[發明專利]一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置及路基路床濕度可控的路基結構

在審

• 申請號: 202210427075.2
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114753202A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張軍輝;解建偉
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06;E02D3/11;E02D3/00;E02D1/02;H02J7/35
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 李冰

1.一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，包括：

至少兩層導電土工格柵（2），至少兩層導電土工格柵（2）在路基結構內從上到下間隔一定距離水平設置；

相鄰兩層導電土工格柵（2）作為電極的極性相反。

2.根據權利要求1所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，還包括：

濕度傳感器（3），用于測量路基內部含水率；

電極轉換裝置（10），用于控制每一層導電土工格柵（2）的極性；

控制器（9），用于根據濕度傳感器（3）的檢測信號，控制電極轉換裝置（10）的輸出端的極性轉換。

3.根據權利要求2所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，電極轉換裝置（10）包括多個開關，電極轉換裝置（10）中的開關數量是導電土工格柵（2）的數量的兩倍；

電極轉換裝置（10）中，每兩個開關對應控制一個導電土工格柵（2）的極性；

與每個導電土工格柵（2）連接的用于控制每個導電土工格柵（2）的兩個開關中，一個開關與電源（11）的正極連接，另一個開關與電源（11）的負極連接。

4.根據權利要求2所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，每層導電土工格柵（2）通過一個對應的電極轉換裝置（10）連接電源（11）；

每個電極轉換裝置（10）包括兩個開關，其中一個開關連接導電土工格柵（2）和電源（11）的正極，另一個開關連接導電土工格柵（2）和電源（11）的負極。

5.根據權利要求1所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，路基內部每層導電土工格柵（2）所在位置處均埋設濕度傳感器（3）；

電源（11）采用太陽能電池。

6.根據權利要求1所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，電源（11）的額定電壓需要保證相鄰兩層導電土工格柵（2）為土體至少提供0.8V/cm的加載電勢梯度。

7.根據權利要求1~6任一項所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，導電土工格柵（2）由導電填料-聚乙烯復合材料制成，并按照以下步驟制備：

首先，將聚乙烯材料加熱至熔融狀態，然后加入導電填料和分散劑，并攪拌使其完全混合均勻制成土工格柵原料；

其中，各組分質量分數為：導電填料6%-8%、分散劑為0.5%~0.9%，其余為聚乙烯；

然后，將土工格柵原料模壓制成二維網格，即得到導電土工格柵（2）。

8.根據權利要求7所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，導電填料采用石墨粉和短切碳纖維；

分散劑的加入量為導電填料質量的10%，石墨粉和短切碳纖維的質量比為2:1。

9.根據權利要求7所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置，其特征在于，導電填料采用石墨粉和短切碳纖維；

各組分質量分數為：石墨粉4.5%、短切碳纖維2.0%、分散劑0.5%，其余為聚乙烯；

短切碳纖維的長度不超過2mm。

10.一種路基路床濕度可控的路基結構，其特征在于，包含如權利要求1~6任一項、8或9所述的一種基于太陽能電池的路基濕度智能調控裝置。