CN112176818A - 一种公路工程用排水结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种公路工程用排水结构，包括设置在公路地基上的不透水沥青层、设置在所述不透水沥青层上面的防水层、设置在所述防水层上的透水沥青层、设置在所述透水沥青层侧面的路肩以及与所述路肩下部相连通的排水沟。本发明的有益效果是通过设置的透水沥青层将雨水快速渗进地面，通过排水沟迅速流走，地面不存水，便于行车安全。

Description

一种公路工程用排水结构

技术领域

本发明涉及公路施工领域，具体是一种公路工程用排水结构。

背景技术

每到夏季我国城市就频频遭受大暴雨的袭击，且雨灾“等级”逐年升高，十年一遇、五十年一遇甚至百年一遇。暴雨过后，各城市均发生严重的积水现象，导致交通堵塞、电力中断、房屋被淹却。造成这种情况的主要原因是我国城市路面不透水。

在城市建设中，许多城市大量采用水泥、柏油、混凝土等封闭地表，取代原有的土壤表面；对人行道、露天停车场、庭院及广场等公共场所，也喜欢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，城市成为“人造沙漠”。封闭地表和高楼大厦使现代化都市的地表逐步被阻水材料所硬化覆盖，水分难以下渗，降水很快成为地表径流，进入河道或者地下排水管道，形成了生态学上的“人造沙漠”；不透水的路面缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力，雨水蒸发快，地表易干燥，扬尘污染重；且雨后水分快速蒸发，空气湿度大，使人感到闷热难耐，而后又异常干燥，产生气象学上的城市“热岛效应”。如何解决这种现象是急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种公路工程用排水结构，可以方便快捷的排水。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种公路工程用排水结构，包括设置在公路地基上的不透水沥青层、设置在所述不透水沥青层上面的防水层、设置在所述防水层上的透水沥青层、设置在所述透水沥青层侧面的路肩以及与所述路肩下部相连通的排水沟。

作为本发明的进一步改进方案，所述防水层材料为水泥基渗透结晶型防水涂料。

作为本发明的进一步改进方案，所述透水沥青层由透水沥青和底料混合料组成，所述透水沥青路面的底料混合料配合比为:碎石(13.2～9.5mm):碎石(9.5～4.95mm):机制砂:矿粉，比例为43％:40％:12％:5％，所述透水沥青路面混合料配比为沥青油与底料混合料比为4.9：100。

作为本发明的进一步改进方案，所述路肩下部设有贯通孔。

作为本发明的进一步改进方案，所述排水沟右侧斜面倾斜度沟的高度与斜坡的长度比值为1:1.5，沟底与排水斜坡连接处为圆弧过渡，圆弧半径为0.3～0.5m。

作为本发明的进一步改进方案，所述防水层厚度为0.5～0.8mm。

作为本发明的进一步改进方案，所述排水沟沿公路长度方向的倾斜度为不小于0.3％。

本发明的有益效果是：

1.通过设置的防水层，可以很好的将透水沥青层的积水，挡住在不透水沥青层上部，避免浸湿路基，造成公路路面坍塌；

2.通过设置的透水沥青层，可以将雨水很快的渗进透水沥青层，避免道路积水；透水沥青层由大空隙特征的排水沥青路面铺装，具有抗滑性能高、噪声低、抑制水雾、防止水漂、减轻眩光等突出优点，可以说达到了现有沥青路面技术中的“顶端路用性能”，成为实现道路表面特性品质飞跃的极佳路面形式；

3.通过设置的透水沥青层，雨水过后，沥青层能存有部分雨水，避免出现城市热岛效应，对于改善环境有积极的意义；

4.通过设置在路肩底部的贯通孔，可以将雨水导出；

5.通过排水沟斜面与底面设置的圆弧连接，可以减缓雨水流下时对地面的冲刷，延长排水沟使用寿命；

6.排水沟与路肩的斜坡设置的1:1.5的倾斜度，可以保证水流的速度和强度，避免斜坡太陡对排水沟底面冲刷太严重，也避免过平占地面积太大；

7.通过排水沟纵向设置的0.3％坡度可以将雨水顺利的向设计的方向流走。

附图说明

图1为本发明的结构示意主视图；

图2为图1的A-A处局部剖视图；

图3为路肩的结构示意侧视图。

图中标号说明：

1-垫土层、2-路基基层、3-不透水沥青层、4–排水沟、5-路肩、6-防水层、7-透水沥青层、50-贯通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”、左、右。前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“一端”、“另一端”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-3所示：

一种公路工程用排水结构，包括设置在公路地基上的不透水沥青层3、设置在所述不透水沥青层3上面的防水层6、设置在所述防水层6上的透水沥青层7、设置在所述透水沥青层7侧面的路肩5以及与所述路肩5下部相连通的排水沟4。

所述防水层6材料为水泥基渗透结晶型防水涂料。

所述透水沥青层7由透水沥青和底料混合料组成，所述透水沥青路面的底料混合料配合比为:碎石(13.2～9.5mm):碎石(9.5～4.95mm):机制砂:矿粉，比例为43％:40％:12％:5％，所述透水沥青路面混合料配比为沥青油与底料混合料比为4.9：100。

所述路肩5下部设有贯通孔50。

所述排水沟4右侧斜面c的倾斜度(沟的高度与斜坡的长度比值)为1:1.5，沟底与排水斜坡连接处为圆弧过渡，圆弧过渡可以减轻雨水对排水沟4底面的冲击力。根据水力学的原理，圆弧半径r1、r2均为0.3～0.5m最佳。排水沟4右侧面c的倾斜度也是根据水力学的原理确定的，倾斜度太大则水流急，对底面的冲刷力太大，底面会很快的损坏，倾斜度太小则需要的占地太大不经济，综合考虑确定倾斜度为66.7％。

所述排水沟4沿公路长度方向的倾斜角度为b，所述倾斜角b为0.172度。换算为工程中常用的倾斜度为不小于0.3％，是为了将透水沥青层6流进排水沟4的水能够快速的流到指定位置。倾斜度太小则流速太慢，倾斜度太大则太陡，排水沟4则更深，不经济，根据水力学，流体力学等原理最终确定经济又实用的倾斜度为0.3％。

所述防水层厚度为0.5～0.8mm。

本发明的透水沥青层7选用透水沥青，透水沥青路面是Open Graded FrictionCourse英文缩写，翻译为大孔隙升级配排水式沥青磨耗层，具体是指用大孔隙的沥青混合料铺筑，能迅速从其内部排走路表雨水，具有抗滑、抗车辙及降噪等优良品质的路面。该路面拥有良好抗滑性能，能减弱雨天车辆行驶时产生的水雾、溅水现象，有利于提高路面行驶可视性，对保证车辆安全顺利通行具有重要作用。此外，车辆夜间行驶时，透水沥青路面能减弱汽车前灯引起的眩光现象，降低车辆行驶噪音，提高行车舒适度，因而其应用也变得越来越广泛。

为确保透水沥青质量合格，沥青选用70号高粘改性沥青，粗集料选用自主加工生产的13.2～9.5mm和4.95～9.5um的内长岩碎石，细集料选用石灰岩质机制砂，填料选用石灰岩矿粉。同时对选水沥青路面配合比设计反复验证，确保符合施工规范要求。最终确定所述透水沥青路面的底料混合料配合比为:内长岩碎石(13.2～9.5mm):内长岩碎石(9.5～4.95mm):石灰岩机制砂:石灰岩矿粉，比例为43％:40％:12％:5％，所述透水沥青路面混合料配比为沥青油和底料混合料比为4.9：100。

严格按混合料配合比的设计要求添加原材料，最好用电子秤称重，确保原材料添加质量准确；摊铺前要将料在混料机混合好，混合时间不少于40分钟；混合时温度保证在175～180度之间，过低、过高都会影响使用效果，摊铺时温度不低于120度，以保证摊铺效果。

透水沥青路面混合料摊铺完成后，应该立即开展破压施工，遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”原则，提高摊铺效果。初压用双钢轮压路机静压2遍，速度3～4km/h。复压用双钢轮振动压路机碾压1～2遍，速度2～3km/h之间为宜。终压用双钢轮压路机静压1遍，至轮迹消失，压实度合格为止。整个碾压施工应该缓慢、均匀连续进行，中途不得任意停顿，确保压实度合格。

所述防水层3采用水泥基渗透结晶型防水层，由水泥基渗透结晶型防水涂料构成。泥基渗透结晶型防水涂料是1942年德国化学家Lauritz Jensen(劳伦斯·杰逊)在解决水泥船渗漏水的实践中，产生与发明的。欧美称为：Capillary/Crystalline WaterproofingMaterials，简称CCCW。CCCW材料1965年从欧洲引进到日本、韩国等地，由于其综合性能及性价比优于其他类型的防水材料，该材料迅速成为全世界主流的防水材料之一，占据巨大的市场份额。

所述水泥基渗透结晶型防水层3的防水原理为：CCCW水泥基渗透结晶型防水涂料中溶出的硅酮离子随着表层水在沥青层中渗透扩散,与沥青层中的钙离子发生化学反应,生成不溶于水的硅酸钙水化物(枝蔓状结晶体),结晶体充满毛细管孔隙并与沥青层结合成整体,堵塞沥青层内部的毛细孔道,从而使沥青层致密,防止水渗漏。并且，CCCW具有催化特性，一旦遇水可以不断产生化学反应，生成的结晶体不断生长并填充沥青层内部的毛细孔隙，因此，沥青层结构即使局部受损发生渗漏，在遇到水后也会产生结晶作用自行修补愈合(0.4mm的裂缝)。根据实验,CCCW产生的结晶体可以修复0.4mm的裂缝，所以，对于0.4mm的裂缝CCCW具有自我修复愈合的作用,不需要做其他的防水层修补,CCCW具有多次抗渗和自我修复的特点和性能，并且具有极强的抗压能力，最高可达3.0MPa，防水层和沥青层表面形成完整的体系，不会分离，并且材料可以充分吸收沥青表面的水分来参与其结晶反应，不会发生空鼓现象。由于具有透气不透水的特点，因此可以和沥青层同步进行养护。

水泥基渗透结晶型防水涂料是以特种水泥、石英砂等为基料，渗入多种活性化学物质制成的粉状刚性防水材料。与水作用后，材料中含有的活性化学物质通过载体水向沥青层内部渗透，在沥青层中形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔道，从而使沥青层致密、防水。

本发明的工作原理是：

公路路面，施工前先将地面1挖槽硬化，然后铺设路基2，在路基2上面铺设不透水沥青层3，在不透水沥青层3上面铺设防水层6，防水层6上面铺设透水沥青层7，透水沥青层7采用透水沥青材料，透水沥青的路面压实后空隙率在20％左右，能够在混合料内部形成排水通道的新型沥青混凝土面层，其实质为单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架－空隙结构的开级配沥青混合料，由于有空隙所以在雨天时可以很好的排水，避免道路积水。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种公路工程用排水结构，其特征在于：包括设置在公路路基上的不透水沥青层(3)、设置在所述不透水沥青层(3)上面的防水层(6)、设置在所述防水层(6)上的透水沥青层(7)、设置在所述透水沥青层(7)侧面的路肩(5)以及与所述路肩(5)下部相连通的排水沟(4)。

2.根据权利要求1所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述防水层(6)材料为水泥基渗透结晶型防水涂料。

3.根据权利要求1所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述透水沥青层(7)由透水沥青和底料混合料组成，所述透水沥青路面的底料混合料配合比为:碎石(13.2～9.5mm):碎石(9.5～4.95mm):机制砂:矿粉，比例为43％:40％:12％:5％，所述透水沥青路面混合料配比为沥青油与底料混合料比为4.9：100。

4.根据权利要求1所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述路肩(5)下部设有贯通孔(50)。

5.根据权利要求1所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述排水沟(4)与路基连接的一面为c，所述排水沟(4)右侧斜面c的倾斜度为66.7％，排水沟(4)底面与排水沟(4)两侧面连接处为圆弧过渡，圆弧半径为0.3～0.5米。

6.根据权利要求1所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述排水沟(4)沿公路长度方向的倾斜度为不小于0.3％。

7.根据权利要求2所述的一种公路工程用排水结构，其特征在于：所述防水层厚度为0.5～0.8毫米。

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