CN220927362U - 一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，属于路基技术领域，解决了现有毛细阻滞路基结构因没有与通风管结合导致不能进一步提高土体水汽排出效率的问题；其包括路基主体，路基主体包括依次从上至下设置的路面层和坡面层，坡面层包括第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层，且第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层的交界处设置有用于排出土体水汽的多个通风管组件。本实用新型采用第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层减少水分垂直迁移，使水分横向导排，并通过多个通风管组件利用风力将第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层土体中的水汽加快排出，从而有效干预了水汽的垂直迁移及聚集减少路基内土体水分在覆盖层下聚集，减轻或消除覆盖效应。

Description

一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构

技术领域

本实用新型涉及路基技术领域，具体涉及一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构。

背景技术

现有公路、铁路、机场跑道以及房屋建筑等重大工程在季节冻土区展开，实际工程中路基土体中的水由季节性温变、毛细等作用而向上迁移，由于路基表面存在混凝土或沥青路面等透气透水性极差的面层，导致水分在覆盖层下聚集，引起浅层土体含水率增加，形成覆盖效应。其中季节冻土区土体内部的水随着季节变化而发生相态转变，即冬季冻结呈固态冰而春夏季融化为液态水，路基的反复冻结、融化交替出现，造成路基严重变形，导致路基和路面塌陷、下沉、变形、破裂甚至扭成麻花状，影响正常使用。因此，良好的路基支撑及其长期稳定性主要取决于路基土体内的水分含量。

为了避免季节冻土区公路路基产生覆盖效应，现有技术通常采用改善路基土质(换填法、化学改良法等)、保温、改善路基水分状况、路基路面结构改进措施等单一或综合措施，但从机理上看，最有效的防治措施是防止地下水或路基下部土层内水分流向冻结锋面，受土中超静孔隙水压力的影响，传统的防治措施难以有效防止冻胀，以至于依然存在反复冻融情况，对路基设置排水等措施，未必能够有效的消散超静孔隙水压力，且这些排水措施本身也可能被冻结，进而影响排水，且长期性能尚不明确。因此，相对有效的防治措施应控制或尽可能减少水分迁移至最大冻结深度附近，以阻止水分流向冻结锋面。

现有公开号为CN103485322 B的中国专利公开了一种有效防治路基湿化病害的毛细阻滞路基结构，包括排水沟以及设于地基上的互相连接的路基和边坡；路基包括自上而下依次设置的路面、浅层路基土层、土工布或粗粒土层、深层路基土层；边坡包括自上而下依次设置的填方边坡层、土工布或粗粒土层、深层路基土层；浅层路基土层和土工布或粗粒土层形成第一毛细阻滞层；填方边坡层和土工布或粗粒土层形成第二毛细阻滞层；第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层依次连接；排水沟设于填方边坡层底部并与第二毛细阻滞层连接。该路基结构造价低廉，能够有效控制路面裂隙、填方边坡处以及深层干燥裂隙引起的湿化病害，但是毛细阻滞路基结构单一，没有设置通风管以加快土体水汽排出。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，解决了现有毛细阻滞路基结构因没有与通风管结合导致不能进一步提高土体水汽排出效率的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，包括路基主体，路基主体包括依次从上至下设置的路面层和坡面层，坡面层包括第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层，且第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层的交界处设置有用于排出土体水汽的多个通风管组件

本方案中，第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层的设置使水分不易垂直迁移，使水分在其内的相对渗透系数更小的土层中横向导排，通过多个通风管组件利用风力将第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层土体中的水汽加快排出，从而有效干预了水汽的垂直迁移及聚集，实现路基土体内水汽排出并减轻路基土体内部与自然界之间的温度差异，进而减少路基内土体水分在覆盖层下聚集，减轻或消除覆盖效应。

进一步地，路面层和坡面层之间、坡面层的两侧坡面上均设置隔水层。隔水层能够有效阻止第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层的水分迁移至路面层上。

进一步地，第一毛细阻滞层包括从上至下依次设置的第一粗粒层、第一透水土工布和细粒层。第一透水土工布的孔隙不超过第一粗粒层与细粒层的最小粒径，使第一粗粒层和细粒层之间的交界面具有毛细阻滞作用，使水分不易从细粒层迁移至粗粒层中。

进一步地，第二毛细阻滞层包括从上至下依次设置的第二粗粒层、第二透水土工布和天然土层。第二透水土工布的孔隙不超过第二粗粒层与天然土层的最小粒径，使第二粗粒层和天然土层之间的交界面具有毛细阻滞作用，使天然土层中的水分不易迁移至第二粗粒层中。

进一步地，多个通风管组件间隔均匀地设置在细粒层的底部中，每个通风管组件均包括沿垂直于路面层道路延伸方向设置在细粒层内的通风管，且通风管的两端均穿过坡面层的坡面。通风管可以通过风力有效加快细粒层和第二粗粒层中水分的蒸发，加快水汽排出。

进一步地，通风管内的一端上设置有风门，风门包括风门板，风门板的迎风面上依次设置有保温层和隔热层。在外部空气不符合温度和湿度要求时，可以通过关闭风门阻挡外部空气进入通风管内，且保温层能维持通风管内部温度，隔热层能隔绝外界温度。

进一步地，通风管内的另一端向上弯折设置并与无动力风球连通。无动力风球能将任何平行方向的空气流动加速并转变为由下而上垂直的空气流动，以提高通风管内内部通风换气的效果。

进一步地，通风管包括上盖板和下盖板，上盖板可拆卸设置在下盖板上，且下盖板的底部沿轴向方向上设置有多个辅助风管。上盖板与下盖板可拆卸设置便于安装辅助风管，辅助风管能增大第二毛细阻滞层中水汽的排出范围。

进一步地，每个辅助风管均包括三个呈爪型分布的支管，三个支管上均开设有多个孔洞，且三个支管的一端均开口设置，三个支管的另一端穿过下盖板并置于第二毛细阻滞层中。由于水分主要来源于天然土层，三个支管通过依次穿过第二粗粒层和第二透水土工布并置于天然土层中能够通过排出第二粗粒层和天然土层的水分。

进一步地，三个支管的内侧壁上均竖直设置有隔板，每个隔板的底端与支管的端部留有间隙，位于三个支管中部的隔板的另一端伸出支管的开口端并与迎风管旋转连接。隔板的设置能够使支管内形成U型的排汽管道，能够更好促进气流流动。迎风管的旋转设置能够多角度承接气流，增强水汽排出。

本实用新型公开了一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其有益效果为：

本实用新型采用第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层减少水分垂直迁移，使水分横向导排，并通过多个通风管组件利用风力将第一毛细阻滞层和第二毛细阻滞层土体中的水汽加快排出，从而有效干预了水汽的垂直迁移及聚集，实现路基土体内水汽排出并减轻路基土体内部与自然界之间的温度差异，进而减少路基内土体水分在覆盖层下聚集，减轻或消除覆盖效应。

附图说明

图1为通风管路基结构的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为风门的结构示意图；

图4为辅助风管的结构示意图；

其中：1、路面层；2、第一毛细阻滞层；21、第一粗粒层；22、第一透水土工布；23、细粒层；3、第二毛细阻滞层；31、第二粗粒层；32、第二透水土工布；33、天然土层；4、隔水层；5、通风管；51、风门；52、无动力风球；53、辅助风管；531、支管；54、隔板；55、迎风管；56、轴承。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

参考图1～2，本实施例提供一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，包括路基主体，路基主体包括依次从上至下设置的路面层1和坡面层，路面层1和坡面层之间、坡面层的两侧坡面上均设置隔水层4。隔水层4能够有效阻止第一毛细阻滞层2和第二毛细阻滞层3的水分迁移至路面层1上。

优选但不局限地，隔水层4采用两层土工膜中间夹一层塑料膜制成，两层土工膜可以保护塑料膜被破坏，延长隔水层4的使用寿命。

坡面层包括第一毛细阻滞层2和第二毛细阻滞层3，第一毛细阻滞层2和第二毛细阻滞层3的设置使水分不易垂直迁移，使水分在其内的相对渗透系数更小的土层中横向导排。

第一毛细阻滞层2和第二毛细阻滞层3的交界处设置有用于排出土体水汽的多个通风管组件。通过多个通风管组件利用风力将第一毛细阻滞层2和第二毛细阻滞层3土体中的水汽加快排出，从而有效干预了水汽的垂直迁移及聚集，实现路基土体内水汽排出并减轻路基土体内部与自然界之间的温度差异，进而减少路基内土体水分在覆盖层下聚集，减轻或消除覆盖效应。

具体的，参考图1，第一毛细阻滞层2包括从上至下依次设置的第一粗粒层21、第一透水土工布22和细粒层23。第一粗粒层21厚度具体根据路基主体最大冻结深度确定，以兰州地区路基为例，其第一粗粒层21厚度至少为0.7m、土体粒径为0.5-5mm，且饱和水渗透系数不低于1×10-4m/s。

第二毛细阻滞层3包括从上至下依次设置的第二粗粒层31、第二透水土工布32和天然土层33。

本实施例中，第一透水土工布22和第二透水土工布32的孔隙分别不超过细粒层23和天然土层33的最小粒径，从而使第一粗粒层21与细粒层23、第二粗粒层31与天然土层33交界面处具有毛细阻滞作用，使水分不易垂直向上迁移。

细粒层23具有较高的饱和含水率，且其饱和渗透系数较小，第一粗粒层21、第二粗粒层31均具有较好的导水能力，且均与细粒层23的饱和渗透系数需有较大的差异。

具体的，参考图1～2，多个通风管组件间隔均匀地设置在细粒层23的底部中，每个通风管组件均包括通风管5、风门51、无动力风球52和辅助风管53。

每个通风管5均沿垂直于路面层1道路延伸方向设置在细粒层23内，且通风管5的两端均穿过坡面层的坡面。通风管5的环面上开设有多个通风孔，从而可以通过风力有效加快细粒层23和第二粗粒层31中水分的蒸发，加快水汽排出。

通风管5内的一端上设置有风门51，参考图3，风门51包括风门板511，风门板511的迎风面上依次设置有保温层513和隔热层512。在外部空气不符合温度和湿度要求时，可以通过关闭风门51阻挡外部空气进入通风管5内，且保温层513能维持通风管5内部温度，隔热层512能隔绝外界温度。

通风管5内的另一端向上弯折设置并与无动力风球52连通。无动力风球52利用自然界空气对流原理，通过自然风和空间内外温差，轻易驱动其内涡轮叶片转动，实现无成本运转。本实施例中的无动力风球52由全不锈钢组成，耐酸碱、耐腐蚀。无动力风球52能将任何平行方向的空气流动加速并转变为由下而上垂直的空气流动，以提高通风管5通风换气的效果。且在风门51打开时，无动力风球52与通过风门51进入的气流同时作用，加快气流在通风管5与辅助风管53内部的流动，使路基主体内外温度与湿度进行对流，加速内外温度平衡以及水汽排出。

通风管5包括上盖板和下盖板，上盖板可拆卸设置在下盖板上，且下盖板的底部沿轴向方向上设置有多个辅助风管53。上盖板与下盖板可拆卸设置便于安装辅助风管53，辅助风管53能增大第二毛细阻滞层3中水汽的排出范围。

作为本实施例的进一步方案，上盖板与下盖板上的连接处分别设置有多个卡槽和卡口，多个卡槽和多个卡口呈一一匹配关系，卡口嵌入卡槽中以保证所述通风管5的一体性。

作为本实施例的进一步方案，参考图4，每个辅助风管53均包括三个呈爪型分布的支管531，三个支管531上均开设有多个孔洞，且三个支管531的一端均开口设置，三个支管531的另一端穿过下盖板并置于第二毛细阻滞层3中。由于水分主要来源于天然土层33，三个支管531通过依次穿过第二粗粒层31和第二透水土工布32并置于天然土层33中能够通过排出第二粗粒层31和天然土层33的水分。

作为本实施例的进一步方案，三个支管531的内侧壁上均竖直设置有隔板54，每个隔板54的底端与支管531的端部留有间隙，隔板54的设置能够使支管531内形成U型的排汽管道，能够更好促进气流流动。

且位于三个支管531中部的隔板54的另一端伸出支管531的开口端并与迎风管55旋转连接。迎风管55顶端开口且弯折设置，迎风管55的底端开口设置，且其底端内壁通过轴承56旋转设置在隔板54上，从而迎风管55能够在水平方向进行360°旋转以多角度承接气流，增强水汽排出。

本实施例的施工过程为：

步骤A：平整场地，对天然土层33进行夯实碾压。

步骤B：铺设第二透水土工布32。

步骤C：在第二透水土工布32上铺设第二粗粒层31，整平并压实，并预留辅助通风管5位置。

步骤D：在辅助风管53预定位置打孔，打孔结束后，放入中空沙袋。

步骤E：铺设细粒层231/3厚度填料，整形并安装通风管5的部下盖板，下盖板预留孔洞与步骤C所预留孔洞一一对应，并插入辅助风管53。

步骤F：连接每列的三根辅助风管53的支管531，并利用能够水平方向360°选装活动性较好的轴承56与迎风管55连接。

步骤G：以上步骤完全合适后，安装通风管5的上盖板，使上盖板和下盖板组合位置的卡槽完全咬合。

步骤H：安装风门51及无动力风球52。

步骤I：确定最大冻结深度，铺设细粒层23剩余部分填料。

步骤J：在细粒层23上铺设第二透水土工布32，第一粗粒层21以及隔水层4，水平隔水层4左右两侧露出至少5cm。隔水层4两层土工膜之间夹一层塑料膜复合而成，横向接缝处隔水层4至少搭接5cm。

步骤K：铺设坡面层坡面的隔水层4，并与水平的隔水层4进行搭接，搭接宽度不少于5cm。

步骤J：铺设路面层1。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：包括路基主体，所述路基主体包括依次从上至下设置的路面层(1)和坡面层，所述坡面层包括第一毛细阻滞层(2)和第二毛细阻滞层(3)，且所述第一毛细阻滞层(2)和所述第二毛细阻滞层(3)的交界处设置有用于排出土体水汽的多个通风管组件。

2.根据权利要求1所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述路面层(1)和所述坡面层之间、坡面层的两侧坡面上均设置隔水层(4)。

3.根据权利要求1所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述第一毛细阻滞层(2)包括从上至下依次设置的第一粗粒层(21)、第一透水土工布(22)和细粒层(23)。

4.根据权利要求1所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述第二毛细阻滞层(3)包括从上至下依次设置的第二粗粒层(31)、第二透水土工布(32)和天然土层(33)。

5.根据权利要求3所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：多个所述通风管组件间隔均匀地设置在所述细粒层(23)的底部中，每个通风管组件均包括沿垂直于所述路面层(1)道路延伸方向设置在细粒层(23)内的通风管(5)，且所述通风管(5)的两端均穿过所述坡面层的坡面。

6.根据权利要求5所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述通风管(5)内的一端上设置有风门(51)，所述风门(51)包括风门板(511)，所述风门板(511)的迎风面上依次设置有保温层(513)和隔热层(512)。

7.根据权利要求6所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述通风管(5)内的另一端向上弯折设置并与无动力风球(52)连通。

8.根据权利要求5所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：所述通风管(5)包括上盖板和下盖板，所述上盖板可拆卸设置在所述下盖板上，且下盖板的底部沿轴向方向上设置有多个辅助风管(53)。

9.根据权利要求8所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：每个辅助风管(53)均包括三个呈爪型分布的支管(531)，三个所述支管(531)上均开设有多个孔洞，且三个支管(531)的一端均开口设置，三个支管(531)的另一端穿过所述下盖板并置于所述第二毛细阻滞层(3)中。

10.根据权利要求9所述的基于毛细阻滞作用的通风管路基结构，其特征在于：三个支管(531)的内侧壁上均竖直设置有隔板(54)，每个所述隔板(54)的底端与所述支管(531)的端部留有间隙，位于三个支管(531)中部的隔板(54)的另一端伸出支管(531)的开口端并与迎风管(55)旋转连接。