CN108342943B - 一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及公路与城市道路的建设技术领域,尤其涉及一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面。该路面自上而下依次包括面层、找平层、基层、路基层和土基层,面层由高强度密实砖组成;找平层和基层均是由碎石结构层组成;路基层由预制装配式路基组成。本发明适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面在保证水分可以快速渗透、减少积水、保护环境的同时,不仅解决了现有技术中海绵铺装路面易堵塞、易损坏、耐久性能差的问题,而且达到较高的路面使用性能,可以适用于轻、中、重型交通荷载。同时不仅实现资源的可循环利用,还可通过抽气口加压调整固化封装预制块的密实度,提高了路基整体强度和承载能力。

Description

一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面
技术领域
本发明涉及公路与城市道路的建设技术领域,尤其涉及一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面。
背景技术
在城市建设中,许多城市大量使用水泥混凝土、沥青混凝土等密实封闭的地表铺装结构,取代原有的土壤表面。城市的人行道、露天停车场、庭院及广场等公共场所,都用整齐漂亮的石板材或水泥彩砖铺设。封闭地表在改善交通和道路状况、美化环境的同时,也对城市生态和气候环境产生显著的不利影响。[3].首先,路面铺装的密实非透水性将宝贵的自然降水完全与下层土壤及地下水阻断,降水大部分通过城市排水系统管网,排入江河湖海中,加之城市地下水的过量抽取,导致城市地下水位越来越低,形成了地质学上的“漏斗型”地下水位,引发地面下降,沿海地区还会导致海水倒灌。
由于自然降水一般是先通过地面的排水坡度或地表明沟排入下水道,在进入下水道前需经过较长距离的地表径流才能进入城市地下排水系统,此间在强降雨的情况下就会产生较大的地表径流量,增加了城一市排水管网的负担,甚至引起城市雨洪型的内涝发生。地表径流过程中,使最初相对清洁的雨水溶入大量的城市地表污染物,这种径流也产生的二次污染,通过城市排水系统进入周围地表自然水体,加重了自然水体的污染程度。其次,这种表面致密的地面铺装不利于缓解城市的噪音污染,主要是来自路面交通产生的噪音;在雨天由于硬化地面不能及时排水,造成路面积水,使雨天行车产生“漂滑、飞溅、夜间眩光”等现象,给行人出行和车辆行驶带来不便和安全隐患。再者,这种非透水的铺装与周围城市建筑共同作用,会增加城市的“热岛效应”。还有由于它的色彩灰暗,缺乏生气,现代的城市也被称为“灰色的热岛”。
目前技术中的排水路面是通过增大路面结构组成材料的孔隙率来透水的,水流透到封水层进行平流,无法实现水流的原位补偿,一般的透水路面虽然具备透水功能但是由于其孔隙率较大导致其使用强度较低,耐久性差,达不到海绵城市透水铺装的功能要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述不足,提出一种结构简单、施工方便、使用中进行快速结构嵌缝排水、减少雨水和废水的滞留、保护环境的高强耐久的适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是:一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,自上而下依次包括面层、找平层、基层、路基层和土基层,所述的面层由高强度密实砖组成;所述的找平层和基层均是由碎石结构层组成;所述的路基层由预制装配式路基组成。
作为优选,所述的面层厚度为50mm-80mm。
作为优选,所述的找平层自上而下包括找平层1和找平层2。
进一步优选,所述的找平层1由多粒单一粒径4.75mm-16mm范围内的碎石堆积构成,厚度为30mm-50mm;所述的找平层2由多粒单一粒径13.2mm-23.2mm范围内的碎石堆积构成,厚度为80mm-100mm。再进一步优选,为适应荷载传递和自然降水透水率的需求,所述的找平层1中碎石的粒径小于找平层2中的碎石粒径,所述的找平层1中的厚度小于找平层2中的厚度。
作为优选,所述的基层由多粒单一粒径20mm-100mm范围内的碎石堆积构成。其厚度根据土基顶面剪应力-剪切强度比来确定,控制土基顶面剪应力-剪切强度比(SSR)在一定范围内。
作为优选,所述的预制装配式路基由多个固化封装预制块组成,多个所述固化封装预制块组合拼装通过土工格栅或土工布进行层间结合。
进一步优选,所述的固化封装预制块包括封装袋,所述封装袋用于盛装固体废弃物或不良土。
再进一步优选,所述封装袋设置有可调整固化封装预制块密实度的抽气口,所述抽气口外接真空加压固化设备,通过真空加压固化设备可抽取固化封装预制块的内部气体,进而调整固化封装预制块的密实度。
进一步优选,所述固化封装预制块与固化封装预制块之间纵向交错组合拼装。
再进一步优选,多个固化封装预制块组合拼装时,固化封装预制块符合公路工程施工技术规范的要求,固化封装预制块的密实度由下往上逐渐增大。
更进一步优选,所述固化封装预制块呈长方体,其长宽高之比为48:23:10。
进一步优选,所述的固体废弃物包括建筑废渣、工业废渣、钻孔桩弃渣、生活垃圾。
进一步优选,所述的不良土包括盐渍土、膨胀土、黄土、软土和淤泥土。
作为优选,所述的土基为经过处理的符合公路工程技术标准的土基层。
本发明适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面与一般的透水路面截然不同,本发明适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面的透水原理是水流依次通过面层嵌缝透水、找平层和基层的多孔隙渗透透水、路基预制装配式预制块嵌缝透水,水流可以直接透入土基实现了自然降水的原位补偿,在保证水分可以快速渗透、减少积水、保护环境的同时,不仅解决了现有技术中海绵铺装路面易堵塞、易损坏、耐久性能差的问题,而且达到较高的路面使用性能,可以适用于轻、中、重型交通荷载。
且本发明预制装配式路基由固体废弃物及不良土固化封装成块体组成,解决固体废弃物及不良土路基填筑问题,不仅实现资源的可循环利用,还可通过抽气口加压调整固化封装预制块的密实度,利用固化封装预制块组合拼装成预制装配化路基,提高了路基整体强度和承载能力,使道路路基的工后差异沉降得以有效控制,解决了现有技术中路基稳定性不足,容易发生路面开裂的工程质量问题。
附图说明
图1为本发明适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面的结构示意图。
图2为本发明路基层中固化封装预制块与土工格栅或土工布的结合示意图。
图3为本发明路基层中固化封装预制块的主视图。
图4为本发明路基层中多个固化封装预制块装配化路基组合拼装结构俯视图。
图中,1、面层;22、找平层;2、找平层1;3、找平层2;4、基层;5、路基层;51、固化封装预制块;52、土工格栅或土工布;53、封装袋;54、抽气口;6、土基层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施案例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施案例。
如图1所示,本发明适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,自上而下依次包括面层1、找平层22、基层4、路基层5和土基层6,面层1由高强度密实砖组成;找平层22和基层4均是由碎石结构层组成;路基层5由预制装配式路基组成。路面遭遇自然降雨时,水流依次通过面层1嵌缝透水、找平层22和基层4的多孔隙渗透透水、预制装配式路基5的嵌缝透水,最后进入土基层6实现自然降水的原位补偿。
优选地,面层1的厚度为50mm-80mm。
作为一种优选实施例,面层1的厚度为60mm。
优选地,找平层22自上而下包括找平层1和找平层2。
进一步优选,找平层1由多粒单一粒径4.75mm-16mm范围内的碎石堆积构成,厚度为30mm-50mm;所述的找平层2由多粒单一粒径13.2mm-23.2mm范围内的碎石堆积构成,厚度为80mm-100mm。其实质是找平层1、找平层2均是由多粒碎石堆积构成,单一碎石的粒径分别在4.75mm-16mm和13.2mm-23.2mm范围内。
作为一种优选实施例,找平层1由多粒单一粒径8mm-12mm范围内的碎石堆积构成,厚度为40mm;所述的找平层2由多粒单一粒径15mm-20mm范围内的碎石堆积构成,厚度为90mm。
优选地,基层由多粒单一粒径20mm-100mm范围内的碎石堆积构成。其厚度根据土基顶面剪应力-剪切强度比来确定,控制土基顶面剪应力-剪切强度比(SSR)在一定范围内。其实质是基层是由多粒碎石堆积构成,单一碎石的粒径分别在20mm-100mm范围内。
作为一种优选实施例,基层由多粒单一粒径40mm-60mm范围内的碎石堆积构成,其厚度为450mm。
优选地,所述的预制装配式路基由多个固化封装预制块51组成,多个所述固化封装预制块组合拼装通过土工格栅或土工布52进行层间结合。具体的说,在修建路基时,需要多个固化封装预制块51组合拼装,在组合拼装固化封装预制块51时,土工格栅或土工布52设置于固化封装预制块51和固化封装预制块51之间,如图2所示,土工格栅在横向和纵向上都具有很大的拉伸强度,在路基上能提供一个有效的力的承载和扩散的连锁系统。将土工布作为固化封装预制块51之间,可使得路基在干湿状态下都能保持充分的强力和伸长,同时土工布及封装袋能在不同的酸碱度的泥土及水中能够长久的耐腐蚀,同时固化封装预制块51之间嵌缝的透水性好,可避免路基阻断水流,进而减小水流对路基的压力,实现雨水的原位补偿。
优选地,如图3所示,所述固化封装预制块51包括封装袋53,所述封装袋53用于盛装加压固化后的固体废弃物或不良土;所述封装袋53设置有可调整固化封装预制块51的密实度的抽气口54。具体的说,在制作固化封装预制块51时,将固体废弃物或不良土填充到封装袋53中,通过专门的真空加压固化设备加压固化,进而压实封装袋51中的固体废弃物或不良土,然后封闭封装袋,通过抽气口54,对封装袋进行抽气真空封装固化封装预制块,进而调整固化封装预制块的密实度。
优选地,所述固化封装预制块51与固化封装预制块51之间纵向交错组合拼装,如图4所示,为提高路基的整体强度,在修建路基时,固化封装预制块51与固化封装预制块51之间进行纵向交错组合拼装。
优选地,固体废弃物包括建筑废渣、工业废渣、钻孔桩弃渣、生活垃圾;不良土包括盐渍土、软土、黄土、膨胀土和淤泥土。具体的说,将固体废弃物和不良土填充到封装袋53中,用于解决固体废弃物及不良土路基填筑问题,不仅实现资源的可循环利用,而且提高了路基整体强度和承载能力,使得工后差异沉降得以有效控制,解决了现有技术中路基稳定性不足,容易发生路面开裂的工程质量问题。
优选地,所述抽气口54设置于封装袋53的侧身。在本次实施例中,在修建路基时,固化封装预制块51与固化封装预制块51组合拼装成一体,为避免抽气口54对组合拼装固化封装预制块51的干涉,将抽气口54设置于封装袋53的侧身。
优选地,所述抽气口54为单向阀门。为避免外界的空气从抽气口54进入封装袋53中,影响固化封装预制块51的密实度,将抽气口54设置为单向阀门,使得封装袋51只出气不进气。
优选地,所述抽气口54外接真空加压固化设备,通过真空加强固化设备可抽取封装袋53的内部气体,通过真空加压固化设备加压进而调整固化封装预制块51的密实度。具体的说,通过调整真空加压固化设备抽取封装袋54中气体的压力,可调整封装袋53中的固体废弃物或不良土的密实度,进而调整固化封装预制块51的密实度。
优选地,多个固化封装预制块51组合拼装时,即修建路基时,固化封装预制块要符合公路工程施工技术规范的要求,即处于下层的固化封装预制块51的密实度与上层的固化封装预制块51的密实度,符合公路工程施工技术规范中密实度区域的要求。具体的说,在制作固化封装预制块51时,现场可设定固化封装预制块51的密实度,通过真空加压固化设备直接调节设定,一般来说,固化封装预制块根据道路不同填筑高度不同的需要,可以封装成密实度不同的固化封装预制块51。具体的说,路基下层的固化封装预制块51的密实度为93%,路基上层的固化封装预制块51密实度为95%或97%。路基直接与土基6接触,良好的路基结构应当具备稳定的特性,能够适应一定程度的变形,从而保障路面结构的长期使用性能。在路基下层使用密实度相对较低的固化封装预制块51可使得路基能适应一定程度的变形,使得路基结构具有更好的稳定性。
优选地,所述固化封装预制块51呈长方体,其长宽高之比为48:23:10。具体的说,所述的封装块体优化尺寸为240cm×115cm×50cm,所述的固化封装预制块51砌筑路基的使用性能则通过实验室内缩尺砌筑,进行模型的加载试验,对固化封装预制块51砌筑路基的性能进行优化。
优选地,所述的土基为经过处理的符合公路工程技术标准的土基层。
本文中所描述的具体实施案例,仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例,做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,其特征在于,自上而下依次包括面层、找平层、基层、路基层和土基层,所述的面层由高强度密实砖组成;所述的找平层和基层均是由碎石结构层组成;所述的路基层由预制装配式路基组成;
所述的预制装配式路基由多个固化封装预制块组成,多个所述固化封装预制块组合拼装通过土工格栅或土工布进行层间结合;所述的固化封装预制块包括封装袋,所述封装袋用于盛装固体废弃物或不良土;所述的封装袋设置有可调整固化封装预制块密实度的抽气口,所述抽气口外接真空加压固化设备,通过真空加压固化设备抽取固化封装预制块的内部气体;
所述的找平层自上而下包括找平层1和找平层2。
2.根据权利要求1所述的适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,其特征在于,所述的面层厚度为50mm-120mm。
3.根据权利要求1所述的适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,其特征在于,所述的找平层1由多粒单一粒径4.75mm-16mm范围内的碎石堆积构成,厚度为30mm-50mm;所述的找平层2由多粒单一粒径13.2mm-23.2mm范围内的碎石堆积构成,厚度为80mm-100mm。
4.根据权利要求1所述的适用于装配式路基的海绵城市透水铺装路面,其特征在于,所述的基层由多粒单一粒径20mm-100mm范围内的碎石堆积构成。
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