本发明专利技术涉及一种防治沥青路面病害的排湿装置，包括埋设于沥青路面下方土壤内的排湿管、保温管以及设置在路面两侧的集热机构和烟囱管；所述集热机构包括太阳能集热箱，太阳能集热箱的出气口和排湿管一端连通；所述烟囱管底部通过充气管与排湿管另一端连通，所述排湿管上开设有多个通孔；所述保温管位于排湿管竖直方向的下方土体结构内，且保温管两端竖直向上且分别和充气管及排湿管朝向集热机构的一端连通。本发明专利技术依据“烟囱”效应在排湿管周围形成不均匀水分场，以提高毛细作用力迁移水分的效果，使得水分连同空气进入排湿管从而快速降低垫层和路基内的含水率，以保证垫层和路基具有稳定的承载力和抵抗变形的能力。有稳定的承载力和抵抗变形的能力。有稳定的承载力和抵抗变形的能力。
【技术实现步骤摘要】
一种防治沥青路面病害的排湿装置
[0001]本专利技术涉及道路工程
，尤其涉及一种防治沥青路面病害的排湿装置。
技术介绍
[0002]沥青混凝土路面的沥青面层具有透气性差、水分不易蒸发的特点，且随着长时间使用，沥青混凝土路基强度降低，路基易发生翻浆现象。同时城市道路由尤其是交叉口路面，受路面结构缺陷、交通流量大、路面高温、夏季雨水浸泡、冬季冻融、车辆刹车制动等不利因素作用，受到更大的应力作用，导致城市交叉路口路面极易产生裂缝、车辙、沉陷等病害，其中车辙病害问题尤为突出。而且作为道路交叉口，其承担的交通任务较重，相应维修极其影响交通通行且极易带来交通事故，因此如何防止道路交叉路口的病害为一直是道路工程领域的关注重点问题。
[0003]结构性车辙产生的主要原因是行车荷载作用引起的应力超过路面任何一层的强度，进而产生较大开裂和变形。车辙形成经历初始阶段的压密过程、沥青混合料的流动过程、控制骨料的重新排列及破坏过程：初始阶段的压密过程既有车辆荷载对沥青混合料的压密，也会对垫层、基层产生压实作用。根据实际车辆的荷载作用状况，轮迹带下荷载偏大，根据胡克定律，相对其它部位而言，轮迹带产生较大的变形；沥青混合料的流动过程是沥青路面在行车车载和环境温度等外界作用下产生流动变形的过程。随着外界荷载和温度应力的不断作用和累积，轮迹带下沥青面层产生压缩和变形，并最终导致塑性应变，引发轮迹两侧隆起变形的车辙现象；控制骨料的重新排列及破坏是沥青混合料在高温情况下以半固体形态形式存在，在外部行车荷载作用下沥青及沥青胶浆发生流动变形，沥青混合料中所含有的沥青和沥青胶浆将会流向富集区，造成沥青混合料中的沥青则丧失了其承受荷载的功能，并引起较大裂缝发生。
[0004]所以沥青路面的破坏与荷载、温度、路基变形下沉、沥青面层开裂等直接因素有关，同时又与垫层开裂、雨水下渗、毛细水上升等间接因素有关：因为路基土体内部一般分布较多的粉砂质，其具备密集且非常细的毛细管结构，地下水通过毛细作用上升并会影响整个路基土体的水分含量，因而对路基的初始水分场影响很大。同时雨水下渗和毛细水上升引起垫层和路基含水率增加、力学性能下降，在车辆反复荷载作用下形成液化，便会出现翻浆现象。
[0005]尤其是雨水还会经边坡渗入路基内，由于孔隙水压力的作用，路基内含水量的差异性分布导致了路基水分场分布的不均匀性，在水分场与应力场的耦合作用下，导致路基内部出现应力重分布现象，路基强度急剧下降，削弱了路基的稳定性，产生一系列路基和路面病害。除雨水下渗外，土壤中的水会由毛细作用和温度、蒸发等作用而向上迁移，加之沥青面层为不透气的覆盖层，使得水分蒸发效应受阻碍，造成夏天水分在沥青面层下方积聚，冬天水分在沥青面层下方凝结，发生冻融破坏，加速沥青层破坏。因此，道路沥青层的破坏
也与垫层、路基的自身的稳定性有关。
[0006]但现有技术中的道路交叉口的病害防治办法多以沥青面层为研究核心，通过改性沥青、外掺剂等方法，提高沥青面层的高温稳定性、抗疲劳性能等，如公告号为CN111879637A、CN206503047U的专利文献等。也有通过设计半柔性沥青路面基层结构来提高路基的变形能力的研究方向，如公告号CN106587842A、CN208415027U、CN205134128U、CN111118999A等专利文献；还有在车辙病害部位或者道路路边布置盲沟以排出路基中的水，期望解决路基下陷问题，如公告号CN202787009U、CN107217608A等专利文献。但是这些方法主要以沥青面层的开裂、车辙病害为出发点，以病害现象为研究点，没有从面层、垫层、路基之间影响去研究，以直观思维解决问题为出发点，缺少力学等理论基础以及系统性，进而产生解决了一个病害问题，又出现另外一个病害问题的现象。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供防治沥青路面病害的排湿装置，本专利技术依据“烟囱”效应在排湿管周围形成不均匀水分场，以提高毛细作用力迁移水分的效果，使得水分连同空气进入排湿管从而快速降低垫层和路基内的含水率，以保证垫层和路基具有稳定的承载力和抵抗变形的能力，实现控制路面沉陷、减少沥青面层的开裂。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种防治沥青路面病害的排湿装置，所述排湿装置包括埋设于沥青路面下方土壤内的排湿管、保温管以及设置在路面两侧的集热机构和烟囱管；所述集热机构包括太阳能集热箱，太阳能集热箱的出气口和排湿管一端连通；所述烟囱管底部通过充气管与排湿管另一端连通，所述排湿管上开设有多个通孔；所述保温管位于排湿管竖直方向的下方土体结构内，且保温管两端竖直向上且分别和充气管及排湿管朝向集热机构的一端连通。
[0009]优选的，所述充气管内还设有鼓风机，鼓风机的进风口与充气管内空间连通、鼓风机的出风口与保温管连通。
[0010]优选的，所述太阳能集热箱的出气口连接处还设有电磁阀，电磁阀的输入端以及鼓风机的输入端分别与湿度感应器的输出端信号连接，所述湿度感应器与排湿管处于同一水平高度设置。
[0011]优选的，所述鼓风机和电磁阀通过蓄电池供电，蓄电池采用设置于地面上的太阳能电池板供电。利用太阳能电池板发电提供能源：采用太阳能电池中光电转换效率最高的单晶硅太阳能电池，其光电转换效率为18~24%左右。按电池板中电池片的面积，太阳能电池板一般每平方米160w左右，按每日有效光照时间为6小时计算，折减掉充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为200W左右，对蓄电池充电后为鼓风机、电磁阀和湿度传感器提供电源。
[0012]优选的，所述烟囱管竖直设置且整体呈中空锥筒状结构，烟囱管顶端折弯且呈水平高度高于集热机构的水平高度设置，烟囱管顶部尤其是高出太阳能集热箱的管体外壁涂覆有光照吸热层，光照吸热层吸热后使得烟囱管顶部管内空气温度升高，在热空气上浮排出烟囱管的过程中，加快烟囱的抽吸效率。烟囱管顶端折弯以避免雨水渗入烟囱内。
[0013]优选的，所述太阳能集热箱包括透明外壳以及透明外壳内部设置吸热板，所述吸热板上集成有蛇形排布的吸热管，吸热管一端穿出外壳并与外界连通、另一端连接排湿管，
所述吸热管和吸热板上涂覆有光照吸热层，吸热板底部设有保温材料层。
[0014]优选的，所述透明外壳采用可透过可见光但不可透过远红外线的材料制成。透明外壳能透过可见光而不透过远红外线，因为太阳能集热器主要是依靠吸收可见光来聚集热量，而远红外线则会散失能量，所以不让远红外线进入，使得太阳照射进入透明外壳内部的能量大于散失的能量，从而提高吸热板的温度。
[0015]优选的，所述排湿管通过连接管与所述太阳能集热箱的出气口连通，所述连接管外部包设有保温材料层。保温材料层为高密度橡塑管道保温棉套，有效减少热量的衰减并向四周环境散失。
[0016]优选的，所述排湿管呈在一水平面内蛇形排列设置。排湿管管壁为多孔状分布，其组成纤维为2mm左右的丝条，相互接点熔结成型，呈立体网状体，具有表面开孔率高，集水性好、空隙率大、排水性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防治沥青路面病害的排湿装置，其特征在于，所述排湿装置包括埋设于沥青路面下方土壤内的排湿管、保温管以及设置在路面两侧的集热机构和烟囱管；所述集热机构包括太阳能集热箱，太阳能集热箱的出气口和排湿管一端连通；所述烟囱管底部通过充气管与排湿管另一端连通，所述排湿管上开设有多个通孔；所述保温管位于排湿管竖直方向的下方土体结构内，且保温管两端竖直向上且分别和充气管及排湿管朝向集热机构的一端连通。2.如权利要求1所述的防治沥青路面病害的排湿装置，其特征在于，所述充气管内还设有鼓风机，鼓风机的进风口与充气管内空间连通、鼓风机的出风口与保温管连通。3.如权利要求2所述的防治沥青路面病害的排湿装置，其特征在于，所述太阳能集热箱的出气口连接处还设有电磁阀，电磁阀的输入端以及鼓风机的输入端分别与湿度感应器的输出端信号连接，所述湿度感应器与排湿管处于同一水平高度设置。4.如权利要求2所述的防治沥青路面病害的排湿装置，其特征在于，所述鼓风机和电磁阀通过蓄电池供电，蓄电池采用设...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳建伟，张浩楠，张韶华，窦东方，成森，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：
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