一种路基结构及其施工方法与流程

本发明涉及道路建设领域，特别涉及一种路基结构及其施工方法。

背景技术：

随着我国城市化的快速推进，还产生了大量的建筑垃圾，这些建筑垃圾不仅占用空间，还具有污染环境的危害。常见的建筑垃圾包括渣土、废旧混凝土和砖块等，由于建筑垃圾种类杂乱、品质不一，很难进行有效的废物利用。常见的利用是将建筑垃圾粉碎后用作填料，但此类填料铺设成的路基、路面强度较低。

我国的道路总长为世界第一，沥青道路是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的道路，沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、经久耐用。因此，沥青道路是道路建设中一种被最广泛采用的高级道路。沥青混凝土时沥青路面的主要成分之一，由于其热感特性，使得路面在受阳光辐射时升温较快，且近年来，全球气候变暖以及城市化的快速发展，使得热岛效应日益严重。

目前，排水性道路一般是面层透水、基层不透水或面层和基层透水、垫层不透水的路面，这类路面只能在一定程度上解决路面积水问题，其本身存在诸如排水能力局限、竖向结构不通透、水损害加剧等不足。同时，路面温度积聚效应明显，沥青材料的强温感特性使其老化过快，容易造成路面变形等危害。因而，城市道路有必要采取一定的降温措施，常见的方式为定期洒水以实现降温和清扫的目的。而路基的排水蓄水性能是影响路面降温效果的重要因素。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种路基结构，能利用建筑垃圾铺成排水性道路，具有降温功能，达到延缓路面老化的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种路基结构，包括下路床和上路床以及设置在所述下路床两侧的边坡，所述下路床包括由下至上依次设置的基层、防水层和蓄水层，所述基层由粒径为2-4cm的砂砾石填充而成，所述防水层包括防水卷材和承重砖，所述承重砖铺设在整平后的所述基层上，所述防水卷材铺设在所述承重砖上，所述蓄水层包括堆砌在所述防水卷材上的方形砖块，所述方形砖块由废旧砖切割而成，且所述方形砖块围合成多个排列分布的正方形空腔，所述空腔内填充有由粉碎后的建筑垃圾混合成的细砂填料。

通过采用上述技术方案，将下路床分为多层，基层和承重砖用于支撑；防水卷材用于避免水分进入基层而破坏基层结构；蓄水层通过方形砖块和细砂填料将建筑垃圾中的废旧砖块和废土利用起来，由于各类建筑垃圾粉碎后的粒径有所差异，使得细砂填料的密实度得到了保证，并使得空腔具有蓄水功能，当气温较高时，空腔内的水分蒸发后带走路基和路面的热量，起到降温作用，从而达到延缓路面老化的效果。

本发明进一步设置为，所述方形砖块两侧带有凸缘，相邻四个所述空腔之间围合成柱形腔，所述柱形腔内插接有受力钢筋，且所述受力钢筋与所述柱形腔之间浇筑有再生混凝土。

通过采用上述技术方案，在柱形腔内设置受力钢筋，并利用再生混凝土固定受力钢筋，再生混凝土由废旧混凝土制成，其性能不弱于新制的混凝土，从而增加受力钢筋和方形砖块的牢固度，为路基增加强度。

本发明进一步设置为，所述受力钢筋呈u形，且其两端分别位于两个所述柱形腔中，所述受力钢筋上铺设有横向钢筋，所述横向钢筋的间距等于所述方形砖块的最大长度，且所述横向钢筋两端延伸入所述边坡中。

通过采用上述技术方案，将受力钢筋设置成u形，并在其上铺设横向钢筋，横向钢筋起到横向连接下路床和边坡的作用，以此增强路基的抗拉强度和抗弯强度，还起到减缓边坡塌陷的作用。

本发明进一步设置为，每一所述空腔内放置有两个竹筒，两个所述竹筒对称分布在所述横向钢筋两侧，且所述竹筒内填充有粒径为3-4mm的玄武岩碎石。

通过采用上述技术方案，在竹筒内填充粒径为3-4mm的玄武岩碎石，竹筒内的排水能力强于竹筒外的排水能力，以此形成排水区域和蓄水区域，当降水较多时，水分从竹筒内快速排出，竹筒对水分具有导向作用，有利于减小水分流动时对路基的损坏；当降水较少时，蓄水区域内的水分起到调节路基温度的作用。

本发明进一步设置为，所述竹筒内还插接有竖向钢筋，所述竖向钢筋顶部延伸至上路床中部，所述上路床由粒径为5-8cm的石灰岩铺成。

通过采用上述技术方案，利用竖向钢筋加强上路床和下路床之间的连接，以此增强路基的整体化程度，提高路基的抗震能力。

本发明进一步设置为，所述受力钢筋与所述横向钢筋之间铺设有土工布，所述土工布由多股中空的棉纤维捻合后编织而成。

通过采用上述技术方案，在受力钢筋与横向钢筋之间设置土工布，土工布由中空的棉纤维制成，棉纤维具有良好对的吸湿能力，而中空的形状进一步强化了棉纤维的吸湿能力，以此在下路床和上路床之间形成屏障，避免上路床铺设时碎石落入空腔内，从而确保空腔的排水能力和蓄水能力。

本发明进一步设置为，所述上路床分两层摊铺而成，且第一层顶部表面倾斜设置，两层交界处铺设有土工格栅，所述土工格栅内开设有螺旋形的凹槽，所述土工格栅顶部开设有小孔，所述小孔孔径为3-5mm。

通过采用上述技术方案，将上路床分层，并设置斜面，利用斜面将上路床受到的竖直方向的载荷分解一部分至水平方向，以此增强上路床的承载能力；而土工格栅的设置，便于上路床内的水分排出，进一步增强了路基的排水能力，有利于减小水分流动时对路基的损坏。

本发明进一步设置为，所述防水卷材上开设有排水槽，所述边坡上开设有与所述排水槽相通的暗沟。

通过采用上述技术方案，在防水卷材上开设排水槽，基层之上的水分被防水卷材隔绝，而排水槽用于滞留了防水卷材上的水分导向暗沟内，以此避免水分在路基内积累过多而降低路基的排水能力，减小路基被水损坏的可能性。

本发明的另一个目的是提供一种上述路基结构的施工方法，能利用建筑垃圾铺成排水性道路，具有降温功能，达到延缓路面老化的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种路基结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤s1：测绘地形，计算道路总长，清除原地表杂物，划分施工区域；

步骤s2：路基土方、石方开挖，并用石灰撒出路基边线、线路中线和填筑边线，并标出松铺高度以便控制施工厚度；

步骤s3：浇筑边坡并开设暗沟，然后浇筑基层并整平；

步骤s4：铺设承重砖和防水卷材形成防水层；

步骤s5：堆砌切割好的方形砖块，布置好受力钢筋、竹筒和竖向钢筋，然后在竹筒内填入粒径为3-4mm的玄武岩碎石，在空腔内填入细砂填料，在柱形腔内填入再生混凝土；

步骤s6：养护好蓄水层后铺设土工布和分布钢筋；

步骤s7：铺设上路床的下半部分，并将其上表面铺成中间高两边低的坡面，坡面完成后放上土工格栅；

步骤s8：铺设上路床的上半部分以完成路基施工。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本方案将下路床分为多层，基层和承重砖用于支撑；防水卷材用于避免水分进入基层而破坏基层结构；蓄水层通过方形砖块和细砂填料将建筑垃圾中的废旧砖块和废土利用起来，由于各类建筑垃圾粉碎后的粒径有所差异，使得细砂填料的密实度得到了保证，并使得空腔具有蓄水功能，当气温较高时，空腔内的水分蒸发后带走路基和路面的热量，起到降温作用，从而达到延缓路面老化的效果；

2.在竹筒内填充粒径为3-4mm的玄武岩碎石，竹筒内的排水能力强于竹筒外的排水能力，以此形成排水区域和蓄水区域，当降水较多时，水分从竹筒内快速排出，竹筒对水分具有导向作用，有利于减小水分流动时对路基的损坏；当降水较少时，蓄水区域内的水分起到调节路基温度的作用；

3.在受力钢筋与横向钢筋之间设置土工布，土工布由中空的棉纤维制成，棉纤维具有良好对的吸湿能力，而中空的形状进一步强化了棉纤维的吸湿能力，以此在下路床和上路床之间形成屏障，避免上路床铺设时碎石落入空腔内，从而确保空腔的排水能力和蓄水能力。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是实施例中下路床的平面结构示意图；

图3是实施例中棉纤维的结构示意图。

图中：1、下路床；11、基层；12、防水层；121、防水卷材；1211、排水槽；122、承重砖；13、蓄水层；131、方形砖块；132、凸缘；133、空腔；134、细砂填料；135、竹筒；136、竖向钢筋；14、柱形腔；15、受力钢筋；16、横向钢筋；17、土工布；171、棉纤维；2、上路床；21、土工格栅；22、凹槽；3、边坡；31、暗沟。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：如图1所示，一种路基结构，包括由下至上依次设置的下路床1和上路床2，上路床2上为路面结构，路基两侧设置有边坡3。

如图1所示，下路床1包括由下至上依次设置的基层11、防水层12和蓄水层13。基层11由粒径为2-4cm的砂砾石填充而成，砂砾石毛细水少，不易受冻，取材方便，水稳性好，以此筑成的基层11不易沉陷。

防水层12包括防水卷材121和承重砖122，本实施例中，承重砖122采用由粘土制成的实心砖，且承重砖122整齐铺设在整平后的基层11上表面上。本实施例中，防水卷材121是以聚酯无纺布为胎基，浸渍软化点高的150℃的高耐热塑性改性沥青，上表面覆pe膜或矿物粒料，底面覆以隔离膜或pe膜制成的，专为公路桥梁环境使用而设计的卷材，其防水性能和耐穿刺性能良好，且防水卷材121与承重砖122之间的连接效果强于防水卷材121与路基之间直接连接的效果。防水卷材121上表面上还开设有多道排水槽1211，排水槽1211沿路基宽度方向延伸，用于排水。边坡3截面成三角形，边坡3内开设有暗沟31，暗沟31一端与排水槽1211相通，另一端与护板外部相通，且暗沟31与排水槽1211相通的一端高于另一端，以便将水分排出。

蓄水层13包括堆砌在防水卷材121上的方形砖块131，方形砖块131呈长方体形，由废旧砖块切割而成，且方形砖块131的长度与宽度相等。方形砖块131面积较小的两侧上设置有凸缘132，凸缘132与方形砖块131一体成型，且凸缘132厚度为方形砖块131厚度的一半。相邻四块方形砖块131围合后形成方形的空腔133，空腔133内填充有细砂填料134，本实施例中，细砂填料134由建筑垃圾（包括废旧砖块、废土和废旧混凝土）粉碎后混合制成，由于各类建筑垃圾粉碎后的粒径有所差异，使得细砂填料134的密实度得到了保证。结合图2所示，相邻的凸缘132之间围合成长方体形的柱形腔14，且柱形腔14内插接有受力钢筋15。受力钢筋15呈u形，且其两端分别位于两个同一空腔133的两个角上的柱形腔14中；柱形腔14内还填充有再生混凝土以固定受力钢筋15，再生混凝土由废旧混凝土制成，其性能不弱于新制的混凝土，从而增加受力钢筋15和方形砖块131的牢固度，为路基增加强度。受力钢筋15顶部平直，且其上铺设有横向钢筋16，横向钢筋16沿路基宽度方向延伸，并延伸入边坡3中。横向钢筋16与受力钢筋15之间还铺设有土工布17，本实施例中，土工布17由多股中空的棉纤维171（见图3）捻合后编织而成。棉纤维171具有良好对的吸湿能力，而中空的形状进一步强化了棉纤维171的吸湿能力，以此在下路床1和上路床2之间形成屏障，避免上路床2铺设时碎石落入空腔133内。

如图2所示，空腔133内还放置有两个竹筒135，竹筒135内插接有竖向钢筋136，竖向钢筋136顶部延伸至上路床2中部，且竹筒135内壁与竖向钢筋136之间填充有粒径为3-4mm的玄武岩碎石以固定竖向钢筋136。竹筒135的设置使得空腔133内形成排水区域和蓄水区域，排水区域的排水能力强于蓄水区域。当降水较多时，水分从竹筒135内快速排出，竹筒135对水分具有导向作用，有利于减小水分流动时对路基的损坏；当降水较少时，蓄水区域内的水分起到调节路基温度的作用。

如图1所示，上路床2分为两部分，两部分分两次铺设，铺设的材料为粒径为5-8cm的石灰岩。竖向钢筋136延伸至上路床2下半部分中，且上路床2的下半部分上表面为中间高两边低的坡面结构，坡面的设计用于将上路床2受到的竖直方向的载荷分解一部分至水平方向，以此增强上路床2的承载能力。上路床2两部分交界处铺设有土工格栅21，土工格栅21与上路床2的两个坡面贴合，且土工格栅21的每一根材料均为中空结构，其内开设有螺旋形的凹槽22，用于阻碍碎粒深入土工格栅21内。土工格栅21顶部还开设有均匀分布的小孔（未示出），小孔孔径为3-5mm，用于引导水分进入土工格栅21内并最终排出。

本实施例在铺设时，只需先将基层11铺设并整平完毕，然后将承重砖122铺设在基层11上，再将防水卷材121铺设在承重砖122上表面上，之后将方形砖块131依次堆砌好，并布置好受力钢筋15和竖向钢筋136，再逐步填入竹筒135、细砂填料134、再生混凝土，压实后铺设好土工布17和横向钢筋16，再进行上路床2的铺设；上路床2分两次铺设，其下半部分铺成坡面结构，并在坡面上盖上上述的土工格栅21，最后铺设上路床2上半部分以完成路基建设；边坡3的施工可在路面铺设完成后实施。

上述方案铺设的路基结构中，基层11和承重砖122用于支撑；防水卷材121用于避免水分进入基层11而破坏基层11结构；蓄水层13通过方形砖块131和细砂填料134将建筑垃圾中的废旧砖块和废土利用起来，由于各类建筑垃圾粉碎后的粒径有所差异，使得细砂填料134的密实度得到了保证，并使得空腔133具有蓄水功能，当气温较高时，空腔133内的水分蒸发后带走路基和路面的热量，起到降温作用，从而达到延缓路面老化的效果。

实施例2：结合图1-图3，一种路基结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤s1：测绘地形，计算道路总长，清除原地表杂物，划分施工区域；

步骤s2：路基土方、石方开挖，并用石灰撒出路基边线、线路中线和填筑边线，并标出松铺高度以便控制施工厚度；

步骤s3：浇筑边坡3并开设暗沟31，然后浇筑基层11并整平；

步骤s4：铺设承重砖122和防水卷材121形成防水层12；

步骤s5：堆砌切割好的方形砖块131，布置好受力钢筋15、竹筒135和竖向钢筋136，然后在竹筒135内填入粒径为3-4mm的玄武岩碎石，在空腔133内填入细砂填料134，在柱形腔14内填入再生混凝土；

步骤s6：养护好蓄水层13后铺设土工布17和分布钢筋；

步骤s7：铺设上路床2的下半部分，并将其上表面铺成中间高两边低的坡面，坡面完成后放上土工格栅21；

步骤s8：铺设上路床2的上半部分以完成路基施工；

上述施工先在试验段进行，检验合格后方可进行全面施工。

雨天施工时要做到：

1、随时了解气象资料，做好临时防雨设施的储备，如雨棚、草袋、防滑跳板等。

2、检查施工排水设备的工作状况、供电线路等的安全状况。加固临时线路，电线距离地面高度应在3m以上。

3、做好现场排水工作，挖好排水沟，保证工地排水流畅，防止雨水流入沟槽，排水备用泵的工作状态应良好，排水系统应畅通；

4、打好深井或沟槽排水井，保证沟槽边坡稳定，防止沟槽内积水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。