防水路面結構及其施工方法

2023-06-09 13:28:31

專利名稱：防水路面結構及其施工方法
技術領域：
本發明涉及一種路面結構及其施工方法，尤其是一種防水路面結構及其施工方 法。
背景技術：
在道路、機場跑道和市政設施等領域，路面壽命縮短已成為施工建設中的一大難 題。導致路面早期破壞、壽命縮短的原因有許多。其中，研究表明「水是頭號敵人」。根據水 的來源，路面水損壞可分為路表水損壞和地下水損壞兩種。路表水損壞，主要是指路表水(如雨水)通過面層孔隙、接縫或裂縫進入面層內 部，導致面層材料水損壞，水進一步滲入基層，造成基層動水衝刷破壞，並在面層與基層間 形成非均勻脫空和非均勻支承，對浙青混凝土路面而言，層間動水衝刷還會削弱面層與基 層的粘結力，不利於浙青混凝土面層受力。當水再進一步下滲進入路基，若路基排水不良則 使其長期被水浸泡，路基材料強度和彈模降低，易導致路基失穩，繼而引發基層沉陷、斷裂， 最後導致面層出現唧泥現象、沉陷和斷裂破壞。在解決路表水損壞方面，現行路面已有在面 層與基層之間設置多孔排水基層的措施，將滲入基層的路表水排出路面以外，並取得了較 好的效果。地下水損壞，是指溼度較大路床土或地下水位較高地區，路床土、路基下部或路塹 邊坡內的水通過毛細管作用或側向滲流進入路面結構內部引起的路面破壞。地下水長期侵 蝕基層，削弱底基層、基層的整體強度，降低基層材料的彈模，同時動水作用也會加速基層 破壞，從而引發路面面層沉陷、斷裂破壞。此外，地下水進入路面結構內部的同時，在汽車荷 載尤其是重載的不斷擠壓下，還會附帶有少量路基細粒土，造成路基細粒土流失，路基整體 強度降低並影響路面結構承載力，路基細粒土隨水附帶上升也會導致路面頻繁出現唧泥現 象，上升的細粒土還會堵塞排水墊層通道，造成排水不暢。另外，在北方高寒地區，地下水還 會引起路基的凍脹破壞，加劇了路面使用壽命的降低。路基土中存在著無數的毛細管，地下 水會通過路基中的毛細管上升到路基內部，特別在冬季，當大氣負溫傳入地下，地表中的自 由水首先凍結成冰晶體，隨著氣溫的繼續下降，結合水的最外層也開始凍結，使冰晶體逐漸 擴大，並在土層中形成冰夾層，水分冰凍後體積將增加，使土體隨著膨脹發生隆起，出現凍 脹現象。當土中細粒越多，形成的毛細管就越多，對路基的凍脹影響也越大。因此必須有效 的阻止地下水對路面結構的破壞。現有阻止地下水進入地基的措施主要有第一，設置砂礫、多孔水泥穩定碎石等排 水墊層，該措施能夠減少毛細管，控制地下水的上升數量。但仍有部分水會通過毛細管作用 繼續上升至路面結構內部。同時，在地下水位較高路段，由於路基長時間處於潮溼狀態，行 車荷載的不斷振動作用，將使路基土質軟化、土顆粒變細，在荷載振動擠壓下地下滲水附帶 路基細粒土上升。路基細粒土上升至墊層帶來兩個不良後果一是路基細粒土流失，造成 路基土強度降低，引發路面沉陷破壞；二是路基細粒土上升填充排水墊層的孔隙，易造成墊 層排水不暢，且由於墊層孔隙率變小，毛細管變細，水上升高度變大，增強了水的毛細作用，地下水更易通過毛細管作用上升至基層甚至面層。墊層上的基層基本上都是無機結合料穩 定粒料半剛性基層，其自身難以完全阻止水的滲透，且幹縮和溫縮裂紋普遍存在，這些無疑 給地下水通過毛細管作用夾帶路基細粒土一起上升至基層和面層提供了通道，由此引發基 層、面層水損壞和路面唧泥現象。同時，多孔水泥穩定碎石類排水墊層的施工質量要求高， 排水墊層混合料的拌制對用水量的要求特別高，如果用水量過小，在碾壓混合料時容易松 散；如果用水量過大，則容易出現離析現象，施工控制不好，將影響其排水效果，孔隙率降低 提供毛細管道。第二，在北方高寒地區的冬季，為解決路基凍脹破壞，通常採用換填土的做 法，即用水穩定性好、非凍脹土或弱凍脹土換填路基的上部，如砂、砂礫、礦渣等。採用該措 施可大大減輕路基的凍脹程度，但存在的問題是，由於毛細水的上升，地下水仍會造成路面 結構內部的凍脹破壞。即使再設置排水墊層，毛細水也會滲入墊層中凝結成冰，並導致墊層 凍脹現象。墊層發生凍脹變形，必然受到基層給予其垂直方向和層間切向的約束，這種約束 越強，墊層受到的約束力就越大，相應地，墊層給予基層的反作用力也就越大，這種反作用 力包括墊層對基層的擠壓力和層間切向剪力或摩擦力(對基層而言，該剪力或摩擦力表現 為基層底部受拉)。半剛性基層材料具有較高的抗壓強度，可以抵抗擠壓力產生的壓應力， 但是，半剛性基層材料的抗拉強度較小，層間切向力使得基層受拉，進而會對基層造成不利 影響，甚至當這種拉應力達到其抗拉強度時，出現基層開裂，引發路面破壞。因此需要一種防水路面結構及其施工方法，能有效的阻止地下水和路表水對路面 結構的破壞。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種防水路面結構及施工方法。該目的是通過以 下技術方案實現的一種防水路面結構，自上而下包括面層、基層、排水墊層和路基，基層與 排水墊層之間設置不透水的防水層，防水層與基層、排水墊層均自然分離，排水墊層與路基 之間設置用於過濾細泥沙的透水過濾層。進一步，所述防水層為厚度0. Imm 0. 5mm的成品薄層軟質材料；進一步，所述防水層為防水土工膜、複合塑料編織布或塑料薄膜；進一步，所述透水過濾層為厚度0. 5mm 2mm的透水過濾土工布層；進一步，所述面層為浙青混凝土面層、普通水泥混凝土面層、碾壓混凝土面層、改 性混凝土面層或纖維混凝土面層；所述基層為柔性基層、半剛性基層或剛性基層；所述排 水墊層為粒料墊層、有機結合料穩定粒料墊層、無機結合料穩定粒料墊層或混合粒料墊 層；本發明的技術方案還包括一種防水路面結構的施工方法，鋪築順序為第一，夯實路基；第二，在路基上平整的鋪設透水過濾層；第三，在平整的透水過濾層上鋪築排水墊 層；第四，待排水墊層鋪築完全成型之後，再平整的鋪設防水層，使排水墊層與防水層之間 自然分離；第五，在平整的防水層上再鋪築基層，使基層與防水層之間自然分離；第六，在 基層上鋪築面層，從而形成完整的路面結構。本發明的有益效果在於第一，在路基和排水墊層之間設置透水過濾層，可以在確 保地下水上升進入排水墊層排出路面以外的同時，能有效阻斷路基細粒土或顆粒被地下水 帶入排水墊層，避免路基細粒土或顆粒的流失，減少路面沉陷，還可避免路基細粒土或顆粒堵塞排水墊層的孔隙，造成排水不暢。第二，在排水墊層與基層之間設置能與排水墊層和基 層自然分離的軟質薄膜類防水層材料後，首先，避開了防水層與基層和排水墊層的直接接 觸，層間接觸面相對較光滑，大大減小了基層與排水墊層之間的摩擦力，使得冬季水進入墊 層發生凍脹變形時，墊層與基層的層間切向約束作用極大減輕，有利於墊層和基層受力，而 且還能避免防水層材料的損壞。其次，由於薄膜類防水層具有一定的適應變形的能力，可起 到應力吸收和協調變形的作用，利於基層受力。再次，由於防水層的設置，在完全阻止地下 水進一步上升至基層和面層，有效解決地下水損壞的同時，將顯著減小冬季因地下水凍脹 引起的路面病害和破壞問題，同時，還可以完全阻止路表水通過墊層進入路基，避免由此引 起的路基水損和路面唧泥現象。最後，由於有效阻止了地下水的上升，在排水墊層由於施工 質量控制不好造成孔隙率降低的情況下，可以防止路基細粒土或顆粒堵塞排水墊層已有的 孔隙，不會造成孔隙率進一步減小甚至堵塞孔隙。第三，本發明的施工方法中，由於待排水 墊層完全形成後，再鋪設防水層，所以保證了排水墊層與防水層的自然分離，對於墊層的排 水也起到正面的作用。第四，本發明的施工方法中，由於待排水墊層完全形成後，再鋪設防 水層，所以保證了排水墊層與防水層的自然分離，對於墊層的排水也起到正面的作用。
本發明的其他優點、目標和特徵將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度 上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的 實踐中得到教導。


下面結合附圖和實施例對本發明的墊層上設防水層的路面結構及其施工方法作 進一步說明，附圖為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖所示，本發明的防水路面結構自上而下依次為面層1、基層2、防水層3、排水 墊層4、透水過濾層5和路基6。面層1為浙青混凝土面層、普通水泥混凝土面層、碾壓混凝 土面層、改性混凝土面層或纖維混凝土面層之一；基層2為柔性基層、半剛性基層或剛性基 層之一；防水層3為防水土工膜、複合塑料編織布或塑料薄膜之一；排水墊層4為粒料墊層 (粒料墊層為普通砂粒、碎石等墊層)、有機結合料穩定粒料墊層、無機結合料穩定粒料墊 層或混合粒料墊層(混合粒料墊層為粒料、有機結合料穩定粒料和無機結合料穩定粒料之 間的各種混合粒料墊層)之一；透水過濾層5為透水過濾土工布層；防水層3與基層2、排 水墊層4之間均自然分離。本發明的具體施工方法為鋪築順序為第一，夯實路基6 ；第二，在路基6上平整 的鋪設透水過濾層5 ；第三，在平整的透水過濾層5上鋪築排水墊層4 ；第四，待排水墊層4 鋪築完全成型之後，再平整的鋪設防水層3，使排水墊層4與防水層3之間自然分離；第五， 在平整的防水層3上再鋪築基層2，使基層2與防水層3之間自然分離；第六，在基層2上 鋪築面層1，從而形成完整的路面結構。實施例一，所述面層1為普通水泥混凝土面層，基層2為半剛性基層，防水層3為 厚度0. Imm的防水土工膜，排水墊層4為有機結合料穩定粒料墊層，透水過濾層5為厚度 0. 5mm的透水過濾土工布層，按照前述施工方法即可鋪築本發明的防水路面結構。
實施例二，所述面層1為浙青混凝土面層，基層2為柔性基層，防水層3為厚度 0. 5mm的塑料薄膜，排水墊層4為無機結合料穩定粒料墊層，透水過濾層5為厚度1. 25mm的 透水過濾土工布層，按照前述施工方法即可鋪築本發明的防水路面結構。實施例三，所述面層1為纖維混凝土面層，基層2為柔性基層，防水層3為厚度 0. 3mm的防水土工膜，排水墊層4為粒料墊層，透水過濾層5為厚度2mm的透水過濾土工布 層，按照前述施工方法即可鋪築本發明的防水路面結構。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技 術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本 發明的權利要求範圍當中。
權利要求
一種防水路面結構，自上而下包括面層(1)、基層(2)、排水墊層(4)和路基(6)，其特徵在於基層(2)與排水墊層(4)之間設置不透水的防水層(3)，防水層(3)與基層(2)、排水墊層(4)均自然分離，排水墊層(4)與路基(6)之間設置用於過濾細泥沙的透水過濾層(5)。
2.根據權利要求1所述的防水路面結構，其特徵在於所述防水層(3)為厚度0.1mm 0. 5mm的成品薄層軟質材料。
3 根據權利要求1或2所述的防水路面結構，其特徵在於所述防水層(3)為防水土 工膜、複合塑料編織布或塑料薄膜。
4.根據權利要求1所述的防水路面結構，其特徵在於所述透水過濾層(5)為厚度 0. 5mm 2mm的透水過濾土工布層。
5.根據權利要求1所述的防水路面結構，其特徵在於所述面層(1)為浙青混凝土面 層、普通水泥混凝土面層、碾壓混凝土面層、改性混凝土面層或纖維混凝土面層；所述基層 ⑵為柔性基層、半剛性基層或剛性基層；所述排水墊層⑷為粒料墊層、有機結合料穩定 粒料墊層、無機結合料穩定粒料墊層或混合粒料墊層。
6.一種權利要求1所述防水路面結構的施工方法，其特徵在於鋪築順序為第一，夯 實路基(6)；第二，在路基(6)上平整的鋪設透水過濾層(5)；第三，在平整的透水過濾層 (5)上鋪築排水墊層(4)；第四，待排水墊層(4)鋪築完全成型之後，再平整的鋪設防水層 (3)，使排水墊層(4)與防水層(3)之間自然分離；第五，在平整的防水層(3)上再鋪築基層 (2)，使基層(2)與防水層(3)之間自然分離；第六，在基層(2)上鋪築面層(1)，從而形成 完整的路面結構。
全文摘要
本發明提供一種防水路面結構及其施工方法，自上而下包括面層、基層、排水墊層和路基，所述基層與排水墊層之間設置不透水的防水層，防水層與基層、排水墊層自然分離，排水墊層與路基之間設置透水過濾層；該結構的施工方法為鋪築順序自下而上依次為路基、透水過濾層、排水墊層、防水層、基層和面層；該路面結構能夠有效的防止路表水和地下水對路面和路基造成的破壞，從而延長了道路的壽命。
文檔編號E01C7/32GK101831855SQ201010132668
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月25日 優先權日2010年3月25日
發明者何小兵, 唐羽, 易志堅, 楊慶國, 馬銀華, 黃鋒 申請人:馬銀華