本實用新型涉及土木工程地基處理領(lǐng)域，尤其涉及一種運營路基病害長期處置裝置。

背景技術(shù)：

近年來公路交通運輸業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是在中西部地區(qū)，出現(xiàn)了大量的黃土公路，顯著提升了區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展水平。然而黃土路基由于顯著的結(jié)構(gòu)性和強烈的水敏性，使得黃土路基修筑難度大、質(zhì)量難以長期保證，出現(xiàn)了諸如路面開裂、車轍、路基沉陷、路基不均勻沉降等一系列病害，造成了巨大經(jīng)濟財產(chǎn)損失。

目前對于路基病害處置的技術(shù)主要有樁基加固、換填、注漿等。其中樁基加固技術(shù)主要適用于處置路基含水率整體偏大、路基病害區(qū)域范圍較大、路面交通量較少的公路；換填技術(shù)主要適用于處置路基局部整體被水浸泡、含水率接近飽和、無法滿足路基承載力要求的公路；注漿技術(shù)主要適用于處置路基局部小范圍出現(xiàn)土體松動、空洞、不密實等病害的公路。上述路基加固技術(shù)加固效果良好，短期內(nèi)都經(jīng)得起檢驗。但是，隨著時間的推移，加固區(qū)的路基又出現(xiàn)了新的問題，如路面二次開裂、路基不均勻沉降等，使得路基的修復(fù)難上加難，同時費用上也會造成巨大的浪費，嚴(yán)重影響行車的舒適性和安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有路基加固技術(shù)加固效果不持久、次生病害頻發(fā)且難以根治等缺點，提供一種綠色環(huán)保、節(jié)約能源的運營路基病害長期處置裝置，其組合結(jié)構(gòu)合理，節(jié)能環(huán)保，操作簡便且效果顯著。

本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種運營路基病害長期處置裝置，包括路基、加熱裝置、濕度計、濕度感應(yīng)控制裝置和太陽能板，所述路基之中設(shè)置有若干個加熱裝置和若干個濕度計，所述加熱裝置與濕度感應(yīng)控制裝置通過加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線電連接，所述濕度計與濕度感應(yīng)控制裝置通過濕度計外連接導(dǎo)線電連接，所述濕度感應(yīng)控制裝置與太陽能板電連接；各個濕度計用于檢測路基中各個檢測位置處的濕度值并將該濕度值傳輸給濕度感應(yīng)控制裝置，濕度感應(yīng)控制裝置內(nèi)部具有濕度閾值模塊，濕度感應(yīng)控制裝置用于根據(jù)濕度計所檢測到的濕度值而觸發(fā)加熱裝置對路基進(jìn)行加熱加固處理，所述太陽能板用于給濕度感應(yīng)控制裝置、濕度計、加熱裝置提供所需電能。

本運營路基病害長期處置裝置還包括埋藏于路基中的地埋箱，所述地埋箱為蓄電裝置，所述地埋箱電連接于濕度感應(yīng)控制裝置和太陽能板之間。

本實用新型優(yōu)選的加熱裝置結(jié)構(gòu)技術(shù)方案是：所述加熱裝置包括加熱絲、導(dǎo)熱管和水蒸氣散熱管，所述加熱絲與濕度感應(yīng)控制裝置電連接，加熱絲設(shè)置于導(dǎo)熱管之中，在導(dǎo)熱管外部設(shè)有完全容納導(dǎo)熱管的水蒸氣散熱管。

作為優(yōu)選，所有濕度計在路基中從上至下依次均勻分成若干層濕度計層，每層濕度計層由橫向方向、縱向方向均勻間隔排列的濕度計構(gòu)成；所述路基頂部設(shè)有加熱系統(tǒng)固定端頭，所有加熱裝置的頂部均固定于加熱系統(tǒng)固定端頭上，所有加熱裝置的底部垂直插入路基中，所有加熱裝置在路基中均勻排列且加熱裝置與濕度計對應(yīng)設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述濕度感應(yīng)控制裝置中設(shè)有報警指示燈，該報警指示燈與濕度感應(yīng)控制裝置的濕度閾值模塊電連接；所述濕度感應(yīng)控制裝置上設(shè)有濕度設(shè)置按鈕，濕度設(shè)置按鈕用于設(shè)定或調(diào)整濕度感應(yīng)控制裝置的濕度閾值模塊中最大濕度閾值與最小濕度閾值。

作為優(yōu)選，所述濕度感應(yīng)控制裝置上設(shè)有濕度值顯示表盤，所述濕度值顯示表盤用于顯示所述濕度計所檢測到的濕度值信息；所述濕度感應(yīng)控制裝置上設(shè)有檢修強停按鈕，所述檢修強停按鈕分別與所有濕度計、所有加熱裝置電連接，檢修強停按鈕用于切斷路基中所有濕度計以及所有加熱裝置的電能供給。

作為優(yōu)選，所述水蒸氣散熱管的外壁開有鏤空結(jié)構(gòu)，且鏤空結(jié)構(gòu)中各個孔徑的大小為2cm；所述濕度感應(yīng)控制裝置上設(shè)有溫度表，所述路基中設(shè)有若干個與濕度感應(yīng)控制裝置電連接的溫度傳感器。

作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱管采用碳化硅材料制成。

一種運營路基病害長期處置裝置的施工方法，其步驟如下：

A、對病害發(fā)生區(qū)域進(jìn)行分析，確定預(yù)處置病害的路基范圍，結(jié)合地勘報告，查明病害處路基的地下水埋藏深度，確定加熱裝置的入土深度(選取在距離地下水位線0.5米至1米范圍內(nèi))。

B、根據(jù)病害區(qū)域大小制定加熱裝置和濕度計布設(shè)方案，優(yōu)選采用“梅花樁”斷面的布設(shè)型式，加熱裝置間距以2米～3米為宜，每個濕度計布設(shè)于四個加熱裝置中部，具體型式參見圖3所示，濕度計沿深度方向布設(shè)逐漸稀疏。

C、根據(jù)孔位布設(shè)方案在病害處置區(qū)域鉆孔，完成后將加熱裝置和濕度計依次埋入孔位。其中加熱裝置在埋設(shè)時外壁與孔位間隙用碎石填充，以保證足夠的孔隙，使水蒸氣散熱管的水蒸氣能順利排除；濕度計在埋設(shè)時用散土填充孔位，不同層位分層填充。最后將每一排的加熱裝置和濕度計通過各自所對應(yīng)的外部連接導(dǎo)線引出地表，即加熱裝置通過加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線引出地表，濕度計通過濕度計外連接導(dǎo)線引出地表；沿路面方向刻槽，將每一排的所有導(dǎo)線(即加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線和濕度計外連接導(dǎo)線)埋入槽內(nèi)并恢復(fù)路面完整，將導(dǎo)線(即加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線和濕度計外連接導(dǎo)線)接頭最終引出路面至路基坡腳處(主要根據(jù)太陽能板架設(shè)位置決定)。

D、將加熱裝置和濕度計通過各自所對應(yīng)的外部連接導(dǎo)線分別連接至濕度感應(yīng)控制裝置，在濕度感應(yīng)控制裝置上設(shè)置濕度上限和下限(濕度上限和下限結(jié)合地勘報告中土體參數(shù)和路基具體承載力要求而定)，目的是當(dāng)路基中土體濕度達(dá)到上限值時加熱裝置自動開啟，使路基土體濕度下降，當(dāng)濕度值達(dá)到下限時加熱裝置自動關(guān)閉。

E、選擇合適場地埋入配有蓄電功能的地埋箱，架設(shè)太陽能板，其中太陽能板朝向盡可能以公路陽面為主，同時應(yīng)結(jié)合周圍是否有遮擋物等情況綜合決定。

F、將濕度感應(yīng)控制裝置、地埋箱和太陽能板依次電連接，設(shè)定濕度上下限，讓太陽能板吸收光能，使地埋箱儲備電能。當(dāng)?shù)芈裣湫铍娧b置指示燈綠燈亮?xí)r表示蓄電已滿，使加熱裝置開始工作，當(dāng)路基土體中的濕度達(dá)到預(yù)設(shè)的濕度下限時，報警指示燈不亮，加熱裝置自動關(guān)閉停止工作。歷經(jīng)一段時間后，若遇降雨或毛細(xì)水現(xiàn)象等使得路基濕度增大，達(dá)到路基濕度上限時報警指示燈亮，加熱裝置自動開啟，工作一定時間后路基土體濕度達(dá)到預(yù)設(shè)下限值，停止工作。如此循環(huán)往復(fù)，可保證路基土體長期處于較干燥的狀態(tài)，此時的土體強度較高、承載力較大，路基病害較少。

本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本實用新型根據(jù)濕度計檢測的實時濕度情況反饋至濕度感應(yīng)控制裝置，通過濕度感應(yīng)控制裝置觸發(fā)加熱裝置對路基進(jìn)行加熱，可以有效降低了路基土體的含水率，使路基較長時間內(nèi)保持一種理想的干燥狀態(tài)；顯著提升了路基土體的強度和承載力，保障了路面行車安全。

附圖說明

圖1為本實用新型運營路基病害長期處置裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1中加熱裝置的局部放大示意圖；

圖3為本實用新型加熱裝置和濕度計的水平斷面布設(shè)圖。

其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為：

1－加熱系統(tǒng)固定端頭，2－溝槽，3－濕度計，4－加熱絲，5－導(dǎo)熱管，6－水蒸氣散熱管，7－濕度感應(yīng)控制裝置，8－濕度值顯示表盤，9－溫度表，10－太陽能板，11－加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線，12－濕度計外連接導(dǎo)線，13－報警指示燈，14－濕度設(shè)置按鈕，15－檢修強停按鈕，16－地埋箱。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明：

實施例

如圖1～圖3所示，一種運營路基病害長期處置裝置，包括路基、加熱裝置、濕度計3、濕度感應(yīng)控制裝置7和太陽能板10，在路基中設(shè)有溝槽2，路基之中設(shè)置有若干個加熱裝置和若干個濕度計3，加熱裝置與濕度感應(yīng)控制裝置7通過加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線11電連接，濕度計3與濕度感應(yīng)控制裝置7通過濕度計外連接導(dǎo)線12電連接，濕度感應(yīng)控制裝置7與太陽能板10電連接；各個濕度計3用于檢測路基中各個檢測位置處的濕度值并將該濕度值傳輸給濕度感應(yīng)控制裝置7，濕度感應(yīng)控制裝置7內(nèi)部具有濕度閾值模塊，濕度感應(yīng)控制裝置7用于根據(jù)濕度計3所檢測到的濕度值而觸發(fā)加熱裝置對路基進(jìn)行加熱加固處理，太陽能板10用于給濕度感應(yīng)控制裝置7、濕度計3、加熱裝置提供所需電能。

本運營路基病害長期處置裝置還包括埋藏于路基中的地埋箱16，地埋箱16為蓄電裝置，地埋箱16電連接于濕度感應(yīng)控制裝置7和太陽能板10之間。

本實用新型優(yōu)選的加熱裝置包括加熱絲4、導(dǎo)熱管5和水蒸氣散熱管6，加熱絲4與濕度感應(yīng)控制裝置7電連接，加熱絲4設(shè)置于導(dǎo)熱管5之中，在導(dǎo)熱管5外部設(shè)有完全容納導(dǎo)熱管5的水蒸氣散熱管6。

如圖3所示，所有濕度計3在路基中從上至下依次均勻分成若干層濕度計層，每層濕度計層由橫向方向、縱向方向均勻間隔排列的濕度計構(gòu)成；如圖1所示，路基頂部設(shè)有加熱系統(tǒng)固定端頭1，所有加熱裝置的頂部均固定于加熱系統(tǒng)固定端頭1上，所有加熱裝置的底部垂直插入路基中，所有加熱裝置在路基中均勻排列且加熱裝置與濕度計3對應(yīng)設(shè)置。

本實用新型優(yōu)選的濕度感應(yīng)控制裝置7中設(shè)有報警指示燈13，該報警指示燈13與濕度感應(yīng)控制裝置7的濕度閾值模塊電連接；當(dāng)濕度計3所檢測到濕度值大于或等于濕度閾值模塊中設(shè)定的最大濕度閾值時，濕度感應(yīng)控制裝置7觸發(fā)報警指示燈13打開，當(dāng)濕度計3所檢測到濕度值小于濕度閾值模塊中設(shè)定的最小濕度閾值時，濕度感應(yīng)控制裝置7觸發(fā)報警指示燈13關(guān)閉。濕度感應(yīng)控制裝置7上設(shè)有濕度設(shè)置按鈕14，濕度設(shè)置按鈕14用于設(shè)定或調(diào)整濕度感應(yīng)控制裝置7的濕度閾值模塊中最大濕度閾值與最小濕度閾值。

本實用新型優(yōu)選的濕度感應(yīng)控制裝置7上設(shè)有濕度值顯示表盤8，濕度值顯示表盤8用于顯示濕度計3所檢測到的濕度值信息；濕度感應(yīng)控制裝置7上設(shè)有檢修強停按鈕15，檢修強停按鈕15分別與所有濕度計3、所有加熱裝置電連接，檢修強停按鈕15就相當(dāng)一個急停斷電開關(guān)，其用于切斷路基中所有濕度計3以及所有加熱裝置的電能供給。

本實用新型優(yōu)選的水蒸氣散熱管6的外壁開有鏤空結(jié)構(gòu)，且鏤空結(jié)構(gòu)中各個孔徑的大小為2cm；濕度感應(yīng)控制裝置7上設(shè)有溫度表9，路基中設(shè)有若干個與濕度感應(yīng)控制裝置7電連接的溫度傳感器。

本實用新型優(yōu)選的導(dǎo)熱管5采用碳化硅材料制成。

一種運營路基病害長期處置裝置的施工方法，其步驟如下：

A、對病害發(fā)生區(qū)域進(jìn)行分析，確定預(yù)處置病害的路基范圍，結(jié)合地勘報告，查明病害處路基的地下水埋藏深度，確定加熱裝置的入土深度(選取在距離地下水位線0.5米至1米范圍內(nèi))。

B、根據(jù)病害區(qū)域大小制定加熱裝置和濕度計3布設(shè)方案，優(yōu)選采用“梅花樁”斷面的布設(shè)型式，加熱裝置間距以2米～3米為宜，每個濕度計3布設(shè)于四個加熱裝置中部，具體型式參見圖3所示，濕度計3沿深度方向布設(shè)逐漸稀疏。

C、根據(jù)孔位布設(shè)方案在病害處置區(qū)域鉆孔，完成后將加熱裝置和濕度計3依次埋入孔位。其中加熱裝置在埋設(shè)時外壁與孔位間隙用碎石填充，以保證足夠的孔隙，使水蒸氣散熱管6的水蒸氣能順利排除；濕度計3在埋設(shè)時用散土填充孔位，不同層位分層填充。最后將每一排的加熱裝置和濕度計3通過各自所對應(yīng)的外部連接導(dǎo)線引出地表，即加熱裝置通過加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線11引出地表，濕度計3通過濕度計外連接導(dǎo)線12引出地表；沿路面方向刻槽，將每一排的所有導(dǎo)線(即加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線11和濕度計外連接導(dǎo)線12)埋入槽內(nèi)并恢復(fù)路面完整，將導(dǎo)線(即加熱系統(tǒng)外連接導(dǎo)線11和濕度計外連接導(dǎo)線12)接頭最終引出路面至路基坡腳處(主要根據(jù)太陽能板10架設(shè)位置決定)。

D、將加熱裝置和濕度計3通過各自所對應(yīng)的外部連接導(dǎo)線分別連接至濕度感應(yīng)控制裝置7，在濕度感應(yīng)控制裝置7上設(shè)置濕度上限和下限(濕度上限和下限結(jié)合地勘報告中土體參數(shù)和路基具體承載力要求而定)，目的是當(dāng)路基中土體濕度達(dá)到上限值時加熱裝置自動開啟，使路基土體濕度下降，當(dāng)濕度值達(dá)到下限時加熱裝置自動關(guān)閉。

E、選擇合適場地埋入配有蓄電功能的地埋箱16，架設(shè)太陽能板10，其中太陽能板10朝向盡可能以公路陽面為主，同時應(yīng)結(jié)合周圍是否有遮擋物等情況綜合決定。

F、將濕度感應(yīng)控制裝置7、地埋箱16和太陽能板10依次電連接，設(shè)定濕度上下限，讓太陽能板吸收光能，使地埋箱16儲備電能。當(dāng)?shù)芈裣?6蓄電裝置指示燈綠燈亮?xí)r表示蓄電已滿，使加熱裝置開始工作，當(dāng)路基土體中的濕度達(dá)到預(yù)設(shè)的濕度下限時，報警指示燈13不亮，加熱裝置自動關(guān)閉停止工作。歷經(jīng)一段時間后，若遇降雨或毛細(xì)水現(xiàn)象等使得路基濕度增大，達(dá)到路基濕度上限時報警指示13燈亮，加熱裝置自動開啟，工作一定時間后路基土體濕度達(dá)到預(yù)設(shè)下限值，停止工作。如此循環(huán)往復(fù)，可保證路基土體長期處于較干燥的狀態(tài)，此時的土體強度較高、承載力較大，路基病害較少。

上述實施方式只是本實用新型的一個優(yōu)選實施例，并不是用來限制本實用新型的實施與權(quán)利范圍的，凡依據(jù)本實用新型申請專利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和近似替換，均應(yīng)落在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。