CN216474320U - 用于湿陷性黄土基层的透水路面 - Google Patents

Abstract

用于湿陷性黄土基层的透水路面，包括自上至下依次设置的透水面层、透水砼基层、级配卵石层，所述级配卵石层下方设置有铺设于黄土基层上的渗水层，所述渗水层包括渗水网格，所述渗水网格上设置通孔，所述通孔上设置有插入至黄土基层中的渗水件，所述渗水件的侧壁上设置有若干与所述通孔连通的渗水孔。本实用新型的渗水层采用渗水网格和渗水件，使得水流在到达渗水层上后将在渗水网格和渗水件的作用下多次改变流动方向、流速降低，避免水流在进入黄土基层时冲刷黄土基层、在黄土基层内形成流道而导致黄土基层失稳，同时，渗水层与黄土基层之间的接触面积增大，能够更好地减轻上覆压力，显著地提高承载力，提高深层处理能力，满足工程需求。

Description

用于湿陷性黄土基层的透水路面

技术领域

本实用新型涉及海绵城市道路工程技术领域，具体涉及用于湿陷性黄土基层的透水路面。

背景技术

随着海绵城市概念的提出，越来越多的人开始重视生态透水路面，生态透水路面也开始大面积的应用在城市道路中，透水路面的主要功能是通过削减洪峰流量与径流量，延长峰现时间，通过在源头上对雨水进行处理，降低城市开发对自然水文循环系统的影响，减轻排水系统负荷及城市内涝风险。

当前的透水路面结构大体上可以分为两类，一类是全透水路面结构，另一类是半透水路面结构。但是，无论哪种透水路面结构，其对于湿陷性黄土地区都存在安全隐患。这是因为，湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，在天然湿度下，具有一定的结构强度，遇水浸湿时，强度显著降低，发生湿陷变形，因此，天然黄土在一定压力作用下，受水浸湿后，土的结构将迅速破坏，发生显著的湿陷变形，强度也随之降低。湿陷性黄土可进一步细分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土，其中，非自重湿陷性黄土浸水后需在一定附加压力作用下才发生湿陷。

传统的非自重湿陷性黄土的透水路面处理方法主要有重锤夯实法、挤密桩法和垫层法。垫层法是一种浅层处理湿陷性黄土地基的传统方法，如专利CN208965351U中公开的一种透水路面结构即是在黄土层上设置有轻量土垫层以减少底层黄土层的上覆压力，其对轻量土垫层进行的改进在于垫层中混入了棉杆纤维以增加轻量土层的强度和渗透性。但是，这种轻量土垫层仍然未能摆脱垫层法的缺陷，垫层与黄土基层的接触面仍为平面，添加的棉杆纤维对上覆压力的减轻作用弱，因而只适用于浅层处理，难以满足工程需求，且垫层与黄土基层的结合能力差，易产生相对水平位移导致整体结构崩坏，此外，渗入的水流容易在黄土中快速流动而导致黄土基层路基失稳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于湿陷性黄土基层透水路面，以解决现有技术中用于非自重湿陷性黄土基层的透水路面结构中，黄土基层的上覆压力大、透水路面结构稳定性差、渗入黄土基层的水流易在黄土基层中快速流动形成通路所导致的非自重湿陷性黄土基层透水路面的强度低、黄土基层易崩坏、透水路面使用寿命短等诸多问题，实现适合非自重湿陷性黄土基层的透水路面结构。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于湿陷性黄土基层的透水路面，包括自上至下依次设置的透水面层、透水砼基层、级配卵石层，所述级配卵石层下方设置有铺设于黄土基层上的渗水层，所述渗水层包括渗水网格，所述渗水网格上设置通孔，所述通孔上设置有插入至黄土基层中的渗水件，所述渗水件的侧壁上设置有若干与所述通孔连通的渗水孔。

本技术方案中，透水路面包括自上至下依次设置的透水面层、透水砼基层、级配卵石层。其中，级配卵石层是由各种大小不同粒级集料组成的混合料，优选地，所述级配卵石层由大小不同的鹅卵石构成。透水砼基层可以采用同一种透水混凝土，例如C20透水混凝土，也可以采用多种透水混凝土混合，例如C20透水混凝土与C25透水混凝土的混合。透水面层可以采用混凝土透水砖或透水混凝土。级配卵石层、透水砼基层和透水面层的材料均可采用市售的或者现有技术中的成分或配比。

本技术方案中，与现有技术不同的是，在级配卵石层下方还设置有渗水层。渗水层包括渗水网格，在部分实施例中，渗水层包括若干相互拼接的渗水网格，渗水网格的结构类似于地砖，在施工时，一块一块的渗水网格拼装在夯实的黄土上，且相邻的渗水网格之间的连接缝通过热熔胶或者其他专用胶粘贴封堵。渗水网格上设置有通孔，当渗水层上方来水量过大、雨水井来不及排水时，水流经渗水网格上设置的通孔进入到渗水件中，并经过渗水件上的渗水孔渗入至黄土基层中。本技术方案中，渗水孔位于渗水件的侧壁上，出水方向与进水方向不同能够有效地降低经通孔冲入的水流流速。

渗水网格和渗水件的设置使得水流在到达渗水层上后将在渗水网格和渗水件的作用下多次改变流动方向、流速降低，避免水流在进入黄土基层时冲刷黄土基层、在黄土基层内形成流道而导致黄土基层失稳。同时，渗水网格、渗水件可以有效地提高了渗水层与黄土基层之间的接触面积，相较于现有技术能够更好地减轻上覆压力，结合排水网垫层的设计，能够显著地提高承载力，提高深层处理能力，满足工程的多样化需求；同时，插入至黄土基层中的渗水件能够有效地防止渗水层和黄土基层之间的横向移动，整体透水路面结构更加稳定。

作为本实用新型中渗水件的一种优选结构，所述渗水件为中空结构，所述中空结构连通所述通孔和渗水孔。本技术方案中，渗水件为内部中空的结构，水流在进入中空结构后改变流动方向、降低流速，最终经渗水件壁面上设置的若干渗水孔流出渗水件，进入黄土基层中，不会对黄土基层产生冲刷、形成流道，降低黄土基层的稳定性。

进一步地，所述渗水件的内部设置有保水剂，所述保水剂吸水膨胀后能够覆盖该渗水件的至少部分渗水孔。在部分实施例中，所述保水剂可以是化学保水剂或者矿物保水剂。优选地，采用吸水效率更高的化学保水剂，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾等常见的丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物。保水剂在吸水后会膨胀，并缓慢向渗水件四周黄土基层中渗水。本技术方案中，保水剂的用量被配置为，所述保水剂吸水膨胀后能够覆盖该渗水件上的至少部分渗水孔。

保水剂在未吸水或者吸水量较低时，体积小，此时全部或者大部分渗水孔开启，渗水网格上的水流能够经渗水孔进入到黄土基层中。经过一段时间后，保水剂吸水膨胀直至覆盖全部或者大部分渗水孔，被覆盖的渗水孔关闭，渗水网格上的水流经通孔进入到渗水件中后，仅能通过膨胀的、浸润的保水剂缓慢地移动，最终经渗水孔渗入到渗水件四周的黄土基层中，进一步减弱雨水对黄土基层的冲刷，并且膨胀后的保水剂为水凝胶晶体，其硬度可以一定程度上提高渗水件的强度，并加固黄土基层、减少黄土基层的移动，进而提高透水路面的稳定性；此外，渗水层的所有渗水件之间的距离基本一致，因而在保水剂吸水或释水过程中，能够保持黄土基层中各处的湿润度均匀，避免局部过渡湿润而出现的塌陷；除了吸收雨水，保水剂还能够减少黄土基层中的水分，进而减少黄土基层中的水分蒸发量，在气温较低时，减少路面结冰，提高行车安全。

作为本实用新型的渗水件的另一种优选结构，所述渗水件为实心结构，所述渗水件上设置有若干流道，所述流道连通所述通孔和渗水孔。本技术方案中，渗水件自身为实心结构，并在实心结构中设置多条流道。水流经通孔进入渗水件后将沿流道移动，最终通过渗水孔排出。该结构同样能够实现水流方向的调整和流速的降低，保护黄土基层不受水流冲刷失稳。

进一步地，所述渗水件为锥体结构，所述锥体结构的外径自上至下逐渐减小。锥体结构在施工时能够更好地插入至夯实的黄土基层中，与黄土基层的结合更加紧密，并且锥体结构还有利于保水剂的放置和膨胀。

进一步地，所述渗水件的长度为10～50cm。渗水件的长度不宜过长，否则易受黄土挤压损坏，也不宜过短，降低了渗水层对黄土基层的固土效果。根据工程需求，渗水件的长度优选为10～50cm。

进一步地，所述渗水层和所述级配卵石层之间设置有排水网垫层，所述排水网垫层包括至少一层三维土工网垫。排水网垫层设置在渗水层和级配卵石层之间。所述排水网垫层可以是由金属丝或者塑料丝交缠而成的具有一定厚度的结构，例如由多层钢丝网构成。具备一定厚度的排水网垫层不仅能够起到支撑的作用，提升路面结构的整体强度，同时，排水网垫层上相互连通的网孔又能够起到透水的作用，自级配卵石层上透过的水流，能够在排水网垫层的网孔中流动。在部分实施例中，所述排水网垫层可以与雨水井连通，以使得渗透至排水网垫层的水流能够经排水孔进入到雨水井中收集。

进一步地，所述排水网垫层的顶部设置有加强筋。所述加强筋用于避免上方的级配卵石层中的石料损坏排水网垫层。

进一步地，所述排水网垫层的厚度与所述渗水层的厚度的比例为0.3～0.8:1。排水网垫层的主要功能在于水流量过大时，将大部分水流量引导至雨水井，其厚度可根据当地的排水量进行设置，但如果排水网垫层过厚，将导致透水路面的整体稳定性降低。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的渗水层采用渗水网格和渗水件，使得水流在到达渗水层上后将在渗水网格和渗水件的作用下多次改变流动方向、流速降低，避免水流在进入黄土基层时冲刷黄土基层、在黄土基层内形成流道而导致黄土基层失稳；

2、本实用新型的渗水网格、渗水件可以有效地提高了渗水层与黄土基层之间的接触面积，相较于现有技术能够更好地减轻上覆压力，结合排水网垫层的设计，能够显著地提高承载力，提高深层处理能力，满足工程的多样化需求；同时，插入至黄土基层中的渗水件能够有效地防止渗水层和黄土基层之间的横向移动，整体透水路面结构更加稳定；

3、本实用新型通过在渗水件中设置保水剂，进一步减弱雨水对黄土基层的冲刷，并且膨胀后的保水剂为水凝胶晶体，其硬度可以一定程度上提高渗水件的强度，并加固黄土基层、减少黄土基层的移动，进而提高透水路面的稳定性；

4、本实用新型的渗水件之间的距离基本一致，因而在保水剂吸水或释水过程中，能够保持黄土基层中各处的湿润度均匀，避免局部过渡湿润而出现的塌陷；

5、本实用新型利用渗水件中的保水剂可以除了吸收雨水，保水剂还能够减少黄土基层中的水分，进而减少黄土基层中的水分蒸发量，在气温较低时，减少路面结冰，提高行车安全；

6、本实用新型的排水网垫层不仅能够起到支撑的作用，提升路面结构的整体强度，同时，排水网垫层上相互连通的网孔又能够起到透水的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中一种排水网垫层和渗水层的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中另一种排水网垫层和渗水层的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例中一种渗水件中设置的保水剂未膨胀时的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中一种渗水件中设置的保水剂膨胀时的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例中另一种渗水件的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-黄土基层，2-渗水层，21-渗水网格，211-通孔，22-渗水件，221-渗水孔，23-保水剂，231-吸水膨胀的保水剂，24-流道，3-排水网垫层，31-加强筋，4-级配卵石层，5-透水砼基层，6-透水面层。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示的用于湿陷性黄土基层的透水路面，包括自上至下依次设置的透水面层6、透水砼基层5、级配卵石层4，所述级配卵石层4下方设置有铺设于黄土基层1上的渗水层2，所述渗水层2包括渗水网格21，所述渗水网格21上设置通孔211，所述通孔211上设置有插入至黄土基层1中的渗水件22，所述渗水件22的侧壁上设置有若干与所述通孔211连通的渗水孔221。

在部分实施例中，所述级配卵石层由大小不同的鹅卵石构成。透水砼基层可以采用同一种透水混凝土，例如C20透水混凝土，也可以采用多种透水混凝土混合，例如C20透水混凝土与C25透水混凝土的混合。透水面层可以采用混凝土透水砖或透水混凝土。

在一个或多个实施例中，所述渗水件可以是在实心结构上开设若干条笔直或弯曲的流道，以使得渗水网格上的水流经流道、渗水孔缓慢渗入黄土基层中，渗水件也可以是中空结构，允许进入内部的水流经渗水孔渗入黄土基层中。在一个或多个实施例中，所述渗水网格和渗水件之间可以是一体式结构，便于生产成型，也可以是两个相互独立的部件，在使用时拆装，便于更换、维护渗水件和渗水网格。在一个或多个实施例中，渗水网格上可以仅设置一个渗水件，也可以设置多个渗水件。

在一个或多个实施例中，渗水网格上的渗水件的结构可以是柱体、棱锥体、圆锥体、长方体、正方体、半球体等结构。优选地，所述渗水件22为锥体结构，所述锥体结构的外径自上至下逐渐减小。锥体结构在施工时能够更好地插入至夯实的黄土基层中，与黄土基层的结合更加紧密，并且锥体结构还有利于保水剂的放置和膨胀。

在部分实施例中，所述渗水件22的长度为10～50cm。渗水件的长度不宜过长，否则易受黄土挤压损坏，也不宜过短，降低了渗水层对黄土基层的固土效果。根据工程需求，渗水件的长度优选为10～50cm。

在部分实施例中，所述渗水层2和所述级配卵石层4之间设置有排水网垫层3，所述排水网垫层3包括至少一层三维土工网垫。在一个实施例中，所述排水网垫层采用多层钢丝网堆叠连接而成。优选地，所述排水网垫层朝向雨水井的方向倾斜，以便于水流进入雨水井。在一个或多个实施例中，如图3所示，所述排水网垫层3的顶部设置有加强筋31，以避免避免上方的级配卵石层中的石料损坏排水网垫层。在一个或多个实施例中，所述排水网垫层3的厚度与所述渗水层2的厚度的比例为0.3～0.8:1，优选为0.6～0.8:1。

本实施例中，渗水网格和渗水件的设置使得水流在到达渗水层上后将在渗水网格和渗水件的作用下多次改变流动方向、流速降低，避免水流在进入黄土基层时冲刷黄土基层、在黄土基层内形成流道而导致黄土基层失稳。同时，渗水网格、渗水件可以有效地提高了渗水层与黄土基层之间的接触面积，相较于现有技术能够更好地减轻上覆压力，结合排水网垫层的设计，能够显著地提高承载力，提高深层处理能力，满足工程的多样化需求；同时，插入至黄土基层中的渗水件能够有效地防止渗水层和黄土基层之间的横向移动，整体透水路面结构更加稳定。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图4和图5所示，所述渗水件22为中空结构，所述中空结构连通所述通孔211和渗水孔221；所述渗水件22的内部设置有保水剂23，所述保水剂23吸水膨胀后能够覆盖该渗水件22的至少部分渗水孔221。

本实施例中，保水剂在未吸水或者吸水量较低时，如图4所示，保水剂体积小，此时全部或者大部分渗水孔开启，渗水网格上的水流能够经渗水孔进入到黄土基层中。经过一段时间后，如图5所示，保水剂吸水膨胀直至覆盖全部或者大部分渗水孔，被覆盖的渗水孔关闭，渗水网格上的水流经通孔进入到渗水件中后，仅能通过膨胀的、浸润的保水剂缓慢地移动，最终经渗水孔渗入到渗水件四周的黄土基层中，进一步减弱雨水对黄土基层的冲刷，并且膨胀后的保水剂为水凝胶晶体，其硬度可以一定程度上提高渗水件的强度，并加固黄土基层、减少黄土基层的移动，进而提高透水路面的稳定性；此外，渗水层的所有渗水件之间的距离基本一致，因而在保水剂吸水或释水过程中，能够保持黄土基层中各处的湿润度均匀，避免局部过渡湿润而出现的塌陷；除了吸收雨水，保水剂还能够减少黄土基层中的水分，进而减少黄土基层中的水分蒸发量，在气温较低时，减少路面结冰，提高行车安全。

在部分实施例中，所述保水剂采用吸水能力更强的化学保水剂，优选地，采用聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾中的任一种化学保水剂。

实施例3：

在实施例1的基础上，如图6所示，所述渗水件22为实心结构，所述渗水件22上设置有若干流道24，所述流道24连通所述通孔211和渗水孔221。

本技术方案中，渗水件自身为实心结构，并在实心结构中设置多条流道。水流经通孔进入渗水件后将沿流道移动，最终通过渗水孔排出。该结构同样能够实现水流方向的调整和流速的降低，保护黄土基层不受水流冲刷失稳。

本文中所使用的“第一”、“第二”等只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.用于湿陷性黄土基层的透水路面，包括自上至下依次设置的透水面层(6)、透水砼基层(5)、级配卵石层(4)，其特征在于，所述级配卵石层(4)下方设置有铺设于黄土基层(1)上的渗水层(2)，所述渗水层(2)包括渗水网格(21)，所述渗水网格(21)上设置通孔(211)，所述通孔(211)上设置有插入至黄土基层(1)中的渗水件(22)，所述渗水件(22)的侧壁上设置有若干与所述通孔(211)连通的渗水孔(221)。

2.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水件(22)为中空结构，所述中空结构连通所述通孔(211)和渗水孔(221)。

3.根据权利要求2所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水件(22)的内部设置有保水剂(23)，所述保水剂(23)吸水膨胀后能够覆盖该渗水件(22)的至少部分渗水孔(221)。

4.根据权利要求3所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述保水剂(23)为化学保水剂。

5.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水件(22)为实心结构，所述渗水件(22)上设置有若干流道(24)，所述流道(24)连通所述通孔(211)和渗水孔(221)。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水件(22)为锥体结构，所述锥体结构的外径自上至下逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水件(22)的长度为10～50cm。

8.根据权利要求1所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述渗水层(2)和所述级配卵石层(4)之间设置有排水网垫层(3)，所述排水网垫层(3)包括至少一层三维土工网垫。

9.根据权利要求8所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述排水网垫层(3)的顶部设置有加强筋(31)。

10.根据权利要求8所述的用于湿陷性黄土基层的透水路面，其特征在于，所述排水网垫层(3)的厚度与所述渗水层(2)的厚度的比例为0.3～0.8:1。

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