CN107604786A - 一种全透路面结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全透路面结构，包括由下至上依次设置的路基结构、配筋混凝土基层和透水面层；所述配筋混凝土基层中设有贯通的透水孔，所述透水孔中填充有透水材料。本发明透水面层为功能层，满足排水、行车舒适性和传递荷载作用的要求；配筋混凝土基层为结构承重层，以保证路面结构在浸水条件下的路面结构整体刚度和透水性。因此，本发明全透路面结构结构稳定、性能优异、不易损坏、使用寿命长，适用于大规模推广应用，而且，设计巧妙，铺筑简单，成本低，易于大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路结构技术领域，尤其涉及一种适用于重载道路的全透路面结构。
背景技术
全透路面结构，雨水可以由道路结构直接透入路基，从而进入地下水系统，在补充地下水的同时，有效解决雨水的去向问题，缓解城市雨季的洪涝灾害等问题。
现有全透路面结构主要用于人行道、公园道路等轻荷载场所，不适用于机动车道，更不适用于运行重车的重载道路。其原因在于现有全透路面结构，水直接透到路基土，会致使路基土结构承载能力急剧减小，导致路面结构承载能力不足，在重车荷载作用下，路面基层层底开裂，导致整个路面结构的破坏。
随着海绵城市建设的不断深入，轻交通全透道路结构已不能满足海绵城市建设的需求。如能将全透型路面结构用于机动车道甚至重载交通道路，其应用前景将会更为广阔。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本发明提供了一种适用于重载交通的全透路面结构，其结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，易于大规模推广应用。
为实现上述目的，本发明提供了一种全透路面结构，其包括由下至上依次设置的路基结构、配筋混凝土基层和透水面层；所述配筋混凝土基层中设有贯通的透水孔，所述透水孔中填充有透水材料。
较佳地，所述配筋混凝土基层为连续配筋混凝土基层。
较佳地，所述配筋混凝土基层中等间距排布有错开配筋的多个所述透水孔。
较佳地，多个所述透水孔的占用面积之和占所述配筋混凝土基层的面积的15％-30％。
较佳地，所述透水材料为碎石和/或透水性水泥混凝土。
较佳地，所述透水材料的孔隙率大于25％。
较佳地，还包括透水路基改善层，设于所述路基结构与所述配筋混凝土基层之间；所述透水路基改善层采用级配碎石铺筑而成。
较佳地，所述路基结构上还设有防裂层，所述透水路基改善层铺筑于所述防裂层上。
较佳地，所述透水面层采用透水性水泥混凝土铺筑而成。
较佳地，所述透水面层还包括铺筑于所述透水性水泥混凝土上的单层或双层透水沥青面层。
在本发明全透路面结构中，透水面层为功能层，满足排水、行车舒适性和传递荷载作用的要求；配筋混凝土基层为结构承重层，以保证路面结构在浸水条件下的路面结构整体刚度和透水性；透水路基改善层为透水层，同时起到过滤作用；防裂层设于路基结构顶面、透水路基改善层底面，防止透水路基改善层底部开裂。因此，本发明全透路面结构结构稳定、性能优异、不易损坏、使用寿命长，适用于大规模推广应用，而且，设计巧妙，铺筑简单，成本低，易于大规模推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明全透路面结构的第一种实施例的断面示意图。
图2为本发明全透路面结构的第一种实施例的配筋混凝土基层的平面示意图。
图3为本发明全透路面结构的第二种实施例的断面示意图。
图4为本发明全透路面结构的第二种实施例的配筋混凝土基层的平面示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。所有的百分率均为重量百分率，除非另有指明。但是，全透路面结构可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文说描述实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对全透型路面结构的公开内容更加透彻全面。
全透路面结构的技术关键在于，在路基土结构承载能力下降之后，如何确保道路整体结构的抗弯拉性能与承载能力。需要开发一种全新的路面结构，提高路面整体结构的抗弯拉性能和承载能力，以满足重载道路全透路面结构的使用耐久性，进一步推进环保道路技术的应用。因此，本发明全透路面结构应运而生。
本发明的一个目的在于提供一种适用于重载交通的全透路面结构，其结构稳定，性能优异，不易损坏，使用寿命长，易于大规模推广应用。
本发明的另一个目的在于提供一种适用于重载交通的全透路面结构，其设计巧妙、铺筑简单、成本低，适用于大规模推广应用。
为达到上述目的，本发明提供了一种适用于重载交通的全透路面结构，其特点是：包括由下至上依次设置的路基结构、配筋混凝土基层和透水面层；其中，配筋混凝土基层中设有贯通的透水孔，透水孔中填充有透水材料。
所谓全透，指的是整个路面结构自面层到基层到路基铺筑，都具有大孔隙透水性，雨水可以经由面层、基层透入路基，经路基进入地基。
在本发明全透路面结构中，透水面层为功能层，满足排水、行车舒适性和传递荷载作用的要求；配筋混凝土基层为结构承重层，以保证路面结构在浸水条件下的路面结构整体刚度和透水性。因此，本发明全透路面结构结构稳定、性能优异、不易损坏、使用寿命长，适用于大规模推广应用，而且，设计巧妙，铺筑简单，成本低，易于大规模推广。
配筋混凝土基层作为结构承重层，可以是任何钢筋混凝土，较佳地，配筋混凝土基层采用连续配筋混凝土基层，其中，连续配筋混凝土基层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。在配筋混凝土基层中等间距排布有多个透水孔，且多个透水孔的设置位置与纵向配筋、横向配筋的设置位置彼此错开。
另外，连续配筋混凝土基层的厚度应不小于15cm，较佳地，连续配筋混凝土基层厚度为20cm～30cm。
连续配筋混凝土基础由结合料和集料以及钢筋构成。其中，结合料可以是任意结合料，更佳地，结合料是标号42.5或者52.5的普硅水泥。集料可以是任何集料，更佳地，集料是玄武岩。
连续配筋混凝土基层布设有等间距透水孔，透水孔可以是任何形状，更佳地，透水孔是圆形或者正方形。
进一步的，连续配筋混凝土基层布设有等间距透水孔，透水孔可以是任何尺寸，更佳地，圆形透水孔直径为10cm～15cm，方形透水孔边长为10cm～15cm。
连续配筋混凝土基层布设有等间距透水孔，透水孔总面积与路面面积的比不小于10％，更佳地，透水孔总面积与路面面积比值介于15％～30％之间。
连续配筋混凝土基层布设有等间距透水孔，透水孔内由透水材料填筑，透水孔填充材料可以是任何透水材料，更佳地，透水填充材料是填隙碎石或者大孔隙透水性水泥混凝土。
上述大孔隙透水性水泥混凝土可以是任何透水水泥混凝土，更佳地，透水水泥混凝土抗压强度等级大于或等于C10，且孔隙率大于或等于25％的透水水泥混凝土。
再看透水面层，透水面层作为功能层，可以具有任何合适的构成，可以采用大孔隙透水水泥混凝土铺筑而成，也可由透水性水泥混凝土和透水沥青面层组成，透水沥青面层铺筑于透水性水泥混凝土上，构成透水沥青路面上面层+透水水泥混凝土下面层的构造。
因此，透水面层可采用大孔隙透水水泥混凝土面层或者透水沥青路面上面层+透水水泥混凝土下面层两种形式。
大孔隙透水水泥混凝土面层或者透水沥青路面上面层+透水水泥混凝土下面层，其直接用于与车轮、环境相接触，为满足行驶安全，必须具有足够的摩擦系数，为满足行车舒适性，则要满足路面平整度要求，为满足透水需求，则要满足大孔隙透水性能要求，更佳地，透水水泥混凝土面层或者透水沥青路面上面层+透水水泥混凝土下面层应采用大孔隙透水水泥混凝土，或者采用OGFC沥青混合料面层，其中，OGFC沥青混合料面层是开级配沥青磨耗层(Open Graded Asphalt Fric-tion Course)的简称，具有较大的空隙率，能够一定程度上降低路面噪声，在雨天能使路面雨水迅速下渗，从而消除路面积水，减少行车水雾，消除夜间车灯的眩光，提高行车安全性。
大孔隙透水水泥混凝土可以有任何合适的结构及材料组成，更佳地，抗压强度等级大于或等于C25，有效孔隙大于或等于14％，大孔隙透水水泥混凝土面层厚度为大于10cm，厚度由以下公式确定：
h≥cd
式中：h——大孔隙透水水泥混凝土面层厚度(cm)；
d——连续配筋混凝土透水孔直径(或边长)(cm)；
c——比例系数，由大孔隙透水水泥混凝土的抗压强度C(MPa)确定，c＝-0.04C+0.2。
大孔隙透水水泥混凝土由第一结合料和第一集料构成，第一结合料可以是任意结合料，更佳地，第一结合料是标号42.5或者52.5的普硅水泥。第一集料可以是任何集料，更佳地，所述第一集料是玄武岩。
透水沥青上面层可以具有任何合适的构成，更佳地，透水沥青面层由单层或双层透水沥青混合料构成。
单层沥青混合料面层可以是任意沥青混合料，较佳地，单层沥青混合料是OGFC-10、OGFC-13或者OGFC-16沥青混合料，厚度为4cm～12cm。
双层沥青混合料面层可以是任意沥青面层组合，较佳地，双层OGFC沥青混合料面层由OGFC-5或OGFC-10或OGFC-13+OGFC-13或OGFC-16或OGFC-20或OGFC-25构成。
OGFC沥青混合料面层由第二结合料与第二集料构成，可以是单层或双层OGFC结构，更佳地，第二结合料为高粘度改性沥青。第二集料可以是任何集料，更佳地，第二集料是玄武岩。
下面结合附图，提供了本发明全透路面结构的两个具体实施例。
实施例1：
参阅图1和图2所示，本发明的第一种实施例中提供了一种适用于重载交通的全透路面结构，自下而上依次包括路基结构1、防裂层2、透水路基改善层3、连续配筋混凝土基层4和透水面层5。其中，防裂层2可采用防裂土工布，布设于路基1之上，防裂土工布作为功能层，主要起到防裂和过滤作用。透水路基改善层3布设于防裂土工布之上，连续配筋混凝土基层4布设于透水路基改善层3之上，透水面层5布设于连续配筋混凝土基层4之上，透水面层5采用透水水泥混凝土面层。连续配筋混凝土基层4内设有等间距排列的透水孔41，透水孔41内填充有大孔隙级配碎石或者大孔隙透水水泥混凝土等透水材料42，如图2所示。
透水面层5的厚度为20cm，由第一结合料和第一集料按照17：83(重量比)的比例混合而成，第一结合料是标号42.5的普通硅酸水泥，第一集料是玄武岩集料。透水面层5为大孔隙透水水泥混凝土，抗压强度≥C30，孔隙率≥18％，透水性能≥200L/m2/min。
连续配筋水泥混凝土基层4厚度为25cm，由钢筋、第三集料和第三结合料组成，配筋率0.26％，钢筋直径14mm，为HRB335型螺纹钢，第三集料为玄武岩集料，第三结合料为标号42.5的普通硅酸水泥，比例为82:18。
连续配筋水泥混凝土基层4内含有等间距排列的透水孔41，透水孔41为圆形，直径为15cm，透水孔圆心间距为59.4cm，透水孔面积占道路面积比例为20％。连续配筋水泥混凝土基层4内含等间距排列的透水孔内采用级配碎石填筑，级配碎石为玄武岩级配碎石。
透水路基改善层3为级配碎石垫层，级配碎石为玄武岩级配碎石，最大公称粒径为13.2mm。防裂层2的防裂土工布为聚酯玻纤布。路基结构1具有良好的承载力和透水特性。
采用适用于重载交通的新型全透路面结构具有如下优势：
(1)增加城市可透水透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛效应”；
(2)充分利用自然降水，增大地表相对湿度，补充城市地下水资源，改善生态环境；
(3)改善雨季道路排水压力，对降雨进行过滤，减少环境危害；
(4)增强路面承载力，减少路面病害，使透水路面适用于重载交通；
(5)具有良好的耐磨性和防滑性等路用性能，且能减少下雨天路面积水，保证道路交通安全；
(6)增加路面空隙，减少路面噪音，保证城市人居环境的安静。
该实施例中的全透路面结构施工顺序为：
a、路基结构1整平、压实、检测合格后铺设防裂层2；
b、在防裂层2上铺设透水路基改善层3，透水路基改善层3采用级配碎石垫层；
c、在透水路基改善层3上装模板，按照要求等间距设置透水孔模板和铺设钢筋网，浇筑混凝土，完成连续配筋混凝土基层4的施工；
d、连续配筋混凝土基层4强度满足要求后拆模，透水孔内铺筑级配碎石填充物；
e、连续配筋混凝土基层4上装模板，浇筑透水面层5，即浇筑大孔隙透水水泥混凝土，施工过程注意防止空隙被堵塞。
实施例2：
参阅图3和图4所示，本发明提供了一种适用于重载交通的全透型路面结构，自下而上依次包括路基结构1、防裂土工布2、透水路基改善层3、连续配筋混凝土基层4和透水水泥混凝土下面层5和透水沥青上面层6，防裂土工布2布设于路基结构1之上，透水路基改善层3布设于防裂土工布2之上，连续配筋混凝土基层4布设于透水路基改善层3之上，透水水泥混凝土下面层5布设于连续配筋混凝土基层4之上，透水沥青上面层6布设于透水水泥混凝土下面层5之上，连续配筋混凝土基层4内设有等间距排列的透水孔41，透水孔41内填充有大孔隙级配碎石或者大孔隙透水水泥混凝土等透水材料42。
透水沥青上面层6的厚度为12cm，由第二结合料和第二集料按照4.5～5.5：94.5～95.5(重量比)的比例混合而成，其中，第二结合料是SBS改性沥青；第二集料是0mm～3mm、3mm～5mm、5mm～10mm、10mm～20mm玄武岩集料。
透水沥青上面层6为双层透水路面结构，上层路面结构为OGFC-13，厚度为4cm，下层结构为OGFC-25，厚度为8cm。
透水沥青上面层6路面材料的孔隙率≥18％，透水性能≥200L/m2/min。
透水水泥混凝土下面层5的厚度为10cm，由第一结合料和第一集料按照17：83(重量比)的比例混合而成，其中，第一结合料是标号42.5的普通硅酸水泥，第一集料是玄武岩集料。
透水水泥混凝土下面层5为大孔隙透水水泥混凝土，抗压强度≥C30，孔隙率≥18％，透水性能≥200L/m2/min。
连续配筋水泥混凝土基层4厚度为25cm，由钢筋、第三集料和第三结合料组成，配筋率0.26％，钢筋直径14mm，为HRB335型螺纹钢，第三集料为玄武岩集料，第三结合料为标号42.5的普通硅酸水泥，比例为82:18(重量比)。连续配筋水泥混凝土基层4内含有等间距排列的透水孔，透水孔为圆形，直径10cm，透水孔圆心间距39.6cm，透水孔面积占道路面积比例为20％。连续配筋水泥混凝土基层4内含等间距排列的透水孔内采用级配碎石填筑，级配碎石为玄武岩级配碎石。
路基改善层3为级配碎石垫层，级配碎石为玄武岩级配碎石，最大公称粒径为13.2mm。防裂土工布2为聚酯玻纤布。路基结构1具有良好的承载力和透水特性。
采用适用于重载交通的新型全透路面结构具有如下优势：
(1)增加城市可透水透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛效应”；
(2)充分利用自然降水，增大地表相对湿度，补充城市地下水资源，改善生态环境；
(3)改善雨季道路排水压力，对降雨进行过滤，减少环境危害；
(4)增强路面承载力，减少路面病害，使透水路面适用于重载交通；
(5)具有良好的耐磨性和防滑性等路用性能，且能减少下雨天路面积水，保证道路交通安全；
(6)增加路面空隙，减少路面噪音，保证城市人居环境的安静。
该实施例中的全透路面结构施工顺序为：
a、路基结构1整平、压实、检测合格后铺设防裂土工布2；
b、在防裂土工布2上铺设级配碎石垫层；
c、在级配碎石垫层上装模板，按照要求等间距设置透水孔模板和铺设钢筋网，浇筑混凝土，完成连续配筋混凝土4的施工；
d、连续配筋混凝土基层4强度满足要求后拆模，透水孔内铺筑级配碎石填充物；
e、连续配筋混凝土基层4上装模板，浇筑大孔隙透水水泥混凝土，施工过程注意防止空隙被堵塞废；
f、连续配筋混凝土基层4上铺筑大孔隙透水沥青面层，大孔隙透水沥青面层位于大孔隙透水水泥混凝土之上。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种全透路面结构，其特征在于：包括由下至上依次设置的路基结构、配筋混凝土基层和透水面层；所述配筋混凝土基层中设有贯通的透水孔，所述透水孔中填充有透水材料。
2.如权利要求1所述的全透路面结构，其特征在于：所述配筋混凝土基层为连续配筋混凝土基层。
3.如权利要求1或2所述的全透路面结构，其特征在于：所述配筋混凝土基层中等间距排布有错开配筋的多个所述透水孔。
4.如权利要求3所述的全透路面结构，其特征在于：多个所述透水孔的占用面积之和占所述配筋混凝土基层的面积的15％-30％。
5.如权利要求3所述的全透路面结构，其特征在于：所述透水材料为碎石和/或透水性水泥混凝土。
6.如权利要求5所述的全透路面结构，其特征在于：所述透水材料的孔隙率大于25％。
7.如权利要求1所述的全透路面结构，其特征在于：还包括透水路基改善层，设于所述路基结构与所述配筋混凝土基层之间；所述透水路基改善层采用级配碎石铺筑而成。
8.如权利要求7所述的全透路面结构，其特征在于：所述路基结构上还设有防裂层，所述透水路基改善层铺筑于所述防裂层上。
9.如权利要求1所述的全透路面结构，其特征在于：所述透水面层采用透水性水泥混凝土铺筑而成。
10.如权利要求9所述的全透路面结构，其特征在于：所述透水面层还包括铺筑于所述透水性水泥混凝土上的单层或双层透水沥青面层。
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