CN109371775B - 道路行车道透水路面结构及其铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种道路行车道透水路面结构及其铺设方法，包括设于土基上的封水层、基层和面层，所述封水层和土基之间设有强化层；所述封水层包括岩石纤维相互交织堆积形成的多孔结构和填充于所述多孔结构空隙中的第二防水层；所述基层包括由下至上依次设置的下基层、中基层和上基层，所述下基层和上基层包括相互堆积的第一碎石，所述中基层包括土工格室和填充于土工格室间隙中的第二碎石；所述面层包括由下至上依次设置的下面层和上面层，所述下面层包括相互堆积的第一砂砾和填充于所述第一砂砾间隙中的第三防水层，所述上面层包括相互堆积的第二砂砾和填充于所述第二砂砾间隙中的第四防水层，所述第一砂砾的平均粒径大于第二砂砾的平均粒径。
Description
技术领域
本发明涉及道路路面结构技术领域，具体而言，涉及道路行车道透水路面结构及其铺设方法。
背景技术
随着我国现代工业的不断发展及社会经济的不断进步，我国城市化脚步越来越快，很多城镇、乡村也逐步纳入到了城市当中。从目前状况来看，我国城市化建设仍保持在一个较快的建设步伐，并且城市化的建设水平和质量也一直在提高。我国的城市化建设，一方面很大程度提高了人民生活水平、增强了国民经济；另一方面，随着城市化的不断推进，带来的人口增多、环境污染加大、地下水资源匮乏、城市热岛效应、噪音及光污染等问题越来越严重。这些问题已很大程度上影响了城市居民的生活质量，并已经危及到了城市居民的身心健康。因此，城市的生态环境改善问题已经上升到了关乎国计民生的核心问题，成为各级政府首要面对及解决的问题。
目前，导致城市生态问题最重要的原因就是城市规划不完善，主要体现在之前的城市建设过程中绝大部分施工项目(道路、房屋等)都使用大量密实型的水泥混凝土及沥青混凝土等不透水材料，直接阻断了自然土壤与大气环境之间的联系，导致城市生态环境脱离了自然环境，甚至失去了其自主更新能力；而且这种隔绝状态随着城市化的不断发展，越来越严重，致使城市环境也会不断恶化。海绵城市建设，是解决传统城市建设中遇到的城市病害问题的有效途径。
规划人口在200万以上的大城市，城市道路用地面积占城市建设用地面积的比例高达20％。因此，市政道路路面透水化，是海绵城市建设的重要组成部分。透水路面具有防滑、渗水、耐磨、吸音降噪、环保美观等优异特性，且半透式及全透式透水路面还具有“会呼吸”功能(雨天渗水、吸水；晴天蒸发水分，加湿空气)，能够有效缓解城市热岛效应。滨海地区，全年降雨多，且短时间强降雨天气时常出现，致使城市内涝问题多有发生。因此，滨海地区海绵城市透水路面建设迫在眉睫。
滨海地区大多属于软土覆盖范围。软土地基由于其遇水软化的特性，目前在软土地区铺设的具有良好“海绵”特性(雨天渗水、吸水；晴天蒸发水分，加湿空气)的半透式及全透式透水路面，大多仅用于非机动车道及人行道。对于占市政道路面积绝大比例的行车道，还仅停留在排水路面阶段(仅路面面层透水)，排水路面不具备“海绵”特性，即仅能发挥排水作用，不具备临时储水功能。因此，如何在滨海软土地区铺设半透式或全透式行车道透水路面，是目前滨海地区海绵城市建设中遇到的关键技术屏障之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有半透式或全透式行车道透水路面且工艺简单的道路行车道透水路面结构及其铺设方法。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种道路行车道透水路面结构。该道路行车道透水路面结构包括设于土基上的封水层、基层和面层，所述封水层和土基之间设有强化层，所述强化层包括混凝土层和位于所述混凝土层上部的第一防水层；所述封水层包括岩石纤维相互交织堆积形成的多孔结构和填充于所述多孔结构空隙中的第二防水层；所述基层包括由下至上依次设置的下基层、中基层和上基层，所述下基层和上基层包括相互堆积的粒度为9.5-31.5mm的第一碎石，所述中基层包括土工格室和填充于土工格室间隙中的粒度为2.5-50mm的第二碎石；所述面层包括由下至上依次设置的下面层和上面层，所述下面层包括相互堆积的第一砂砾和填充于所述第一砂砾间隙中的第三防水层，所述上面层包括相互堆积的第二砂砾和填充于所述第二砂砾间隙中的第四防水层，所述第一砂砾的平均粒径大于第二砂砾的平均粒径。
首先，面层具有双层结构，上面层可以阻止环境中较大颗粒的污染物进入透水路面，下面层可增大面层透水率，且提高面层底部的抗开裂性能，同时可以与上基层之间实现均匀过渡。其次，基床具有三层结构，中基层具有高强、高空隙率的特性，在给透水面层提供可靠稳定的支撑的同时，增大了所述透水路面结构储水能力，使晴天有足够的水量供蒸发加湿空气，环节城市热岛效应，而上基层和下基层实现了中基层与透水面层及强化层之间的均匀过渡，使整个路面结构更为稳定；再者，所述封水层采用岩石纤维，具有良好的封水性和变形韧性，能够抵御中基层传递来的应力作用，且保证封水层以下路基结构处于干燥的服役环境；同时，强化层由泡沫轻质混凝土现场支模浇筑而成，一来具有高强特性，能够为上部基层提供足够的支撑稳定性，保证基层在服役过程中的变形累积在透水面层的变形控制需求范围内，防止透水路面出现结构性破坏，二来具有轻质特性，可大幅减轻软土地基承受的上部静荷载，保证软土地基在服役过程中处于变形稳定阶段，第三具有自立性，可大幅扩散上部应力，保证软土地基沉降变形处于可控范围。最后，各结构层协同作用，保证整个透水路面结构具有
进一步地，所述强化层的厚度为40-60cm；所述第一防水层的厚度为2-4mm。由此保证其高强、轻质及自立性等优良特性。
进一步地，所述封水层的厚度为1-2cm；所述多孔结构的孔隙度为20-50％。由此，确保其封水性和变形韧性。
进一步地，所述下基层和上基层的厚度为10-15cm；所述中基层的厚度为15-25cm。由此，确保高强度、高孔隙率和结构稳定性。
进一步地，所述下面层的厚度为6-8cm；所述上面层的厚度为4-6cm；所述第一砂砾的最大公称粒径为25-28mm；所述第二砂砾的最大公称粒径为11-14mm。由此，保证面层的透水率、高强度和对污染物的拦截作用。
进一步地，还包括排水结构，所述排水结构包括排水管。由此，保证下渗多余雨水能够沿着纵向排水管进入市政排水系统。
进一步地，所述排水管设于所述基层的纵向两侧；由此，供基层多余水分渗入到排水管；所述排水管设有过滤装置。由此，防止微细土颗粒进入排水管，进而阻塞排水管，影响排水功能。
进一步地，所述排水管设于所述中基层的纵向两侧且两侧各设置一根排水管，所述排水管的直径为50-150mm；设置在下基层的话，会因水分全部流走而失去了临时储存部分水分的功能，设置在上基层的话会因水量储存过大而影响基层稳定性。所述过滤装置包括贯穿所述排水管的通孔和设于所述排水管外表面的过滤膜，由此，结构简单且过滤效果好。
进一步地，所述第一防水层和第二防水层由乳化沥青、聚氨酯、聚脲、丙烯酸酯中的任意几种固化而成；所述第三防水层和第四防水层由高粘改性沥青。由此防水效果适宜且便宜易获取。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种道路行车道透水路面结构的铺设方法。该道路行车道透水路面结构的铺设方法包括以下步骤：
1)首先采用湿密度为450-550kg/m3的轻质混凝土进行浇筑，然后采用湿密度为650-750kg/m3的轻质混凝土浇筑，最后撒布防水涂料形成第一防水层，最终在土基上形成强化层；
2)在强化层上撒布由玄武岩纤维和乳化沥青构成的稀浆，形成封水层；
3)在封水层上依次撒布下基层、中基层、布设排水管和上基层；
4)在上基层上依次撒布下面层和上面层，使下面层和上面层热-热接触成型。
首先，强化层采用分层浇筑的方法，底部用密度较小(强度低)的浇筑，费用低；顶部用密度较大的浇筑(强度高)，满足设计强度要求和经济效益要求。“热-热”接触施工成型是在下面层温度下降之前即开始上面层的施工，使上面层和下面层结合力更强。
可见，本发明的道路行车道透水路面结构的结构简单，兼具排水和储水功能，且强度高；本发明的道路行车道透水路面结构的铺设方法的工艺简单，实用性强。本发明非常适用于滨海软土地区海绵城市行车道的路面结构。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的道路行车道透水路面结构的结构示意图。
图2为本发明实施例1的道路行车道透水路面结构的排水管的结构示意图。
上述附图中的有关标记为：
11：排水管；12：过滤膜；13：通孔；2：土基；3：强化层；31：混凝土层；32：第一防水层；4：封水层；41：岩石纤维；42：第二防水层；5：基层；51：下基层；52：中基层；521：土工格室；522：第二碎石；53：上基层；6：面层；61：下面层；611：第一砂砾；612：第三防水层；62：上面层；621：第二砂砾；622：第四防水层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：
本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“最大公称粒径”是指保留在最大尺寸的标准筛上的颗粒含量不超过10％的最小标准筛筛孔尺寸。术语“土工格室”是由强化的高密度聚乙烯片材料，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构，一般经超声波针式焊接而成，因工程需要，有的在膜片上进行打孔。术语“湿密度”是指泡沫轻质混凝土现场浇筑时的密度。
实施例1
如图1所示的道路行车道透水路面结构，包括设于土基2上的强化层3、封水层4、基层5和面层6；
所述强化层3包括混凝土层31和位于所述混凝土层31上部的第一防水层32；所述第一防水层32由乳化沥青固化而成。所述强化层3的厚度为50cm；所述第一防水层32的厚度为3mm。
所述封水层4包括岩石纤维41相互交织堆积形成的多孔结构和填充于所述多孔结构空隙中的第二防水层42；所述封水层4的厚度为1.5cm；所述多孔结构的孔隙度为35％。所述第二防水层42由乳化沥青固化而成；所述岩石纤维41为玄武岩纤维。
所述基层5包括由下至上依次设置的下基层51、中基层52和上基层53，所述下基层51和上基层53包括相互堆积的粒度为20mm的第一碎石，所述中基层52包括土工格室521和填充于土工格室521间隙中的粒度为30mm的第二碎石522；所述下基层51和上基层53的厚度为12.5cm；所述中基层52的厚度为20cm。
所述面层6包括由下至上依次设置的下面层61和上面层62，所述下面层61包括相互堆积的第一砂砾611和填充于所述第一砂砾611间隙中的第三防水层612，所述上面层62包括相互堆积的第二砂砾621和填充于所述第二砂砾621间隙中的第四防水层622，所述第一砂砾611的平均粒径大于第二砂砾621的平均粒径。所述下面层61的厚度为7cm；所述上面层62的厚度为5cm；所述第一砂砾611的最大公称粒径为26.5mm；所述第二砂砾621的最大公称粒径为12.5mm；所述第三防水层612和第四防水层622由高粘改性沥青固化而成。
还包括排水结构，所述排水结构包括排水管11。所述排水管11设于所述中基层52的纵向两侧且两侧各设置一根排水管11(右侧未示出)，所述排水管11的直径为100mm。
该道路行车道透水路面结构的铺设方法，包括以下步骤：
1)压实土基2；
1)首先采用湿密度为500kg/m3的轻质混凝土进行浇筑，初凝后然后采用湿密度为700kg/m3的轻质混凝土浇筑，初凝后撒布乳化沥青形成第一防水层32，最终在土基2上形成强化层3；
2)在强化层3上撒布由玄武岩纤维和乳化沥青构成的稀浆，形成封水层4；
3)在封水层4上依次撒布下基层51、中基层52、布设排水管11和上基层53；
4)在上基层53上依次撒布下面层61和上面层62，使下面层61和上面层62热-热接触成型。
实施例2
与实施例1相比，本实施例的道路行车道透水路面结构具有的区别是：如图2所示，所述排水管11设有过滤装置，所述过滤装置包括贯穿所述排水管11的通孔13和设于所述排水管11外表面的过滤膜12。
实施例3
与实施例1相比，本实施例的道路行车道透水路面结构具有的区别是：
所述第一防水层32由聚脲固化而成。所述强化层3的厚度为60cm；所述第一防水层32的厚度为4mm。
所述封水层4的厚度为1cm；所述多孔结构的孔隙度为20％。所述第二防水层42由聚氨酯固化而成。
所述第一碎石的粒度为9.5mm，所述第二碎石522的粒度为50mm；所述下基层51和上基层53的厚度为10cm；所述中基层52的厚度为25cm。
所述下面层61的厚度为6cm；所述上面层62的厚度为6cm；所述第一砂砾611的最大公称粒径为25mm；所述第二砂砾621的最大公称粒径为14mm。
实施例4
所述第一防水层32由聚脲固化而成。所述强化层3的厚度为40cm；所述第一防水层32的厚度为2mm。
所述封水层4的厚度为2cm；所述多孔结构的孔隙度为50％。所述第二防水层42由聚氨酯固化而成。
所述第一碎石的粒度为31.5mm，所述第二碎石522的粒度为2.5mm；所述下基层51和上基层53的厚度为15cm；所述中基层52的厚度为15cm。
所述下面层61的厚度为8cm；所述上面层62的厚度为4cm；所述第一砂砾611的最大公称粒径为28mm；所述第二砂砾621的最大公称粒径为11mm。
上述实施例1-4中所述混凝土层31可以采用但是不限于《玻璃纤维增强泡沫轻质混凝土力学性能的试验研究》(工业建筑，2017年第47卷第9期)所公布的泡沫轻质混凝土浇筑而成。
上述实施例1-4中所述高粘改性沥青可以采用但是不限于《高粘改性沥青及排水性沥青混合料的路用性能对比试验研究》所公布的高粘改性沥青。
上述实施例1-4中玄武岩纤维可以采用但是不限于采用《玄武岩纤维增强沥青砂浆的抗裂性能研究》(建筑材料学报，ISSN 1007-9629)所公布的玄武岩纤维。
以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.道路行车道透水路面结构，包括设于土基(2)上的封水层(4)、基层(5)和面层(6)，其特征在于：
所述封水层(4)和土基(2)之间设有强化层(3)，所述强化层(3)包括混凝土层(31)和位于所述混凝土层(31)上部的第一防水层(32)；
所述封水层(4)包括岩石纤维(41)相互交织堆积形成的多孔结构和填充于所述多孔结构空隙中的第二防水层(42)；
所述基层(5)包括由下至上依次设置的下基层(51)、中基层(52)和上基层(53)，所述下基层(51)和上基层(53)包括相互堆积的粒度为9.5-31.5mm的第一碎石，所述中基层(52)包括土工格室(521)和填充于土工格室(521)间隙中的粒度为2.5-50mm的第二碎石(522)；
所述面层(6)包括由下至上依次设置的下面层(61)和上面层(62)，所述下面层(61)包括相互堆积的第一砂砾(611)和填充于所述第一砂砾(611)间隙中的第三防水层(612)，所述上面层(62)包括相互堆积的第二砂砾(621)和填充于所述第二砂砾(621)间隙中的第四防水层(622)，所述第一砂砾(611)的平均粒径大于第二砂砾(621)的平均粒径；
所述下面层(61)的厚度为6-8cm；所述上面层(62)的厚度为4-6cm；所述第一砂砾(611)的最大公称粒径为25-28mm；所述第二砂砾(621)的最大公称粒径为11-14mm；
还包括排水结构，所述排水结构包括排水管(11)；所述排水管(11)设于所述基层(5)的纵向两侧；所述排水管(11)设有过滤装置；
所述排水管(11)设于所述中基层(52)的纵向两侧且两侧各设置一根排水管(11)，所述排水管(11)的直径为50-150mm；所述过滤装置包括贯穿所述排水管(11)的通孔(13)和设于所述排水管(11)外表面的过滤膜(12)；
所述第一防水层(32)和第二防水层(42)由乳化沥青、聚氨酯、聚脲、丙烯酸酯中的任意几种固化而成；所述第三防水层(612)和第四防水层(622)由高粘改性沥青。
2.如权利要求1所述的道路行车道透水路面结构，其特征在于：所述强化层(3)的厚度为40-60cm；所述第一防水层(32)的厚度为2-4mm。
3.如权利要求1所述的道路行车道透水路面结构，其特征在于：所述封水层(4)的厚度为1-2cm；所述多孔结构的孔隙度为20-50%。
4.如权利要求1所述的道路行车道透水路面结构，其特征在于：所述下基层(51)和上基层(53)的厚度为10-15cm；所述中基层(52)的厚度为15-25cm。
5.权利要求1-4之一所述的道路行车道透水路面结构的铺设方法，包括以下步骤：
1）首先采用湿密度为450-550kg/m3的轻质混凝土进行浇筑，然后采用湿密度为650-750kg/m3的轻质混凝土浇筑，最后撒布防水涂料形成第一防水层(32)，最终在土基(2)上形成强化层(3)；
2）在强化层(3)上撒布由玄武岩纤维和乳化沥青构成的稀浆，形成封水层(4)；
3）在封水层(4)上依次撒布下基层(51)、中基层(52)、布设排水管(11)和上基层(53)；
4）在上基层(53)上依次撒布下面层(61)和上面层(62)，使下面层(61)和上面层(62)热-热接触成型。
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