CN113417180A - 再生碎石快速排水路基结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及公路路基结构技术领域,尤其涉及一种再生碎石快速排水路基结构,包括路面层、上路再生碎石层、土工格栅层、碎石垫层、下路再生碎石层、底部碎石排水层和边坡排水板;边坡排水板呈斜向设置,边坡排水板从路面层延伸至底部碎石排水层。本发明针对二级公路实际工程中所使用的基层材料,一方面通过上述设置,使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流,从而有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响,防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象;另一方面,边坡排水板的设置不仅能够显著增强边坡的结构强度,增大了路基结构水平滑移的阻力,还能够使得路基结构更耐受雨水的浸入和侵蚀,进一步实现快速排水。
Description
技术领域
本发明涉及公路路基结构技术领域,尤其涉及一种再生碎石快速排水路基结构。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展,交通基础设施建设的规模不断扩大。同时大量公路逐渐达到设计寿命,公路的维修问题愈发突出。在公路进行大修的过程中,需要将基层铣刨挖除修筑新基层,而碎石被大规模地用于公路的基层填料中,废旧基层中大量的碎石被挖除,这些废旧碎石体量大、难运输、占用土地。
根据《浙江省绍兴市矿产资源规划》(2016-2020年)以及绍兴市经济社会发展的形势,矿产资源特别是建筑用石料需求仍然很大,同时,矿山生态环境保护要求不断提升,建筑石料资源供需矛盾已有所显现。矿山开采石料会对生态造成严重破坏,大量的石料运输需要高昂的运输成本,对环境造成了污染。但是城市的发展需要发达的交通,道路的建设需要石料,这种发展带来污染的模式有悖于可持续发展的要求,因此改进道路基层材料来源的需求十分迫切。
现有技术中将老旧公路挖除出的废旧基层材料进行回收利用,依靠石灰进行胶结碎石后被大规模地用于公路的基层填料中,稳定后再生成为基层材料,具有巨大的经济、环保和社会效益,其中,含水率对石灰稳定碎石承载力的影响极大,因此以石灰稳定碎石为材料的路基需要良好的排水结构。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供的一种再生碎石快速排水路基结构,以解决现有技术中存在的矿山开采石料会对生态造成严重破坏,大量的石料运输需要高昂的运输成本,对环境造成了污染,而城市的发展需要发达的交通,道路的建设需要石料之间存在较大的矛盾的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
本发明提供的一种再生碎石快速排水路基结构,包括路面层、上路再生碎石层、土工格栅层、碎石垫层、下路再生碎石层、底部碎石排水层和边坡排水板;所述路面层至地面之间依次向下设置有所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层和所述底部碎石排水层;所述底部碎石排水层与地面接触;所述路面层、所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层、所述底部碎石排水层和所述边坡排水板的纵向截面呈梯形;所述上路再生碎石层和所述下路再生碎石层的厚度均大于所述碎石垫层的厚度;所述路面层、所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层和所述底部碎石排水层的两侧均设置有所述边坡排水板,所述边坡排水板呈斜向设置,所述边坡排水板从所述路面层延伸至所述底部碎石排水层。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,还包括多个碎石排水井;多个所述碎石排水井等距间隔设置于所述下路再生碎石层中,所述碎石排水井竖直设置于所述碎石垫层与所述底部碎石排水层之间,所述碎石排水井与所述底部碎石排水层连接。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述碎石排水井采用碎砾石材料填筑。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述碎石排水井的数量至少为两个。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述上路再生碎石层和所述下路再生碎石层均由再生碎石、石灰和水组成。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述再生碎石由废旧基层碎石经破碎筛分所得,所述再生碎石的最大粒径为31.5mm。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述再生碎石包括30%-35%粒径小于5mm的碎石、20%-25%粒径为5mm-10mm的碎石、20%-30%粒径为10mm-20mm的碎石、5%-10%粒径为20mm-25mm的碎石和5%-10%粒径为25mm-31.5mm的碎石。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述上路再生碎石层、所述下路再生碎石层中水的质量为所述再生碎石和所述石灰在干燥状态下质量总和的8%-13%。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述石灰为消石灰,所述消石灰的纯度为90%-95%,所述消石灰中的有效含钙量为80%-90%。
本发明提供的再生碎石快速排水路基结构,进一步地,所述底部碎石排水层采用碎砾石材料填筑。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果:
本发明提供的一种再生碎石快速排水路基结构,包括路面层、上路再生碎石层、土工格栅层、碎石垫层、下路再生碎石层、底部碎石排水层和边坡排水板;底部碎石排水层与地面接触;路面层、上路再生碎石层、土工格栅层、碎石垫层、下路再生碎石层和底部碎石排水层的两侧均设置有边坡排水板,边坡排水板呈斜向设置,边坡排水板从路面层延伸至底部碎石排水层。本发明针对二级公路实际工程中所使用的基层材料,一方面通过设置上路再生碎石层、碎石垫层、下路再生碎石层和底部碎石排水层,使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流,从而实现快速排除路基水,有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响,防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。另一方面,边坡排水板的设置不仅能够显著地增强边坡的结构强度,增大了路基结构水平滑移的阻力,降低了各个路基层之间的滑移发生率,还能够使得路基结构更耐受雨水的浸入和侵蚀,进一步实现快速排水。此外,土工格栅层的设置还能够有效提升路基的整体结构稳定性,进一步提高了路基的承载力。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例1提供的再生碎石快速排水路基结构的部分结构示意简图;
图2是本发明实施例1提供的再生碎石快速排水路基结构中上路再生碎石层和下路再生碎石层基于贯入试验获得的单位压力与贯入量关系曲线图。
具体实施方式
下面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、完整的说明,显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。因此,以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其所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。
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,如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,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,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1:
现有技术中将老旧公路挖除出的废旧基层材料进行回收利用,依靠石灰进行胶结碎石后被大规模地用于公路的基层填料中,稳定后再生成为基层材料,具有巨大的经济、环保和社会效益,其中,含水率对石灰稳定碎石承载力的影响极大,因此以石灰稳定碎石为材料的路基需要良好的排水结构。
为了解决现有技术中的路基结构排水效果较差的问题,本发明实施例1提供的一种再生碎石快速排水路基结构1,如图1所示,包括路面层11、上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14、下路再生碎石层15、底部碎石排水层16和边坡排水板17;路面层11至地面18之间依次向下设置有上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14、下路再生碎石层15和底部碎石排水层16;底部碎石排水层16与地面接触;路面层11、上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14、下路再生碎石层15、底部碎石排水层16和边坡排水板17的纵向截面呈梯形;上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的厚度均大于碎石垫层14的厚度;路面层11、上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14、下路再生碎石层15和底部碎石排水层16的两侧均设置有边坡排水板17,边坡排水板17呈斜向设置,边坡排水板17从路面层11延伸至底部碎石排水层16。
本发明提供的一种再生碎石快速排水路基结构1,针对二级公路实际工程中所使用的基层材料,一方面通过设置上路再生碎石层12、碎石垫层14、下路再生碎石层15和底部碎石排水层16,使得路面层11向下的渗水能够快速下渗及导流,从而实现快速排除路基水,有效避免渗水对路基及路面层11造成的不利影响,防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。另一方面,边坡排水板17的设置不仅能够显著地增强边坡19的结构强度,增大了路基结构水平滑移的阻力,降低了各个路基层之间的滑移发生率,还能够使得路基结构更耐受雨水的浸入和侵蚀,进一步实现快速排水。此外,土工格栅层13的设置还能够有效提升路基的整体结构稳定性,进一步提高了路基的承载力,具体地,土工格栅层13可采用受力性能满足现行规范要求的塑料土工格栅、钢塑土工格栅或玻璃纤维土工格栅。可见,本发明提供的再生碎石快速排水路基结构1,将老旧公路挖除出的废旧基层材料进行回收利用,依靠石灰进行胶结碎石被大规模的用于公路的基层填料中,稳定后再生成为基层材料,具有巨大的经济、环保和社会效益,且各个排水层间形成了良好的排水结构,能够有效改进路基结构的排水效果。
为了进一步增强路基结构的排水效果,本实施例提供的再生碎石快速排水路基结构1,进一步地,还包括多个碎石排水井110;多个碎石排水井110等距间隔设置于下路再生碎石层15中,碎石排水井110竖直设置于碎石垫层14与底部碎石排水层16之间,碎石排水井110与底部碎石排水层16连接。其中,碎石排水井110的数量至少为两个。进一步地,碎石排水井110采用碎砾石材料填筑。本发明通过设置至少两个竖直且等距设置的碎石排水井110,碎石排水井110上下贯通,一方面能够配合前述上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14、下路再生碎石层15、底部碎石排水层16和边坡排水板17,形成立体排水路基结构,同时实现水平排水和竖向排水以获得更佳的排水效果;另一方面,竖向设置的碎石排水井110还能够在一定程度上起到支承上路再生碎石层12、土工格栅层13、碎石垫层14及底部碎石排水层16的作用,且增大了路基结构水平滑移的阻力,从而进一步增强了路基结构的整体稳定性;此外,碎石排水井110采用碎砾石材料填筑,能够有效防止路基水的汇集,使路基水更容易通过碎石排水井110和上述各个水平排水层,进一步增强了路基结构的排水效果。同样地,底部碎石排水层16也采用碎砾石材料填筑,从而能够有效防止底部碎石排水层16内汇集路基水而向下渗漏,进一步增强了路基的排水效果。
为了进一步提高上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的承载力,本实施例提供的再生碎石快速排水路基结构1,进一步地,上路再生碎石层12和下路再生碎石层15均由再生碎石、石灰和水组成。其中,上路再生碎石层12、下路再生碎石层15中水的质量为再生碎石和石灰在干燥状态下质量总和的8%-13%。进一步地,石灰为消石灰,消石灰的纯度为90%-95%,消石灰中的有效含钙量为80%-90%。本发明一方面通过采用消石灰作为上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的胶结材料,为再生碎石集料提供胶结力,增强再生碎石间的粘聚力,从而提高了上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的承载力;另一方面,本发明还采用上述最佳含水率作为拌和混合料的含水率,使得上路再生碎石层12和下路再生碎石层15可通过击实达到最大干密度,使得上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的承载力进一步得以提高。进一步地,经过试验检验证明:上路再生碎石层12和下路再生碎石层15在92%压实度时7d加州承载比为38.1%;在96%压实度时7d加州承载比为77.6%;在98%压实度时的7d加州承载比为177.3%,满足二级及二级以下公路极重、特重交通CBR强度要求;具体地,贯入试验获得的单位压力与贯入量关系曲线可参见附图2。
为了进一步提高上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的承载力,本实施例提供的再生碎石快速排水路基结构1,进一步地,再生碎石由废旧基层碎石经破碎筛分所得,再生碎石的最大粒径为31.5mm。进一步地,再生碎石包括30%-35%粒径小于5mm的碎石、20%-25%粒径为5mm-10mm的碎石、20%-30%粒径为10mm-20mm的碎石、5%-10%粒径为20mm-25mm的碎石和5%-10%粒径为25mm-31.5mm的碎石。本发明通过采用消石灰作为再生碎石的胶结材料,提供碎石颗粒间的胶结力,并科学合理地设计再生碎石的级配,即通过混合不同粒径的再生碎石集料,使得混合后的再生碎石集料具有更为合理的粒径分布和孔隙分布,从而使上路再生碎石层12和下路再生碎石层15的密实度得以提高,进一步提升了本发明提供的再生碎石快速排水路基结构1的承载力。
综上所述,本发明提供的一种再生碎石快速排水路基结构,针对二级公路实际工程中所使用的基层材料,一方面通过设置上路再生碎石层、碎石垫层、下路再生碎石层和底部碎石排水层,使得路面层向下的渗水能够快速下渗及导流,从而实现快速排除路基水,有效避免渗水对路基及路面层造成的不利影响,防止路面出现冻胀、融沉及翻浆等现象。另一方面,边坡排水板的设置不仅能够显著地增强边坡的结构强度,增大了路基结构水平滑移的阻力,降低了各个路基层之间的滑移发生率,还能够使得路基结构更耐受雨水的浸入和侵蚀,进一步实现快速排水。此外,土工格栅层的设置还能够有效提升路基的整体结构稳定性,进一步提高了路基的承载力。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,包括路面层、上路再生碎石层、土工格栅层、碎石垫层、下路再生碎石层、底部碎石排水层和边坡排水板;
所述路面层至地面之间依次向下设置有所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层和所述底部碎石排水层;所述底部碎石排水层与地面接触;所述路面层、所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层、所述底部碎石排水层和所述边坡排水板的纵向截面呈梯形;所述上路再生碎石层和所述下路再生碎石层的厚度均大于所述碎石垫层的厚度;
所述路面层、所述上路再生碎石层、所述土工格栅层、所述碎石垫层、所述下路再生碎石层和所述底部碎石排水层的两侧均设置有所述边坡排水板,所述边坡排水板呈斜向设置,所述边坡排水板从所述路面层延伸至所述底部碎石排水层。
2.根据权利要求1所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,还包括多个碎石排水井;多个所述碎石排水井等距间隔设置于所述下路再生碎石层中,所述碎石排水井竖直设置于所述碎石垫层与所述底部碎石排水层之间,所述碎石排水井与所述底部碎石排水层连接。
3.根据权利要求2所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述碎石排水井采用碎砾石材料填筑。
4.根据权利要求2所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述碎石排水井的数量至少为两个。
5.根据权利要求1所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述上路再生碎石层和所述下路再生碎石层均由再生碎石、石灰和水组成。
6.根据权利要求5所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述再生碎石由废旧基层碎石经破碎筛分所得,所述再生碎石的最大粒径为31.5mm。
7.根据权利要求6所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述再生碎石包括30%-35%粒径小于5mm的碎石、20%-25%粒径为5mm-10mm的碎石、20%-30%粒径为10mm-20mm的碎石、5%-10%粒径为20mm-25mm的碎石和5%-10%粒径为25mm-31.5mm的碎石。
8.根据权利要求5所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述上路再生碎石层、所述下路再生碎石层中水的质量为所述再生碎石和所述石灰在干燥状态下质量总和的8%-13%。
9.根据权利要求5所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述石灰为消石灰,所述消石灰的纯度为90%-95%,所述消石灰中的有效含钙量为80%-90%。
10.根据权利要求1所述的再生碎石快速排水路基结构,其特征在于,所述底部碎石排水层采用碎砾石材料填筑。
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