CN212895736U - 一种包边路基的内部排水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种包边路基的内部排水结构，包括地基以及位于地基上方的路基填芯层，所述地基的上方具有横纵交叉设置纵向集水盲沟和横向集水盲沟，所述纵向集水盲沟位于路基填芯层下方位置，相互交叉设置的纵向集水盲沟和横向集水盲沟在交点处相互连通，本实用新型在填芯区下伏设置十字交叉的纵向、横向集水盲沟以‘集水’，在包边层下伏设置横向排水管以‘导水’，在路基两侧设置排水沟以‘排水’，形成‘集’‑‘导’‑‘排’有机组合的排水系统，相比在路基包边层底部局部设置排水层的方案，本实用新型的结构及方法可提高路基内部的疏水效率15％以上，尤其对于超宽路基，可及时排出内部积水，避免局部积水软化和不均匀变形。

Description

一种包边路基的内部排水结构

技术领域

本实用新型属于公路工程技术领域，具体涉及一种包边路基的内部排水结构，适用于公路工程中填砂路基、粉土路基、软质岩路堤、尾矿砂路基等的包边路堤内部排水。

背景技术

包边结构是公路工程中填砂、粉土、软质岩、尾矿砂、膨胀土等特殊填料路基的典型结构形式，包边路基在路基两侧的边坡表层填筑1-3m厚的一般黏性土包边层，将特殊填料路堤的填芯层包裹在路基内部，以减少外部温湿环境对特殊填料路基的影响和破坏。但由于包边层黏性土的透水性很弱，路基内部的水分也将受到包边层阻隔，多雨地区或地下水位较高地段路基内部容易积水，路基内部积水可能引起路基湿化变形、沉降、甚至失稳破坏，因此包边路基需专门设计可靠的路基内部排水结构。

关于包边路基的内部排水，目前的工程实践中主要有两种技术方案。第一种技术方案是在包边路基的底部设置一层砂砾排水垫层，例如专利201720765926.9提出的一种填筑高液限土的路基结构中，在高液限土路基包边结构的路基底部全断面填筑一层40cm砂砾垫层；专利201520798493.8提出的一种湖区高填路基吹沙路堤结构，在包边路堤底部全断面填筑一层50cm砂垫层；这种在路基底部设置砂垫层的方案，可以有效排出路基填芯层中的水分，但实际上路基内部的水分通常比较少，全断面设置砂垫层的排水能力远超路基内部排水量需求，对于砂砾石或碎石料缺乏地区是一种较为浪费的方案，工程经济性有待优化。第二种技术方案是仅在路基包边层底部局部设置排水通道，例如专利200710052857.8提出的填砂路基空心块生态防护方法中，为排出路基内部积水，沿路线方向左右两侧间隔设置横向卵石盲沟；专利201621491819.3提出的一种用于建筑垃圾再生材料填筑的路基内部排水系统中，在路基两侧设置竖向排水通道、下部横向排水层，路基中水通过横坡汇集至竖向排水通道，竖向排水通道和边缘排水层中水汇集到下部横向排水层，通过横向排水管道排放到路基结构外；这种在在路基包边层底部局部设置排水层的方案，相对第一种方案，能很好的减少排水层的工程量，但对于多车道公路的超宽横断面路基，尤其是填芯层的透水性相对较弱时，路基内部的水分仍然难以及时通过横坡排到路基边部的排水层，容易产生局部积水软化和不均匀变形。

实用新型内容

针对上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的之一是在于提供了一种包边路基的内部排水结构，该结构通过构建‘集水’-‘导水’-‘排水’有机组合的排水系统实现路基内部排水，排水性能高效、经济实用、适用性广，可用于低等级公路包边路堤内部排水，也高等级公路超宽路基的包边路堤内部排水。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种包边路基的内部排水结构，包括地基以及位于地基上方的路基填芯层，所述地基的表层具有横纵交叉设置纵向集水盲沟和横向集水盲沟，所述纵向集水盲沟位于路基填芯层下方的地基表层，相互交叉设置的纵向集水盲沟和横向集水盲沟在交点处相互连通，所述路基填芯层外部设有包边层，所述包边层两侧的地基上设有路基排水沟，所述路基排水沟与所述纵向集水盲沟之间的地基表层内设有等间隔排列的多个横向排水管，所述横向排水管将路基排水沟与纵向集水盲沟进行连通。

优选的，所述纵向集水盲沟的数量为2-5条，相邻两个纵向集水盲沟的间距为10-30m，在路基填芯层两侧坡脚下位置各设有一条纵向集水盲沟。

优选的，相邻两个所述横向集水盲沟之间的间距为5-20m，相邻的两个横向排水管之间间距为5-20m，所述横向集水盲沟的沟底位置成型有2-4％的外倾横坡。

优选的，所述纵向集水盲沟与横向集水盲沟的横截面均为宽40-80cm、深20-40cm的矩形结构，且均包括防渗土工膜、滤水土工织物以及集水层，所述防渗土工膜铺设在集水盲沟的底部及两侧壁位置，所述集水层填充于集水盲沟的空腔中，所述滤水土工织物铺设于盲沟顶面位置。

优选的，所述防渗土工膜为厚度不小于0.5mm的聚乙烯膜。

优选的，所述的滤水土工织物为单位质量大于300g/㎡的Ⅱ级无纺土工织物。

优选的，所述集水层为碎石或粗砂粒，且粒径小于2.36mm的细粒含量小于5％。

优选的，所述路基排水沟为沿路基包边层坡脚1-2m外分布的敞口状结构，横截面为梯形，深度为60-100cm，所述路基排水沟由浆砌片或片石混凝土砌筑而成，且沟底及两侧壁厚度均为10-30cm，所述横向排水管穿过路基排水沟的侧壁，且所述横向排水管的出口位置在路基排水沟底面的30cm以上，所述横向排水管的管槽底面形成2-4％的外倾横坡。

优选的，所述横向排水管延伸至纵向集水盲沟内部位置，且延伸到纵向集水盲沟内的长度为5-15cm，且端部包裹有透水土工织物，所述透水土工织物为渗透系数大于5.0×10-2cm/s的Ⅰ级无纺土工织物，所述横向排水管为PVC排水管，管径为10-20cm。

一种包边路基内部排水结构的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、根据公路工程建设条件和路基包边工程方案，在地基中布设包边路基内部排水结构，包括路基填芯层下伏的纵向集水盲沟与横向集水盲沟组成的集水网、包边层下伏的横向排水管、以及路基两侧的排水沟，形成包边路基内部排水结构布置图。

步骤二、平整场地，压实地基，按包边路基内部排水结构布置图放样，在地基表层按先纵向后横向、先中间后两边的顺序开挖纵向集水盲沟、横向集水盲沟、横向排水管、路基排水沟的沟槽，沟槽底应形成2～4％的外倾横坡。

步骤三、按先纵向后横向的顺序逐一在集水盲沟沟槽的沟底及沟壁铺设防渗土工膜，再往沟槽中充填满碎石或粗砂砾，在碎石或粗砂砾顶面铺设滤水土工织物，形成纵向、横向集水盲沟构成的集水网。

步骤四、在路基排水沟沟槽中，按先沟底后沟壁自下往上的工序，采用浆砌片石或片石混凝土砌筑排水沟，并预留连接横向排水管出口端的孔口。

步骤五、将透水土工织物绑扎在横向排水管的进口端，逐一将绑扎好透水土工织物的横向排水管安放在对应的沟槽中，使横向排水管连接纵向集水盲沟和路基排水沟，形成路基内部排水结构。

步骤六、逐层填筑内部排水结构上覆的路基至设计标高，路基内部填芯层中的水分，在重力作用下下渗到地基表面，沿着基底横坡流入纵向、横向集水盲沟集水网，通过横向排水管导流，将集水盲沟的积水排到路基两侧的路基排水沟，最后经过路基排水沟导流，排出公路排水系统。

采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

(1)排水性能方面，本实用新型在填芯区下伏地基表层设置十字交叉的纵向、横向集水盲沟以‘集水’，在包边层下伏地基表层设置横向排水管以‘导水’，在路基两侧的地基表层设置排水沟以‘排水’，形成‘集’-‘导’-‘排’有机组合的排水系统，相比在路基包边层底部局部设置排水层的方案，本实用新型的结构及方法可提高路基内部的疏水效率15％以上，尤其对于超宽路基，可及时排出内部积水，避免局部积水软化和不均匀变形。

(2)工程经济方面，与在路基底部设置满铺砂垫层的排水方案相比，本实用新型根据包边路基内部排水的需求，在填芯区下伏的地基表层设置十字交叉的纵向、横向集水盲沟网，使集水盲沟疏水能力与路基内部积水量相匹配，可减少60％以上的碎石或粗砂砾方量，同时在包边层下伏采用PVC管代替排水盲沟，减低了工程造价。

(3)适用范围方面，由于本实用新型在填芯区下伏设置的集水盲沟网，可根据路基宽度及填芯层填料的透水性来调整沟网的间距，相比现有的技术方案，如在路基包边层底部局部设置排水层的方案仅适用填芯层渗透性大且路基宽度较小的路段，本实用新型的适用范围更广，可适用透水性良好的填砂路基、矿渣路基，也适用于透水性较差的粉土路基、高液限土路基，同时不仅适用于低等级公路包边路堤内部排水，也可用于高等级公路多车道超宽路基的包边路堤内部排水。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的包边路基内部排水结构的横断面布置图

图2为本实用新型的包边路基内部排水结构的平面布置图

图3为本实用新型的包边路基内部排水结构中纵向集水盲沟与横向排水管连接部的断面图。

其中：

1、纵向集水盲沟；2、横向集水盲沟；3、横向排水管；4、路基排水沟；5、路基填芯层；6、包边层；7、地基；8、路面；9、集水层；10、防渗土工膜；11、滤水土工织物；12、透水土工织物。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-图3，一种包边路基的内部排水结构，包括纵向集水盲沟1、横向集水盲沟2、横向排水管3、路基排水沟4、路面结构8。在路基填芯层5下伏的地基7表层，沿路基纵向布设2～5条等间距分布的纵向集水盲沟1，并每隔5～20m布设一条横向集水盲沟2，纵向集水盲沟1和横向集水盲沟2成十字交叉相连通的集水网；在路基包边层6下伏的地基7表层沿纵向每隔5～20m布设一条横向排水管3，在路基两侧坡脚外的地基7中各布置一条路基排水沟4，横向排水管3一端伸入到纵向集水盲沟1内部与之连通，横向排水管3一端伸出到路基排水沟4与之连通。包边路基内部填芯层5中的水分，在重力作用下下渗到地基7表面，再通过横坡流入纵向集水盲沟1和横向集水盲沟2，再流经横向排水管3导出到路基排水沟4，排出公路排水系统。

作为优选，所述的纵向集水盲沟1为一沿路基纵向布设的长条形盲沟，横截面呈矩形，截面宽40～80cm、深20～40cm。所述的纵向集水盲沟1由防渗土工膜10、滤水土工织物11、集水层9组成，其中，集水层为碎石或粗砂粒，防渗土工膜10铺设在在盲沟底部及两侧壁，集水层9填充于集水盲沟空腔中，滤水土工织物11铺设于盲沟顶面。所述的纵向集水盲沟1布设在路基填芯层5下伏的地基7表层，其中填芯层5两侧坡脚下部应各布设一条，并沿路基横向间距每隔10～30m增设一条纵向集水盲沟1。

作为优选，所述的横向集水盲沟2为一沿路基横向布设的条形盲沟，横截面呈矩形，截面宽30～60cm、深20～40cm。所述的横向集水盲沟2由防渗土工膜10、滤水土工织物11、集水层9组成，其中，集水层为碎石或粗砂粒，防渗土工膜10铺设在在盲沟底部及两侧壁，集水层9填充于集水盲沟空腔中，滤水土工织物11铺设于盲沟顶面。所述的横向集水盲沟2布设在路基填芯层5下伏的地基7表层，沿路基纵向每隔5～20m布设一条，与纵向集水盲沟1十字交叉相连通。所述的横向集水盲沟2沟底应形成2～4％的外倾横坡。

作为优选，所述的横向排水管3为一端包裹有透水土工织物12的pvc排水管，管径为10～20cm。所述的横向排水管3布设在路基包边层6下伏的地基7表层，沿纵向每隔5～20m布设一条，横向排水管3的进口端伸入到纵向集水盲沟1内部5～15cm与之连通，出口端伸出到路基排水沟4与之连通，横向排水管3与纵向集水盲沟1相连的进口端应包裹透水土工织物12。

作为优选，所述的路基排水沟4为一沿路基坡脚1～2m外分布的敞口排水沟，横截面呈梯形，深60～100cm，排水沟由浆砌片石或片石混凝土砌筑，沟底及两侧壁厚度为10～30cm。路基排水沟4与横向排水管3相连，横向排水管3应穿过路基排水沟4侧壁，横向排水管3出口高程应比路基排水沟4底面高30cm以上。所述的横向排水管3管槽底面应形成2～4％的外倾横坡。

作为优选，所述的防渗土工膜10为厚度不小于0.5mm的聚乙烯膜。

作为优选，所述的滤水土工织物11为单位质量大于300g/㎡的Ⅱ级无纺土工织物。

作为优选，所述的透水土工织物12为渗透系数应大于5.0×10-2cm/s的Ⅰ级无纺土工织物。

作为优选，碎石或粗砂砾的粒径小于2.36mm的细粒含量应小于5％。

一种包边路基的内部排水结构的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、根据公路工程建设条件和路基包边工程方案，在地基7中布设包边路基内部排水结构，包括路基填芯层5下伏的纵向集水盲沟1与横向集水盲沟2组成的集水网、包边层6下伏的横向排水管3、以及路基两侧的排水沟，形成包边路基内部排水结构布置图。

步骤二、平整场地，压实地基7，按包边路基内部排水结构布置图放样，在地基7表层按先纵向后横向、先中间后两边的顺序开挖纵向集水盲沟1、横向集水盲沟2、横向排水管3、路基排水沟4的沟槽，沟槽底应形成2～4％的外倾横坡。

步骤三、按先纵向后横向的顺序逐一在集水盲沟沟槽的沟底及沟壁铺设防渗土工膜10，再往沟槽中充填满碎石或粗砂砾，在碎石或粗砂砾顶面铺设滤水土工织物11，形成纵向、横向集水盲沟2构成的集水网。

步骤四、在路基排水沟4沟槽中，按先沟底后沟壁自下往上的工序，采用浆砌片石或片石混凝土砌筑排水沟，并预留连接横向排水管3出口端的孔口。

步骤五、将透水土工织物12绑扎在横向排水管3的进口端，逐一将绑扎好透水土工织物12的横向排水管3安放在对应的沟槽中，使横向排水管3连接纵向集水盲沟1和路基排水沟4，形成路基内部排水结构。

步骤六、逐层填筑内部排水结构上覆的路基至设计标高，路基内部填芯层5中的水分，在重力作用下下渗到地基7表面，沿着基底横坡流入纵向、横向集水盲沟2集水网，通过横向排水管3导流，将集水盲沟的积水排到路基两侧的路基排水沟4，最后经过路基排水沟4导流，排出公路排水系统。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：包括地基(7)以及位于地基(7)上方的路基填芯层(5)，所述地基(7)的表层具有横纵交叉设置纵向集水盲沟(1)和横向集水盲沟(2)，所述纵向集水盲沟(1)位于路基填芯层(5)下方的地基表层，相互交叉设置的纵向集水盲沟(1)和横向集水盲沟(2)在交点处相互连通，所述路基填芯层(5)外部设有包边层(6)，所述包边层(6)两侧的地基(7)上设有路基排水沟(4)，所述路基排水沟(4)与所述纵向集水盲沟(1)之间的地基表层内设有等间隔排列的多个横向排水管(3)，所述横向排水管(3)将路基排水沟(4)与纵向集水盲沟(1)进行连通。

2.根据权利要求1所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述纵向集水盲沟(1)的数量为2-5条，相邻两个纵向集水盲沟(1)的间距为10-30m，在路基填芯层(5)两侧坡脚下位置各设有一条纵向集水盲沟(1)。

3.根据权利要求1所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：相邻两个所述横向集水盲沟(2)之间的间距为5-20m，相邻的两个横向排水管(3)之间间距为5-20m，所述横向集水盲沟(2)的沟底位置成型有2-4％的外倾横坡。

4.根据权利要求1所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述纵向集水盲沟(1)与横向集水盲沟(2)的横截面均为宽40-80cm、深20-40cm的矩形结构，且均包括防渗土工膜(10)、滤水土工织物(11)以及集水层(9)，所述防渗土工膜(10)铺设在集水盲沟的底部及两侧壁位置，所述集水层(9)填充于集水盲沟的空腔中，所述滤水土工织物(11)铺设于盲沟顶面位置。

5.根据权利要求4所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述防渗土工膜(10)为厚度不小于0.5mm的聚乙烯膜。

6.根据权利要求4所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述的滤水土工织物(11)为单位质量大于300g/㎡的Ⅱ级无纺土工织物。

7.根据权利要求4所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述集水层(9)为碎石或粗砂粒，且粒径小于2.36mm的细粒含量小于5％。

8.根据权利要求1所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述路基排水沟(4)为沿路基包边层(6)坡脚1-2m外分布的敞口状结构，横截面为梯形，深度为60-100cm，所述路基排水沟(4)由浆砌片或片石混凝土砌筑而成，且沟底及两侧壁厚度均为10-30cm，所述横向排水管(3)穿过路基排水沟(4)的侧壁，且所述横向排水管(3)的出口位置在路基排水沟(4)底面的30cm以上，所述横向排水管(3)的管槽底面形成2-4％的外倾横坡。

9.根据权利要求1所述的一种包边路基的内部排水结构，其特征在于：所述横向排水管(3)延伸至纵向集水盲沟(1)内部位置，且延伸到纵向集水盲沟(1)内的长度为5-15cm，且端部包裹有透水土工织物(12)，所述透水土工织物(12)为渗透系数大于5.0×10-2cm/s的Ⅰ级无纺土工织物，所述横向排水管(3)为PVC排水管，管径为10-20cm。

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