中上迁对上层冻土的补给。

本发明一种用于寒区道路的防路面翻浆装置的有益效果为：

1)利用电极使水分迁移汇聚，可使路基土壤中水分沿排水管排出，防止水分在路基层中滞留。

2)排水管外包裹加热网片，可以避免在极寒冷条件下水分在迁移以及排出过程冻结堵塞。

3)电极材料采用ekg材料，通电时电极不发生腐蚀，不与地下水发生电化学反应，绿色环保，避免土壤污染，提高材料的利用率，保证长期的排水效果。

4)电极的阴阳极性可以根据季节的变化而调换，保证春夏季排出地基土壤上层水分，秋冬季节时排出地基土壤下层水分。

5)利用太阳能发电装置或者风力发电装置，清洁无污染，实现能源的再生利用。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。