[发明专利]一种太阳能供电的路基长期含水率电渗调控装置及其使用方法

说明书

本发明涉及道路工程领域，特别是涉及一种路基结构和能够维持路基低含水率的路基结构的排水方法。本发明提供一种路基结构，包括路基本体和太阳能电池，所述路基本体内设有阳极电极和阴极电极，所述阳极电极与太阳能电池的正极相连，所述阴极电极与太阳能电池的负极相连，所述阴极电极为中空管道，所述阴极电极的出口处设有排水沟，所述阴极电极中的水体可以通过阴极电极的出口被引入排水沟。本发明从新兴能源太阳能出发，将太阳能发电技术应用于耗电量高的电渗法，同时考虑到实际路基工程中长期应用的需求，采用一种耐腐蚀的碳纤维布与盲管组成的新型电极，提高电能的长期利用率，克服了远距离输电和电渗后期电极腐蚀造成的能量损耗。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，特别是涉及一种路基结构和能够维持路基低含水率的路基结构的排水方法。

背景技术

路基的强度直接影响路面的使用性能,若路基承载能力不足,会出现永久变形,从而导致路面出现各类病害,如沉陷、车辙、翻浆等。路基承载力可以用路基回弹模量来表征，大量研究表明，路基土含水率变化对路基回弹模量的影响较大。受降雨、地下水、荷载作用的影响，公路路基含水率在运营期内逐渐增大，以致路基的力学性能发生改变，因此控制运营期路基含水率变化是提升路基性能的重要手段。电渗法因其排水效率高，对交通影响小等特点适用于路基长期含水率调控。但现阶段电渗排水法多用于软土地基的快速处治，传统的金属电极不能满足长期应用的要求，且电渗法耗电量高，违背低碳环保的发展趋势。所以对于含水率受环境影响较大的路基，本发明采用一种碳纤维电极，结合清洁能源太阳能，提出一种路基长期含水率电渗调控装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种路基结构和能够维持路基低含水率的路基结构的排水方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种路基结构，包括路基本体和太阳能电池，所述路基本体内设有阳极电极和阴极电极，所述阳极电极的水平高度高于所述阴极电极，所述阳极电极与太阳能电池的正极相连，所述阴极电极与太阳能电池的负极相连，所述阴极电极为中空管道，所述阴极电极的出口处设有排水沟，所述阴极电极中的水体可以通过阴极电极的出口被引入排水沟。

在本发明一些实施方式中，所述路基本体上还设有路面。

在本发明一些实施方式中，所述路面选自沥青路面、水泥混凝土路面中的一种或多种的组合。

在本发明一些实施方式中，所述路基本体的材质选自粉质土、粘质土、有机质土、黄土、膨胀土、红黏土、盐渍质土、冻土中的一种或多种的组合。

在本发明一些实施方式中，所述阴极电极为中空管道，管壁包含有碳纤维材料。

在本发明一些实施方式中，所述阳极电极和/或阴极电极为碳纤维布包裹的透水管，碳纤维布与透水管之间采用导电石墨胶水粘结。

在本发明一些实施方式中，所述透水管为硬质材料。

在本发明一些实施方式中，所述路基本体为路堤式路基结构。

在本发明一些实施方式中，所述太阳能电池位于路堤式路基结构的边坡上，太阳能电池能够使两电极之间形成不小于0.8V/cm的加载电势梯度。

在本发明一些实施方式中，至少部分的所述阳极电极和/或阴极电极延伸出路基本体。

在本发明一些实施方式中，至少部分的延伸出路基本体的电极包裹有保护材料。

在本发明一些实施方式中，所述排水沟位于路堤式路基结构的边坡的底部。

在本发明一些实施方式中，所述阴极电极的出口的位置与排水沟的位置相配合。

在本发明一些实施方式中，所述阳极电极位于路基本体的上部，所述阴极电极位于路基本体的底部。