一种改扩建高速公路边坡防护系统

摘要

本发明公开了一种改扩建高速公路边坡防护系统，包括边坡和土工格层、碎石层、加固层和锚固层、植被层，所述土工格层、碎石层、加固层靠近边坡的一侧均固定连接有软管，所述土工格层上的软管插设至边坡内，所述碎石层上的软管插设至土工格层内，所述加固层上的软管插设至碎石层内，所述软管的两端均设置有网状的金属结构，所述软管为弯曲状且其内部灌装有电流变液，所述软管两端的网状金属结构使用不锈钢制成。优点在于：当车辆行驶在道路上时，由于车辆必然带有大量的铁磁性金属，使得永磁体在螺旋线管中运动产生电流，电流流经软管使得其内部的电流变液转变为刚性极强的状态，从而保证车辆行驶在边坡附近时，边坡部分结构更加稳固。

权利要求

1.一种改扩建高速公路边坡防护系统，包括边坡（1）和土工格层（2）、碎石层（3）、加固层（4）和锚固层（5）、植被层（6），其特征在于，所述土工格层（2）、碎石层（3）、加固层（4）靠近边坡（1）的一侧均固定连接有软管（7），所述土工格层（2）上的软管（7）插设至边坡（1）内，所述碎石层（3）上的软管（7）插设至土工格层（2）内，所述加固层（4）上的软管（7）插设至碎石层（3）内，所述软管（7）的两端均设置有网状的金属结构，所述软管（7）为弯曲状且其内部灌装有电流变液，所述软管（7）两端的网状金属结构使用不锈钢制成，所述软管（7）两端的网状金属结构的面积不小于3平方米、厚度不小于2厘米；

所述土工格层（2）、碎石层（3）、加固层（4）内部的中上方均设置有发电组件，所述锚固层（5）与加固层（4）之间设置有多个锚固组件，所述发电组件包括一个螺旋线管（8），所述螺旋线管（8）为一个硬质管件，所述硬质管件沿公路方向倾斜设置，所述硬质管件内壁嵌设有金属材质的螺旋线圈，所述硬质管件内部滑动连接有一个球形的永磁体（9），所述螺旋线圈与对应的软管（7）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，所述锚固组件包括设置在锚固层（5）上的空腔（10），所述空腔（10）为方形结构，所述空腔（10）相对的两个内壁均开设有一个杆槽（15），所述杆槽（15）内滑动连接有一个滑杆（16），所述空腔（10）内固定连接有一个第一弹簧（13），所述第一弹簧（13）远离与空腔（10）内壁固定端的一侧固定连接有一个支撑架（14），所述支撑架（14）滑动连接在空腔（10）内，所述加固层（4）靠近空腔（10）的一端开设有一个第一凹槽（11）。

3.根据权利要求2所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，所述第一凹槽（11）为等腰梯形结构，所述加固层（4）的固定有两个硬质的限位组块（12），两个所述限位组块（12）位于第一凹槽（11）梯形的两侧，所述空腔（10）处设置有两个定位块（20）和两个第二凹槽（19），两个所述第二凹槽（19）位于两个定位块（20）的两侧，所述支撑架（14）与定位块（20）的内壁相抵，每个所述定位块（20）上均滑动连接有一个楔形锁块（21），两个所述楔形锁块（21）的斜面互相远离，两个所述楔形锁块（21）互相靠近的一端为直角边，两个所述楔形锁块（21）互相靠近的一端共同固定连接有一个第三弹簧（22）。

4.根据权利要求3所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，每个所述滑杆（16）上均固定连接有一个楔形滑块（18），所述楔形滑块（18）靠近杆槽（15）的一端为直角边，所述楔形滑块（18）的直角边固定连接有一个第二弹簧（17），所述第二弹簧（17）远离楔形滑块（18）的一端与空腔（10）的内壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，每个所述定位块（20）远离支撑架（14）的一端均开设有一个第一滑槽（24），所述第一滑槽（24）内滑动连接有一个触发块（23），所述触发块（23）为方形结构，所述触发块（23）与楔形滑块（18）相抵，每个所述定位块（20）远离滑杆（16）的一端均开设有一个第二滑槽（25），所述第二滑槽（25）内滑动连接有一个锁件滑块（26），每个所述锁件滑块（26）均与对应位置的楔形锁块（21）固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，所述限位组块（12）为空心的软质囊状结构，所述限位组块（12）内灌有磁流变液，所述支撑架（14）由三块硬质板材焊接组合而成，所述支撑架（14）由两个边板材与另一个中板材垂直固定，两个边板材距中板材边缘的距离小于楔形滑块（18）的斜度。

7.根据权利要求6所述的一种改扩建高速公路边坡防护系统，其特征在于，所述土工格层（2）包括多个土工格室片和多个卡槽，所述土工格室片两两相对水平对称排布，相邻土工格室片连接处采用卡槽固定连接，组合后土工格室为若干排列均匀的正六边形，所述卡槽为C形卡槽，所述卡槽底部设有倒钩。

说明书

一种改扩建高速公路边坡防护系统

技术领域

[0001] 本发明涉及边坡防护技术领域，尤其涉及一种改扩建高速公路边坡防护系统。

背景技术

[0002] 随着我国高速公路里程的不断增加，人们对交通的需求度日益增加，需要改扩建的高速公路也日益增多。高速公路的边坡由于雨水冲刷等导致边坡岩土强度降低，导致抗
滑力下降，降低边坡防护质量，加大后期维护成本。同时对于需要改扩建的高速公路的建设
和防护需要投入大量资金，结构较为复杂，防护效果差。

[0003] 因此设计一种降低施工成本、、易于后续再次扩建边坡且防护效果好的改扩建高速公路边坡防护系统具有很大的实用价值。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种改扩建高速公路边坡防护系统。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种改扩建高速公路边坡防护系统，包括边坡和土工格层、碎石层、加固层和锚固层、植被层，所述土工格层、碎石层、加固
层靠近边坡的一侧均固定连接有软管，所述土工格层上的软管插设至边坡内，所述碎石层
上的软管插设至土工格层内，所述加固层上的软管插设至碎石层内，所述软管的两端均设
置有网状的金属结构，所述软管为弯曲状且其内部灌装有电流变液，所述软管两端的网状
金属结构使用不锈钢制成，所述软管两端的网状金属结构的面积不小于3平方米、厚度不小
于2厘米；

[0006] 所述土工格层、碎石层、加固层内部的中上方均设置有发电组件，所述锚固层与加固层之间设置有多个锚固组件。

[0007] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述发电组件包括一个螺旋线管，所述螺旋线管为一个硬质管件，所述硬质管件沿公路方向倾斜设置，所述硬质管件内壁嵌设
有金属材质的螺旋线圈，所述硬质管件内部滑动连接有一个球形的永磁体，所述螺旋线圈
与对应的软管电性连接。

[0008] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述锚固组件包括设置在锚固层上的空腔，所述空腔为方形结构，所述空腔相对的两个内壁均开设有一个杆槽，所述杆槽内滑动
连接有一个滑杆，所述空腔内固定连接有一个第一弹簧，所述第一弹簧远离与空腔内壁固
定端的一侧固定连接有一个支撑架，所述支撑架滑动连接在空腔内，所述加固层靠近空腔
的一端开设有一个第一凹槽。

[0009] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述第一凹槽为等腰梯形结构，所述加固层的固定有两个硬质的限位组块，两个所述限位组块位于第一凹槽梯形的两侧，所述
空腔处设置有两个定位块和两个第二凹槽，两个所述第二凹槽位于两个定位块的两侧，所
述支撑架与定位块的内壁相抵，每个所述定位块上均滑动连接有一个楔形锁块，两个所述
楔形锁块的斜面互相远离，两个所述楔形锁块互相靠近的一端为直角边，两个所述楔形锁
块互相靠近的一端共同固定连接有一个第三弹簧。

[0010] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，每个所述滑杆上均固定连接有一个楔形滑块，所述楔形滑块靠近杆槽的一端为直角边，所述楔形滑块的直角边固定连接有一个
第二弹簧，所述第二弹簧远离楔形滑块的一端与空腔的内壁固定连接。

[0011] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，每个所述定位块远离支撑架的一端均开设有一个第一滑槽，所述第一滑槽内滑连接有一个触发块，所述触发块为方形结构，所述
触发块与楔形滑块相抵，每个所述定位块远离滑杆的一端均开设有一个第二滑槽，所述第
二滑槽内滑动连接有一个锁件滑块，每个所述锁件滑块均与对应位置的楔形锁块固定连
接。

[0012] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述限位组块为空心的软质囊状结构，所述限位限位组块内灌有磁流变液，所述支撑架由三块硬质板材焊接组合而成，所述支
撑架由两个边板材与另一个中板材垂直固定，两个边板材距中板材边缘的距离小于楔形滑
块的斜度。

[0013] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述土工格层包括多个土工格室片和多个卡槽，所述土工格室片两两相对水平对称排布，相邻土工格室片连接处采用卡槽固定
连接，组合后土工格室为若干排列均匀的正六边形，所述卡槽为C形卡槽，所述卡槽底部设
有倒钩。

[0014] 在上述的改扩建高速公路边坡防护系统中，所述植被层由碎石底与改性土混合而成，所述改性土包括以下质量份的配料：腐殖土550份、菌根300份、聚丙烯酸钠20份、硅藻土
(粒度200‑1000目)50份、膨润土(粒度200‑1000目)50份、纳米硅酸钙(100‑120纳米)10份、
纳米磷酸钙(50‑100纳米)10份和纳米氧化锌(10‑20纳米)10份。

[0015] 与现有的技术相比，本发明的优点在于：

[0016] 1、本申请中，当车辆行驶在道路上时，由于车辆必然带有大量的铁磁性金属，故而会带动永磁体产生运动，从而使得永磁体在螺旋线管中运动，即使得螺旋线管中的螺旋线
圈切割永磁体的磁感线，从而产生电流，电流流经软管使得其内部的电流变液转变为刚性
极强的状态，从而保证车辆行驶在边坡附近时，边坡部分结构更加稳固；

[0017] 2、本申请中加固层与锚固层通过锚固组件连接，极大的保证二者连接的牢固些，同时也具有较高的可拆卸性能，装配时，挤压锚固层使两块楔形锁块进入第一凹槽中，限位
组块运动至第二凹槽内部并挤压触发块时，触发块向上运动挤压楔形滑块，支撑架在第一
弹簧的作用下向下运动对两个楔形锁块完成限位，而当需要将二者拆分开来时，只需撤去
周围的磁场使得限位组块恢复软质形态即可轻松将二者分开。

附图说明

[0018] 图1为本发明提出的一种改扩建高速公路边坡防护系统的结构示意图；

[0019] 图2为本发明提出的一种改扩建高速公路边坡防护系统中锚固组件的放大示意图；

[0020] 图3为本发明提出的一种改扩建高速公路边坡防护系统的A部分结构放大示意图；

[0021] 图4为本发明提出的一种改扩建高速公路边坡防护系统的B部分结构放大示意图。

[0022] 图中：1边坡、2土工格层、3碎石层、4加固层、5锚固层、6植被层、7软管、8螺旋线管、9永磁体、10空腔、11第一凹槽、12限位组块、13第一弹簧、14支撑架、15杆槽、16滑杆、17第二
弹簧、18楔形滑块、19第二凹槽、20定位块、21楔形锁块、22第三弹簧、23触发块、24第一滑
槽、25第二滑槽、26锁件滑块。

具体实施方式

[0023] 以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

[0024] 实施例

[0025] 参照图1‑4，一种改扩建高速公路边坡防护系统，包括边坡1和土工格层2、碎石层3、加固层4和锚固层5、植被层6，土工格层2、碎石层3、加固层4靠近边坡1的一侧均固定连接
有软管7，土工格层2上的软管7插设至边坡1内，碎石层3上的软管7插设至土工格层2内，加
固层4上的软管7插设至碎石层3内，软管7的两端均设置有网状的金属结构，软管7为弯曲状
且其内部灌装有电流变液，软管7两端的网状金属结构使用不锈钢制成，软管7两端的网状
金属结构的面积不小于3平方米、厚度不小于2厘米；

[0026] 土工格层2、碎石层3、加固层4内部的中上方均设置有发电组件，锚固层5与加固层4之间设置有多个锚固组件。

[0027] 发电组件包括一个螺旋线管8，螺旋线管8为一个硬质管件，硬质管件沿公路方向倾斜设置，硬质管件内壁嵌设有金属材质的螺旋线圈，硬质管件内部滑动连接有一个球形
的永磁体9，螺旋线圈与对应的软管7电性连接；

[0028] 本申请中，当车辆行驶在道路上时，由于车辆必然带有大量的铁磁性金属，故而会带动永磁体9产生运动，从而使得永磁体9在螺旋线管8中运动，即使得螺旋线管8中的螺旋
线圈切割永磁体9的磁感线，从而产生电流，电流流经软管7使得其内部的电流变液转变为
刚性极强的状态，从而保证车辆行驶在边坡附近时，边坡1部分结构更加稳固。

[0029] 锚固组件包括设置在锚固层5上的空腔10，空腔10为方形结构，空腔10相对的两个内壁均开设有一个杆槽15，杆槽15内滑动连接有一个滑杆16，空腔10内固定连接有一个第
一弹簧13，第一弹簧13远离与空腔10内壁固定端的一侧固定连接有一个支撑架14，支撑架
14滑动连接在空腔10内，加固层4靠近空腔10的一端开设有一个第一凹槽11。

[0030] 第一凹槽11为等腰梯形结构，加固层4的固定有两个硬质的限位组块12，两个限位组块12位于第一凹槽11梯形的两侧，空腔10处设置有两个定位块20和两个第二凹槽19，两
个第二凹槽19位于两个定位块20的两侧，支撑架14与定位块20的内壁相抵，每个定位块20
上均滑动连接有一个楔形锁块21，两个楔形锁块21的斜面互相远离，两个楔形锁块21互相
靠近的一端为直角边，两个楔形锁块21互相靠近的一端共同固定连接有一个第三弹簧22。

[0031] 每个滑杆16上均固定连接有一个楔形滑块18，楔形滑块18靠近杆槽15的一端为直角边，楔形滑块18的直角边固定连接有一个第二弹簧17，第二弹簧17远离楔形滑块18的一
端与空腔10的内壁固定连接。

[0032] 每个定位块20远离支撑架14的一端均开设有一个第一滑槽24，第一滑槽24内滑连接有一个触发块23，触发块23为方形结构，触发块23与楔形滑块18相抵，每个定位块20远离
滑杆16的一端均开设有一个第二滑槽25，第二滑槽25内滑动连接有一个锁件滑块26，每个
锁件滑块26均与对应位置的楔形锁块21固定连接。

[0033] 限位组块12为空心的软质囊状结构，限位限位组块12内灌有磁流变液，支撑架14由三块硬质板材焊接组合而成，支撑架14由两个边板材与另一个中板材垂直固定，两个边
板材距中板材边缘的距离小于楔形滑块18的斜度。

[0034] 本申请中加固层4与锚固层5通过锚固组件连接，极大的保证二者连接的牢固些，同时也具有较高的可拆卸性能，装配时，挤压锚固层5使两块楔形锁块21向中间靠拢，继续
挤压锚固层5使两块楔形锁块21进入第一凹槽11中，并在第三弹簧22的作用下向左右两端
舒张至两楔形锁块21的斜边与第一凹槽11的斜边相抵，限位组块运动至第二凹槽19内部并
挤压触发块23时，触发块23向上运动挤压楔形滑块18，楔形滑块18带动滑竿16一起向两端
滑动，当滑杆16与支撑架14脱离接触时，支撑架14在第一弹簧13的作用下向下运动对两个
楔形锁块完成限位，而当需要将二者拆分开来时，只需撤去周围的磁场使得限位组块12恢
复软质形态即可轻松将二者分开。

[0035] 土工格层2包括多个土工格室片和多个卡槽，土工格室片两两相对水平对称排布，相邻土工格室片连接处采用卡槽固定连接，组合后土工格室为若干排列均匀的正六边形，
卡槽为C形卡槽，卡槽底部设有倒钩。

[0036] 植被层6由碎石底与改性土混合而成，改性土包括以下质量份的配料：腐殖土550份、菌根300份、聚丙烯酸钠20份、硅藻土(粒度200‑1000目)50份、膨润土(粒度200‑1000目)
50份、纳米硅酸钙(100‑120纳米)10份、纳米磷酸钙(50‑100纳米)10份和纳米氧化锌(10‑20
纳米)10份。

[0037] 尽管本文较多地使用了边坡1、土工格层2、碎石层3、加固层4、锚固层5、植被层6、软管7、螺旋线管8、永磁体9、空腔10、第一凹槽11、限位组块12、第一弹簧13、支撑架14、杆槽
15、滑杆16、第二弹簧17、楔形滑块18、第二凹槽19、定位块20、楔形锁块21、第三弹簧22、触
发块23、第一滑槽24、第二滑槽25、锁件滑块26等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。
使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加
的限制都是与本发明精神相违背的。