全面防水的路基的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种全面防水的路基，路基以密封的方式全包有路基防水增强层；本实用新型阻断了路基承力层与外界的水交换,既可防止地表水、路基边坡渗水和地下水进入路基承力层和路面结构内部而影响承载力和稳定性，有效解决水损坏的同时，还能保证路基材料的含水量控制，使路基长期处于施工控制的最佳含水量下正常工作，避免路基因含水量蒸发损失、非均匀迁移而导致的承载力、稳固性恶化及严重差异沉降；路基含水量的稳定控制，还能使水敏感性强的膨胀土、湿陷性土等地区的路基修筑就地取材、充分利用，避免挖方弃土、填方借料和转运，既节省工程造价又节能环保。
【专利说明】全面防水的路基
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种路面构造，尤其是一种全面防水的路基。
【背景技术】
[0002]在各种道路、机场跑道和市政设施等领域，路面寿命问题是影响其使用成本的关键因素，并且，道路出现损坏后的维修，还会影响整个市政、经济的正常运行，因而，如何提高道路的使用寿命长期以来都是施工建设中亟待解决的问题。而导致路面早期破坏、寿命缩短的原因有许多；其中，路面及各个功能功能层之间的协调受力、抗振以及积水均是路面寿命缩短的主要原因；而水对道路的损坏则具有主导作用，路面水损坏可分为路表水损坏和地下水损坏两种。
[0003]路表水损坏，主要是指路表水(如雨水)通过面层孔隙、接缝或裂缝进入面层内部，导致面层材料水损坏，水进一步渗入基层，造成基层动水冲刷破坏，并在面层与基层间形成非均匀脱空和非均匀支承，对浙青混凝土路面而言，层间动水冲刷还会削弱面层与基层的粘结力，不利于浙青混凝土面层受力。当水再进一步下渗进入路基，若路基排水不良则使其长期被水浸泡，路基材料强度和弹模降低，易导致路基失稳，继而引发基层沉陷、断裂，最后导致面层出现唧泥现象、沉陷和断裂破坏。在解决路表水损坏方面，现行路面已有在面层与基层之间设置多孔排水基层的措施，将渗入基层的路表水排出路面以外，并取得了较好的效果。
[0004]地下水损坏，是指湿度较大路床土或地下水位较高地区，路床土、路基下部或路堑边坡内的水通过毛细管作用或侧向渗流进入路面结构内部引起的路面破坏。地下水长期侵蚀基层，削弱底基层、基层的整体强度，降低基层材料的模量，同时动水作用也会加速基层破坏，从而引发路面面层沉陷、断裂破坏。此外，地下水进入路面结构内部的同时，在汽车荷载尤其是重载的不断挤压下，还会附带有少量路基细粒土，造成路基细粒土流失，路基整体强度降低并影响路面结构承载力，路基细粒土随水附带上升也会导致路面频繁出现唧泥现象，上升的细粒土还会堵塞透水垫层通道，造成排水不畅。另外，在北方高寒地区，地下水还会引起路基的冻胀破坏，加剧了路面使用寿命的降低。路基土中存在着无数的毛细管，地下水会通过路基中的毛细管上升到路基内部，特别在冬季，当大气负温传入地下，地表中的自由水首先冻结成冰晶体，随着气温的继续下降，结合水的最外层也开始冻结，使冰晶体逐渐扩大，并在土层中形成冰夹层，水分冰冻后体积将增加，使土体随着膨胀发生隆起，出现冻胀现象。当土中细粒越多，形成的毛细管就越多，对路基的冻胀影响也越大。因此必须有效的阻止地下水对路面结构的破坏。
[0005]现有阻止地下水进入地基的措施主要有:第一，设置砂砾、多孔水泥稳定碎石等透水垫层，该措施能够减少毛细管，控制地下水的上升数量。但仍有部分水会通过毛细管作用继续上升至路面结构内部。同时，在地下水位较高路段，由于路基长时间处于潮湿状态，行车荷载的不断振动作用，将使路基土质软化、土颗粒变细，在荷载振动挤压下地下渗水附带路基细粒土上升。路基细粒土上升至垫层带来两个不良后果:一是路基细粒土流失，造成路基土强度降低，引发路面沉陷破坏；二是路基细粒土上升填充透水垫层的孔隙，易造成垫层排水不畅，且由于垫层孔隙率变小，毛细管变细，水上升高度变大，增强了水的毛细作用，地下水更易通过毛细管作用上升至基层甚至面层。垫层上的基层基本上都是无机结合料稳定粒料半刚性基层，其自身难以完全阻止水的渗透，且干缩和温缩裂纹普遍存在，这些无疑给地下水通过毛细管作用夹带路基细粒土一起上升至基层和面层提供了通道，由此引发基层、面层水损坏和路面唧泥现象。同时，多孔水泥稳定碎石类透水垫层的施工质量要求高，透水垫层混合料的拌制对用水量的要求特别高，如果用水量过小，在碾压混合料时容易松散；如果用水量过大，则容易出现离析现象。施工控制不好，将影响其排水效果，孔隙率降低提供毛细管道。第二，在北方高寒地区的冬季，为解决路基冻胀破坏，通常采用换填土的做法，即用水稳定性好、非冻胀土或若冻胀土换填路基的上部，如砂、砂砾、矿渣等。采用该措施可大大减轻路基的冻胀程度，但存在的问题是，由于毛细水的上升，地下水仍会造成路面结构内部的冻胀破坏。即使再设置透水垫层，毛细水也会渗入垫层中凝结成冰，并导致垫层冻胀现象。垫层发生冻胀变形，必然受到基层给予其垂直方向和层间切向的约束，这种约束越强，垫层受到的约束力就越大，相应地，垫层给予基层的反作用力也就越大，这种反作用力包括垫层对基层的挤压力和层间切向剪力或摩擦力(对基层而言，该剪力或摩擦力表现为基层底部受拉)。半刚性基层材料具有较高的抗压强度，可以抵抗挤压力产生的压应力，但是，半刚性基层材料的抗拉强度较小，层间切向力使得基层受拉，进而会对基层造成不利影响，甚至当这种拉应力达到其抗拉强度时，出现基层开裂，引发路面破坏。另外，对于面层为硬性的路面结构，例如为水泥混凝土路面时，由于面层的刚性较强，在重荷载作用下极容易发生变形甚至断裂，破坏路面，进而为路表水深入基层提供了通道。
[0006]同时，现有的路面结构中，各个功能层之间对于负载的变化不具有协调能力，并且因为地下及地表水的影响会出现不均匀沉降，因而早期破坏分别出现，也会导致路面结构的寿命降低。
[0007]现有技术中，为解决上述问题，出现了一种防水抗振路面结构；采用在垫层和基层之间设置防水层、在基层和路面之间设置防水减振层并在路基和垫层之间设置了透水过滤层；可以在一定程度上使地下水上升进入垫层排出路面以外的同时，能有效阻断路基细粒土或颗粒被地下水带入透水垫层，避免路基细粒土或颗粒的流失，减少路面沉陷，还可避免路基细粒土或颗粒堵塞透水垫层的孔隙；避开了防水层与基层和垫层的直接接触，层间接触面相对较光滑，大大减小了基层与垫层之间的摩擦力，使得垫层冻胀或热膨胀变形时，基层对它的层间切向约束作用极大减轻，从而避免了防水层材料的损害；由于薄膜类防水层具有一定的适应变形的能力，可起到应力吸收和协调变形的作用，利于基层受力；由于防水层的设置，阻断了地下水继续上升进入基层和面层，避免由于地下水上升引起的基层和面层冻胀破坏；因此，设置防水层后，阻止地下水进一步上升至基层和面层，有效解决地下水损坏的同时，将显著减小冬季因地下水冻胀引起的路面病害和破坏问题，同时，还可以阻止地表水通过垫层进入路基，避免由此引起的路基水损和路面唧泥现象；由于有效阻止了地下水的上升，在透水垫层由于施工质量控制不好造成孔隙率降低的情况下，可以防止路基细粒土或颗粒堵塞透水垫层已有的孔隙，不会造成孔隙率进一步减小甚至堵塞；防水减振功能层能阻止地表水渗透进入内部对路面结构造成的破坏，同时通过落重冲击实验表明，防水减振功能层能够有效提闻抗振动冲击能力。[0008]上述结构虽然能够一定程度的解决前述技术问题(主要解决了地表水从面层顶部自上而下进入基层和路基、地下水从路基顶面自下而上进入基层和面层)，但是，填方路基的大气降水、渗水路堤以及路基旁其他水源仍然可以通过路基边坡或基底侧面渗入路基内部，挖方路基边坡(尤其是渗透性大的土质边坡等)的雨水、地表渗水、地下水也会通过道路两侧和地基底部进入到路基路床，诸如此类，水从各种渠道或方式进入路基使之含水量超过路基设计最佳含水量，都会导致其强度和稳定性的下降，程度稍严重就会引发路面结构的破坏。尤其对于膨胀土、凝灰岩等具有遇水膨胀崩解、失水收缩性质敏感的土质或岩质路基材料，湿胀干缩效应明显，含水量的轻微变化都会引起显著的路面病害，所以，保证路基材料在最佳含水量下的稳定非常重要，因此除了要防止外来水从各个方向进入路基使含水量增大外，还需要防止因气候和环境改变而引起的路基水分蒸发、迁移流失而引起的含水量减小，这也是此类路基材料所形成的路面结构长期存在开裂、沉陷、坍塌等破坏且难以有效解决的主要问题。
[0009]此外，上述结构对路基自身承载力和受力稳定性缺乏贡献，在高填方路段常常将路基边坡做成台阶型和较平缓的坡度，占地面积较大，而且在这些高填方路基路段和一些特殊路基路段，路基承载力和稳定性的下降会引发潜在滑动面的形成并贯通连接，引起边坡开裂、塌方以及路面结构的沉陷破坏等；同时，上述结构虽然对于路面上部主体来说，抗振效果有所改善，但由于路基两侧的粘连作用，地基在发生不均匀沉降及抗击振动震动时，路基的独立性、整体性和稳定性不足，适应变形协调能力不强，易于出现局部病害，局部病害会进一步加深地表水和地下水对道路结构的不利影响。
[0010]因此，需要一种路面构造，各功能层具有全方位的防水效果，既避免地表大气降水、地下水以及浸水路堤等水源从各个方向渗入使路基含水量增大而造成的路基路面破坏，也避免路基水分损失使含水量减小而对路基路面造成破坏；同时，功能层在保证全方位防水效果的基础上，还具有加强、套箍约束增强路基路面承载力、稳定性和耐久性的作用，并保证路基的整体性和独立性，使路基路面整体在受到荷载、冲击时能更好地协调受力变形，减少因振动冲击、地震作用而出现的局部破坏。
实用新型内容
[0011]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种全面防水的路基，路面构造各功能层具有全方位的防水效果，保证路基含水量的稳定控制，既避免外界水源进入路基，又能使路基含水量不致损失，从而避免路基含水量偏离最佳值而导致的路面破坏，同时对路基具有完全连续加强和包裹套箍约束增强作用，使路基路面整体的承载力和稳定性显著增强，在受到荷载及冲击、震动时能更好地协调受力变形。
[0012]本实用新型的全面防水的路基，所述路基以密封的方式全包有路基防水增强层。
[0013]进一步，所述路基为多层结构，层与层之间由加强层分隔且与加强层之间具有较大的摩擦系数；
[0014]进一步，所述路基为多层结构，每层均以密封的方式全包有路基防水增强层，且叠加形成路基整体；
[0015]进一步，所述路基防水增强层与路基之间具有较大的摩擦系数；
[0016]进一步，多层路基结构形成的路基整体全包有路基外层增强层；[0017]进一步，所述加强层为两布一膜复合土工膜、经编复合增强复合土工膜或高强加筋复合土工膜；
[0018]进一步，所述路基防水增强层为两布一膜复合防水土工膜、经编复合增强防水复合土工膜或高强加筋复合防水土工膜。
[0019]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的全面防水的路基，路基采用具有足够强度(具有加强作用)且不透水材料全包的密封式防水增强结构，既隔断了地上水、地下水等水源从各种途径、各个方向(尤其是从路基侧面)进入路基，也防止了路基水分的蒸发、迁移散失，使路基含水量在施工最佳含水量下处于稳定控制，有效解决了因路基含水量增大或减小而导致其强度、承载力和稳定性下降带来的各种路基路面破坏现象，同时，还将显著减小冬季因地下水冻胀引起的路基病害和破坏，还可以完全阻止地表水通过透水垫层进入路基，避免由此引起的路基水损和路面唧泥现象，使路面构造整体稳定；同时阻断路基细粒土或颗粒被地下水带入透水垫层，避免路基细粒土或颗粒的流失，杜绝因路基问题导致的路面沉陷，当然，也就避免了路基细粒土或颗粒堵塞透水垫层的孔隙；该结构的路基对路基材料具有较好的适应性，特别是对于某些对水敏感的土质或岩质材料能够适用，比如膨胀土、湿陷性土以及凝灰岩等。这样，在水敏感土质岩质地区修筑道路时，可以充分合理地利用当地材料，减少挖方弃土、填方接料转运等造成的工程造价提高、能源消耗和环境破坏
坐寸ο
[0020]同时，由于路基采用全包结构，具有“完全连续加强增强”和“套箍约束”作用，显著提高路基路面的承载力、稳定性和抗震性，能很好地解决路基路面不均匀沉降问题，使高填方路段的路基能形成较陡的边坡而保持稳定，减少路基修筑的占地面积，同时彻底避免路基潜在滑动面的形成和贯通连接，延长道路整体的使用周期；同时，正常使用时，防水增强层也使路基本身受力状况具有明显的改善，同时，道路两侧由于防水增强层的分隔，没有现有技术的粘连，也就使路基整体独立而稳定，在受到荷载及冲击、震动时能更好地协调受力变形，增加路基以致道路构造的承受冲击的能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型的全面防水的路基作进一步说明。
[0022]图1为本实用新型的结构示意图；
[0023]图2为本实用新型路基防水增强层的搭接连接结构；
[0024]图3为本实用新型第二种结构示意图；
[0025]图4为本实用新型第三种结构示意图；
[0026]图5为本实用新型第四种结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型路基防水增强层的搭接连接结构；如图所示:本实用新型的全面防水的路基，所述路基I以密封的方式全包有路基防水增强层6 ;如图1所示，路基I在应用时，由上到下依次包括面层4、基层3和垫层2。
[0028]本实施例中，如图3所示，所述路基I为多层结构，层与层之间由加强层7分隔且与加强层7之间具有透较大的摩擦系数，较大的摩擦系数是指在受到具有使二者相对滑动的外力时，会产生较大的静摩擦力，避免滑移；由于加强层7具有高的抗拉强度且与各层路基之间摩擦附着力大，在各层路基材料底部形成较强的约束作用，能显著增强路基的承载力、稳定性和耐久性，使路基均匀受力，减少常规路基的非均匀沉降变形，并能够使层与层之间产生协同作用，避免局部沉降导致的连锁的破坏作用；而在日常使用时，层与层之间的本结构利于路基整体强度的提高，延长路基的使用寿命；如图3所示；形成多层结构，在保证路基I整体防水保水的能力的前提下，利于协同受力，抵抗外力的作用，加强层7在路基层间形成完全连续的加强，增强路基承载力和抵抗变形能力的同时，阻断了潜在滑动面的形成和贯通连接。
[0029]当然，也可以采用如图4所示，所述路基I也可以为多层结构，每层均以密封的方式全包有路基防水增强层6，且叠加形成路基整体，此时，所述路基防水增强层与路基之间以及路基最上层的防水增强层与路基上层之间具有静摩擦力。如图4所示，形成观感上的独立的多层结构，层与层之间相对独立，对于较大的外力更能协同受力，避免不均匀沉降；同时，分层全包有路基防水增强层形成的叠加式路基，整体含水量控制更好，加强增强和套箍约束能力更显著，路基承载力和稳定性能够更大幅度提升；形成多层结构，在保证路基I整体防水保水的能力的前提下，利于协同受力，抵抗外力的作用，层间的路基防水增强层6在路基层间形成完全连续的加强层，增强路基承载力和抵抗变形能力的同时，阻断了潜在滑动面的形成和贯通连接。
[0030]本实施例中，所述防水增强层6与路基I之间之间较大的摩擦系数；较大的摩擦系数是指在受到具有使二者相对滑动的外力时，会产生较大的静摩擦力，避免滑移；防水增强层6对路基形成较强的约束作用，能显著增强路基的承载力、稳定性和耐久性，使路基均匀受力，减少常规路基的非均匀沉降变形，并能够使上述多层分别全包实施例结构中层与层之间产生协同作用，避免局部沉降导致的连锁的破坏作用，而在日常使用时，层与层之间的本结构利于路基整体强度的提高，延长路基的使用寿命；如图4所示，在多层分别全包形成多层的独立结构时，在保证路基I整体防水保水的能力的前提下，利于协同受力，抵抗外力的作用，使各层路基间形成完全连续的加强，增强路基承载力和抵抗变形能力的同时，阻断了潜在滑动面的形成和贯通连接。
[0031]本实施例中，如图5所示，多层路基结构形成的路基整体全包有路基外层增强层8 ;路基分层全包叠加后，在最外围再包一层路基外层增强层8，以约束内部的各分层路基，进一步增加结构稳定性；路基外层增强层8可以为两布一膜复合防水土工膜、经编复合增强防水复合土工膜或高强加筋复合防水土工膜等等具有加强效果的膜，均能实现发明目的。
[0032]本实施例中，所述加强层7为两布一膜复合土工膜、经编复合增强复合土工膜或高强加筋复合土工膜；本实施例采用两布一膜复合土工膜，本结构层表面完全连续密封，不但具有较好的强度，还使路基各层之间不但具有较好的防水保水效果，还能增加整体的层间摩擦附着力，从而加强路基承载力和稳定性，以保证路面构造的使用寿命。
[0033]本实施例中，所述路基防水增强层6为两布一膜复合防水土工膜、经编复合增强防水复合土工膜或高强加筋复合防水土工膜；本实施例为两布一膜复合防水土工膜，不但具有较好的防水保水效果，还能增加整体的层间摩擦附着力，从而提高路基套箍约束能力，以保证路面构造的整体性、承载力和使用寿命；根据不同的路面状况和使用环境，采用不同单位质量和抗拉强度的防水复合土工膜；比如膨胀土路基、盐碱地路基或者重载路基，则应采用抗拉强度较大的路基防水增强层；本实施例采用经编复合增强防水(渗)复合土工膜，单位面积质量400g/m2?600g/m2，经纬向抗拉强度25kN/m?80kN/m。该复合土工膜具有高抗拉强度，低延伸率，纵横向变形均匀，耐穿刺强度高，摩擦系数大，附着力特别强，耐酸、碱、盐的腐蚀，抗老化耐久性好、防水性强等优良特性，不仅能够防止路基水分的增加与流失，由于其具有高的抗拉强度和摩擦附着力，套箍约束作用明显，还能显著增强路基的承载力、稳定性和耐久性，使路基均匀受力，减少常规路基的非均匀沉降变形。
[0034]当然，路基I在正常使用时，由下到上依次还具有垫层2和基层3，基层3与垫层2之间设置不透水的防水减振功能层5，防水减振功能层5与基层3和垫层2均自然分离并具有静摩擦力；改变了现有技术中各个功能层之间的紧密贴合的结构特征，使防水层与基层3和垫层2之间以及基层和垫层之间的直接接触使各个功能层之间的变形相互影响降到最低；静摩擦力的存在，利于保证路面构造整体性和协调性。
[0035]如图所示，基层4以密封的方式全包有防水减振功能层5，所述防水减振功能层5为两布一膜结构或者为防水土工膜、复合塑料编织布或塑料薄膜；本实施例为两布一膜结构；当然，基层3的全包方式可采用整体全包或分层全包再叠加的结构，均能实现实用新型目的；由于基层采用全包结构，还能够使基层形成整体或整体式叠加结构，减小基层出现不均匀沉降并且受到冲击力能够使道路整体协同受力，延长道路整体的使用周期；同时，正常使用时，也使基层本身受力状况具有明显的改善，可有效避免不均匀沉降导致的局部病害，增加基层以致道路构造的承受冲击的能力。
[0036]本实施例中，所述基层3上铺设有面层4，面层4为浙青混凝土复合面层、普通水泥混凝土面层、碾压混凝土面层、改性混凝土面层或纤维混凝土面层；所述基层为柔性基层、半刚性基层或刚性基层；所述垫层为透水的有机料垫层、无机料垫层或有机料与无机料结合垫层；实际上，本实用新型中，当基层并未采用全包的密封结构时，可采用浙青路面结构；或者，基层采用全包的密封结构时，在其上再加铺上基层(包括透水上基层)后，也可采用浙青路面结构。
[0037]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种全面防水的路基，其特征在于:所述路基以密封的方式全包有路基防水增强层。
2.根据权利要求1所述的全面防水的路基，其特征在于:所述路基为多层结构，层与层之间由加强层分隔且与加强层之间具有摩擦系数。
3.根据权利要求2所述的全面防水的路基，其特征在于:所述路基为多层结构，每层均以密封的方式全包有路基防水增强层，且叠加形成路基整体。
4.根据权利要求2或3所述的全面防水的路基，其特征在于:所述路基防水增强层与路基之间具有摩擦系数。
5.根据权利要求3所述的全面防水的路基，其特征在于:多层路基结构形成的路基整体全包有路基外层增强层。
6.根据权利要求2所述的全面防水的路基，其特征在于:所述加强层为两布一膜复合土工膜、经编复合增强复合土工膜或高强加筋复合土工膜。
7.根据权利要求4所述的全面防水的路基，其特征在于:所述路基防水增强层为两布一膜复合防水土工膜、经编复合增强防水复合土工膜或高强加筋复合防水土工膜。
【文档编号】E01C3/06GK203668784SQ201320653418
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】马银华, 杨庆国, 易志坚 申请人:马银华