专利名称：复合土工材料毛细屏障排水结构与非饱和黄土路堤结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土木工程技术领域，特别涉及一种复合土工材料毛细屏障排水结构，本实用新型还涉及非饱和压实黄土路堤结构。
背景技术：
传统排水技术只适用饱和渗流条件,然而，近地表中的水的运动是非饱和渗流。因而，传统的排水技术不能完全有效的解决与非饱和渗流有关的工程问题。目前，还没有成熟的适用于非饱和渗流排水的技术方法。传统的排水系统需要基于非饱和渗流进行改进。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构简单、排水效果好的适用于非饱和渗流的复合土工材料毛细屏障排水结构。本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案如下一种复合土工材料毛细屏障排水结构，其特征在于该排水结构由三层组成，从上到下依次为传输层、毛细屏障层和隔离层；传输层和隔离层为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层为土工网。本实用新型要解决的第二技术问题在于提供一种结构简单、排水效果好的非饱和压实黄土路堤结构。本实用新型解决第二技术问题采取的技术方案如下一种非饱和压实黄土路堤结构，包括地基、路基与基床，其特征在于地基与路基之间设有复合土工材料毛细屏障排水结构；地基、复合土工材料毛细屏障排水结构、路基与基床均设置成向两侧外面倾斜结构；复合土工材料毛细屏障排水结构由三层组成，从上到下依次为传输层、毛细屏障层和隔离层；传输层和隔离层为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层为土工网。从外表看起来，复合土工材料毛细屏障和传统的土工材料排水相似，但复合土工材料毛细屏障的功能主要是在负的孔隙水压力下排水；而传统土工材料的排水技术主要用于饱和渗流，防治饱和渗流产生的正孔隙压力引起的土体的强度损失、压缩、膨胀和破坏。另外，复合土工材料毛细屏障不需要传统的土工材料排水的隔水层。复合土工材料毛细屏障的主要功能在于毛细屏障层阻止其上方基层土体中的渗流进入下方的地基土体中，由于渗流的累积，传输层含水量增加，从而使其导水性增大。如果复合土工材料毛细屏障是倾斜的，传输层中聚集的水流会沿斜面排出，因此传输层不会被饱和，从而阻止了渗流进入毛细屏障层。隔离层主要用来阻止屏障下方土体进入毛细屏障层孔隙，同时可用来排出地基土体中上升的毛细水，同时，若上层土体和传输层由于急剧渗流而饱和，隔离层土工布还可排出毛细屏障层土工网中的饱和水流。为了更好的排除由于毛细作用产生的积水引起的冻融现象，隔离层土工布最好选用相对传输层克重较大的土工布。基于非饱和渗流的复合土工材料毛细屏障结构能够有效的更大程度的进行路堤排水，使基层和地基中的含水量降低，避免由于含水量增加产生的路堤土体强度降低和路堤沉降，提闻路堤的耐久性。本实用新型提出的是适用于非饱和压实黄土路堤的排水技术。基于非饱和渗流的复合土工材料毛细屏障排水结构对传统的排水系统进行了改进。复合土工材料毛细屏障技术能够有效的更大程度的进行压实黄土路堤排水，使基层和地基中的含水量降低，避免由于含水量增加产生的路堤土体强度降低和路堤沉降，提高路堤的耐久性。复合土工材料毛细屏障排水结构可以减小基层土体的平衡含水量、阻止基层土体出现正孔压、阻止地基土体由于渗流的湿化、阻止地基土体中的毛细水上升、增加附加的土层隔离提高路堤稳定性。毛细屏障技术理论依据是上层细粒土和下层粗粒土之间界面的非饱和导水性差异形成的毛细持水现象。当吸力较高的时候，细粒土的水力传导系数较大，而粗粒土的水力传导系数很小。随着含水量的增加和吸力的减小，细粒土的水力传导系数增加，而粗粒土的水力传导系数几乎保持不变。此时，土体中的水不会从细粒土层流向粗粒土层，而是持续增加细粒土层的含水量。如果二者的界面是倾斜的，细粒土层中的水在重力势的作用下排出土体。
图1是复合土工材料毛细屏障排水结构构造图，图2是非饱和压实黄土路堤结构示意图，图3是非饱和压实黄土路堤排水状态示意图。图中1 一传输层，2—毛细屏障层，3—隔离层，4一地基，5—复合土工材料毛细屏障排水结构，6—路基，7一基床。
具体实施方式
如图1所示本实用新型提供的复合土工材料毛细屏障排水结构由三层组成；从上到下依次为传输层1、毛细屏障层2和隔离层3 ;传输层I和隔离层3为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层2为土工网。传输层I的非织造土工布为长丝针刺土工布，其克重为200-300 g/m2 ;隔离层3的非织造土工布为长丝针刺土工布，其克重为400-500 g/m2。如图2所示本实用新型提供的非饱和压实黄土路堤结构，包括地基4、路基6与基床7，地基4与路基6之间设有复合土工材料毛细屏障排水结构5 ;地基4、复合土工材料毛细屏障排水结构5、路基6与基床7均设置成向两侧外面倾斜结构；复合土工材料毛细屏障排水结构5由三层组成，从上到下依次为传输层1、毛细屏障层3和隔离层3 ;传输层I和隔离层3为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层2为土工网。参见图3 :图3中的箭头表示渗流的走向，毛细屏障层2阻止其上方基层土体中的渗流进入下方的地基土体中，由于在非饱和压实黄土路堤中，复合土工材料毛细屏障排水结构5是倾斜的，传输层I中聚集的水流会沿斜面排出，因此传输层I不会被饱和，从而阻止了渗流进入毛细屏障层2。
权利要求1.一种复合土工材料毛细屏障排水结构，其特征在于该排水结构由三层组成，从上到下依次为传输层、毛细屏障层和隔离层；传输层和隔离层为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层为土工网。
2.如权利要求1所述的一种复合土工材料毛细屏障排水结构，其特征在于传输层的非织造土工布为长丝针刺土工布，其克重为200-300 g/m2 ;隔离层的非织造土工布为长丝针刺土工布，其克重为400-500 g/m2。
3.—种非饱和压实黄土路堤结构，包括地基、路基与基床，其特征在于地基与路基之间设有复合土工材料毛细屏障排水结构；地基、复合土工材料毛细屏障排水结构、路基与基床均设置成向两侧外面倾斜结构；复合土工材料毛细屏障排水结构由三层组成，从上到下依次为传输层、毛细屏障层和隔离层；传输层和隔离层为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层为土工网。
专利摘要本实用新型公开了一种复合土工材料毛细屏障排水结构与一种非饱和压实黄土路堤结构。复合土工材料毛细屏障排水结构由三层组成，从上到下依次为传输层、毛细屏障层和隔离层；传输层和隔离层为不同规格的非织造土工布，毛细屏障层为土工网。毛细屏障层阻止其上方基层土体中的渗流进入下方的地基土体中，传输层中聚集的水流沿斜面排出，隔离层主要用来阻止屏障下方土体进入毛细屏障层孔隙，同时可用来排出地基土体中上升的毛细水。复合土工材料毛细屏障排水结构能够有效的更大程度的进行路堤排水,使基层和地基中的含水量降低，避免由于含水量增加产生的路堤土体强度降低和路堤沉降，提高路堤的耐久性。
文档编号E02D3/10GK202849891SQ20122052571
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者赵彦旭 申请人:中铁二十一局集团有限公司