专利名称：无砂混凝土用于路面、桥面内部排水的用途、结构和方法
技术领域：
本发明涉及一种把无砂混凝土用于路面、桥面内部排水的用途，以及利用无砂混凝土进行路面、桥面内部排水的结构，和利用无砂混凝土作为路面、桥面内部排水结构的施工方法，属公路工程、铁路工程技术领域。
背景技术：
现有的公路、铁路施工中，路肩基本都是土路肩或浆砌石路肩，而且路面边缘一般是采用水泥混凝土(或块石)路缘石或拦水带，土路肩或浆砌石路肩及水泥混凝土(或块石)路缘石或拦水带的透水性较差，在路床之上和密实型混合料组成的基层或底基层之上的积水(渗水)排不出来，当行车通过时就会产生高压渗透水压力，在高压渗透水压力的作用下会造成沥青路面开裂，积水时间过长，会影响沥青与集料的粘结，造成松散、坑塘、拥包等变形破坏；对于水泥混凝土路面，会由于面板下存在水而造成翻浆冒泥，掏空面板之下的垫层(基层)料，使面板失去支撑而导致断裂、开裂等破坏。特别是路面结构都有横坡，水沿密实型混合料组成的基层或底基层或路床横坡渗流到路面边缘，路面边缘的积水(渗水)就较为严重，所以路面的慢车道破坏就较为严重。在弯道处存在超高时，就会在超高段的内幅路面边缘同样也会积水。当路线存在纵坡时，在沥青混凝土中的渗流水就会顺纵坡往路线下坡的低处渗流，在路线的低洼处造成积水或出水，或遇到桥梁伸缩缝后，由于伸缩缝不透水，在伸缩缝前产生出水和积水，或在桥台搭板与密实型混合料组成的基层或底基层交界的低洼处产生积水。
在公路、桥梁的路面、桥面或路床中有水存在或存在时间过长，将导致路面产生推挤、拥包、松散、坑塘、沉陷、翻浆冒泥、断块、裂缝等变形破坏，进而影响道路、桥梁的使用性能和使用寿命。为止，进行道路与桥梁的路面或路床排水非常重要，使进入其中的渗流水尽快排除是改善道路、桥梁使用性能和延长使用寿命的重要途径。
进行路面、桥面、路床的排水，传统方法是在路面结构内部设置排水基层或排水垫层结构或在路面结构边缘设置边缘排水结构，并首先考虑积水(渗水)严重的部位，使排水能力大于入渗水量，尽量缩短水在路面结构内的渗流时间和渗流路径。
边缘排水通常在路桥或路肩边缘设置纵向排水沟(管、板)，使渗入路面结构内的水份先沿路面结构层中某一透水层或者层间空隙横向流入由透水性材料组成的纵向排水沟(管、板)，再由间隔一定距离布设的横向出水管排出路基；通常有两种形式(1)管式排水沟，由带孔排水管、透水性回填材料和反滤织物组成；(2)板式排水沟，由复合土工排水板和透水性回填料或鳍状排水板和透水性回填料组成。边缘排水的管式排水沟和板式排水沟的材料多为造价高的钢管或易老化的工程塑料管板，透水性回填材料多为易老化的高分子材料、织物或易流失的砂，施工时需要先预留沟槽，再在该沟槽中铺设排水管或板，然后回填透水性材料，施工复杂，工程造价高，而且材料强度均不高，影响路面边缘的稳定性和公路桥梁的使用寿命。
路面结构内部设置的排水结构通常采用透水性材料做基层或下面层。渗入路面结构内的水，先通过竖向渗流进入排水基层或下面层，然后由横向渗流进入纵向排水沟或排水管，再由间隔一定距离布设的横向排水管排出路基；或取消纵向排水沟或排水管，排水层采用全宽式布置直接把水排到路基边坡坡面之外。排水基层的透水性材料一般选用三类混合料(1)不含或含少量细料的开级配碎石(或砾石)集料；(2)沥青处治开级配碎石集料；(3)水泥处治开级配碎石(或砾石)集料。排水层的纵向排水沟或排水管与边缘排水材料、布置形式基本相同。该排水结构中，排水基层易受下卧层中细粒料的迁入堵塞而丧失排水作用，或者必须在其下设置由密级配集料组成的垫层，阻止基层内自由水下渗和下卧层中细粒料的迁入，导致公路造价增高。
现有桥梁多为沥青混凝土桥面或复合式桥面。由于沥青面层具有透水性，沥青混凝土层会产生渗水，而沥青混凝土之下的水泥混凝土铺装层或桥面板渗透性较差，雨水通过沥青面层下渗到水泥混凝土铺装层或桥面板后就不能下渗。在平坡桥面上，渗水只能沿着水泥混凝土铺装层或桥面板的横坡渗流到桥面边缘，桥面边缘一般为混凝土防撞护墙，混凝土防撞护墙渗水性较差，这样就会造成在桥面水泥混凝土铺装层或桥面板之上积水，特别是桥面边缘的水泥混凝土铺装层或桥面板之上的积水更为严重。当桥梁存在纵坡时，渗水就会沿水泥混凝土铺装层或桥面板渗流到下游桥面伸缩缝，在伸缩缝之前产生积水和出水。当桥面存在凹曲线时，渗水就会在凹曲线的低洼处产生积水。当桥面存在转弯超高段时，就会在内幅桥面的超高段内侧产生积水，或出水。在积水(渗水)严重的地方，会影响沥青与集料的粘结，造成沥青混凝土材料的松散、坑塘、开裂等变形破坏，会产生行车滑溜，影响行车安全。
现有的沥青混凝土桥面排水大都没有考虑桥面内部排水，个别单位在桥面边缘(在桥面边缘靠近防撞墙或防撞栏杆的位置)设置排水渗沟或明沟进行桥面内部排水，排水沟采用砂子或高分子透水性材料填筑，砂子在渗透水的作用下会随渗流水流失或随在行车的压力作用下产生的高压渗流水流失，而且砂子或碎石渗沟变形较大，使得桥面容易产生变形破坏。使用高分子材料填筑时，也容易产生大的变形，导致桥面变形破坏；而且会由于在形成排水渗沟时沟断面或走向的不规则、高分子材料的切割剪裁误差，使得高分子材料渗沟内产生空隙或安装困难；此外，高分子材料也会由于空气、水的作用而导致老化，进而影响其正常使用，而且成本高，施工复杂。
总之，现有路面、桥面的内部排水结构复杂，材料强度低，易变形和老化，使得在汽车荷载的作用下容易导致路面、桥面变形破坏，大大影响公路、桥梁的使用；而且施工复杂、效率低，材料、施工成本与维护成本高。
无砂混凝土作为一种具有一定强度的透水性材料，具有透水性能好、强度高、成本低、施工方便等特点。目前主要用于水利工程领域，作为排水、取水之用，但用于公路工程、铁路工程的路面结构和桥面结构内部排水还未见报道。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有路面、桥面内部排水使用材料、结构和施工方式的不足，发明一种把无砂混凝土用于路面、桥面内部排水的用途，以及采用无砂混凝土进行路面、桥面内部排水的结构，和利用无砂混凝土进行路面、桥面内部排水的施工方法。以解决路面、桥面排水的材料问题及其配套的技术问题，简化路面、桥面排水措施的施工工序，提高排水结构的强度，进一步延长路面、桥面的使用寿命和使用性能，降低路面、桥面的施工和维护成本。
本发明的技术内容为无砂混凝土用于路面、桥面内部及边缘排水的用途，其特殊之处是将无砂混凝土用作路面、桥面内部及边缘排水结构的铺设或浇筑材料，无砂混凝土的骨料与水泥重量比为2～18(即2∶1～18∶1)，骨料(石料等)粒径为0.3～80mm，其具体尺寸、配比及骨料大小根据实际排水设施的位置、受力情况及排水要求等进行选择，可通过试验确定，也可以参照类似工程选取。
该使用无砂混凝土的路面、桥面内部及边缘排水结构，是在路面、桥面结构内部的排水结构，或在路面、桥面结构边缘的边缘排水结构，或同时包括在路面、桥面结构内部的排水结构及在路面、桥面结构边缘的边缘排水结构，其特殊之处是路桥面结构内部的排水结构为沿路面、桥面横向的无砂混凝土渗沟或渗层(较宽的无砂混凝土渗沟)；边缘排水结构为沿路面、桥面纵向，在路面、桥面结构边缘的无砂混凝土渗沟或渗墙(挡墙的一部分直接是无砂混凝土结构)。内部横向无砂混凝土渗沟或渗层位于路面、桥面结构容易积水渗水位置的基层、或垫层、或路面的下面层(渗水层)，边缘的无砂混凝土渗沟或渗墙位于路面、桥面边缘，或直接为路肩的一部分(在路肩上，路桥需要排水的高度，直接设有一定高度的无砂混凝土结构)，内部横向渗沟或渗层及边缘渗沟或渗墙与路肩上的出水口或桥面的泄水管口相连(根据路桥具体情况及所处地区气候状况确定，按一定间距设有横惯路肩或桥梁防撞墙的横、竖向泄水孔口)，或直接延续到路堤墙、坡外或水沟内；内部渗层及边缘渗沟或渗墙为连续或断续结构(断续结构只在积水或渗水量大的路、桥部位设置)，无砂混凝土渗沟或渗墙的底板高度等于或低于路面、桥面渗水层底板高度，保证渗水层中的水排出(渗水层一般为级配碎石垫层、或水泥稳定层上的粗粒式、或中粒式沥青混凝土层、或抗滑表层、或水泥混凝土面层底部等)。无砂混凝土的骨料、水泥重量比为2～18(即2∶1～18∶1)，骨料(石料等)粒径为0.3～80mm，其具体尺寸、配比及骨料大小根据实际排水设施的位置、受力情况及排水要求等进行选择，可通过试验确定，也可以参照类似工程选取。
该利用无砂混凝土进行路面、桥面内部及边缘排水的施工方法，其特殊之处是首先拌和无砂混凝土，保证其不产生离析，然后用其在路面、桥面结构内部沿路面桥面横向铺设或浇筑无砂混凝土渗沟或渗层，或在路面、桥面结构边缘浇筑无砂混凝土边缘排水渗沟或渗墙，或在路面、桥面结构内部及边缘同时浇筑无砂混凝土渗沟或渗层及无砂混凝土边缘排水渗沟或渗墙，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，并保持其不产生离析，然后再对其进行养护，最后在其上铺筑路桥其他路面结构或路肩的上部；内部渗层、边缘排水渗沟或渗墙可以连续布置，也可断续布置(断续布置时，只在积水或渗水量大的路、桥部位设置)。无砂混凝土的骨料、水泥重量比为2～18(即2∶1～18∶1)，骨料(石料等)粒径为0.3～80mm，水灰重量比为0.2～0.6(即无砂混凝土拌和时的水和水泥的重量比为0.2∶1～0.6∶1)，具体尺寸、配比及骨料大小根据实际排水设施的位置、受力情况及排水要求等进行选择，可通过试验确定，也可以参照类似工程选取。
浇筑路桥面结构内部的横向无砂混凝土渗沟或渗层时，先在路桥容易积水或渗水位置的基层、或垫层、或路面的下面层，沿路桥面横向预留、开设沟槽，然后用无砂混凝土以沟槽壁作为模板进行浇筑，或立模整层浇筑无砂混凝土渗层；构筑纵向无砂混凝土渗水沟或渗墙时，可用无砂混凝土直接在路肩上或路面、桥面渗水层边缘立模浇筑路肩的一部分，或在位于路肩、桥梁防撞墙与路桥面结构边缘预留、开槽或立模，用无砂混凝土进行浇筑，并按一定间距在路肩或桥梁防撞墙预留或开槽孔，用无砂混凝土浇筑横向或竖向泄水孔口(或用其他渗水、导水材料作为横、竖向导水装置，泄水口或导水装置与内部及边缘无砂混凝土渗沟、渗层相连)，横向或竖向泄水孔口的进水口与无砂混凝土排水结构底部同高或低于无砂混凝土排水结构底部，并保证最低处有泄水孔(口、管、沟等)，并向外倾斜(便于排水)；或直接将内部横向渗沟或渗层及边缘渗沟或渗墙延续浇筑到路堤墙、坡外或水沟内(直接将水排出路桥面结构外)。预留、开设沟槽或立模时，控制其底板等于或低于路面、桥面结构的渗水层底板高度(渗水层一般为级配碎石垫层、或水泥稳定层上的粗粒式、或中粒式沥青混凝土层、或抗滑表层、或水泥混凝土面层底部等)。浇筑无砂混凝土后养护温度为0～45℃，并按一般混凝土的养护方法进行养护。
本发明利用无砂混凝土技术对公路路面、桥面内部排水进行处理，利用了无砂混凝土强度高、透水性好、施工方便、寿命长、成本低的特点，解决了现有路面、桥面因排水不畅引起的路面、桥面水损及因排水材料老化、强度低而容易引起路面、桥面损坏的问题，以及施工复杂、综合成本高等问题，拓展了无砂混凝土的用途。具有简化路面、桥面排水措施的施工工序，提高排水结构的强度，延长路面、桥面的使用寿命和使用性能，降低路面、桥面的施工和维护成本的优点。
图1为本发明用于路面边缘排水结构示意图。
图2为本发明用于路肩排出基层以上渗水的边缘排水结构示意图。
图3为本发明用于路肩排出碎石垫层渗水的边缘排水结构示意图。
图4为本发明用于路肩同时排出基层之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层渗水的边缘排水结构示意图。
图5为本发明用于路肩同时排出基层之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层渗水、并带有泄水口的边缘排水结构示意图。
图6为本发明用于桥台搭板之前路面结构内部截排水结构示意图。
图7为本发明用于路面结构内部截排水结构示意图。
图8为本发明用于路面内部横向截排水结构示意图。
图9为本发明用于桥面边缘排水结构示意图。
图10为本发明用于边沟帮顶排路面结构内部渗水结构示意图。
图11为本发明用于桥面内部截排水与边缘排水结构示意图。
图12为本发明用于路面边缘替代拦水带排路面结构内部渗水结构示意图。
图13为本发明用于路缘石排路面结构内部渗水结构示意图。
图14为本发明施工方法流程图。
图1～14中，A为路面上面层，B为中面层、C为下面层、D为基层、E为碎石垫层、F路床、G桥面沥青混凝土层、H桥面板(或桥面水泥混凝土铺装层)；(1)为路桥面结构，(2)为路肩或挡墙，(3)为无砂混凝土渗层、或渗沟、渗墙，(4)为防渗土工布，(5)为路面拦水带或路缘石，(6)为路肩或挡墙上的急流槽，(7)为桥头搭板，(8)为防撞护墙，(9)为桥面横向泄水孔，(10)为桥面防水层，(11)为伸缩缝，(12)为桥头横向渗沟。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明的实质作进一步说明。
实施例1如图1、14所示，无砂混凝土用于土路肩公路路面内部及边缘排水的用途，是将它作为土路肩路面边缘排水渗沟的填充材料，其骨料(石料)粒径为7mm左右、石料、水泥重量比为6(即6∶1)。
该土路肩无砂混凝土公路路面内部及边缘排水结构，包括位于路面(1)边缘、沿公路纵向的带状边缘无砂混凝土渗沟(3)，以及按25米间距与之相连并横惯路肩(2)的无砂混凝土泄水渗沟，带状边缘无砂混凝土渗沟的高度是对应的渗水层位高程(级配碎石层至路面中面层顶面)。
该利用无砂混凝土进行路面内部及边缘排水的施工方法是首先选取粒径为7mm左右的石料，按6∶1的石料、水泥重量比及0.42的水灰重量比拌和无砂混凝，在路面(1)边缘沿公路纵向，利用预先开设的沟槽壁作为模板浇筑沟状无砂混凝土边缘渗沟(每次浇筑无砂混凝土的高度约为0.2米)，并在该边缘渗沟(3)上按25米间距浇筑横惯路肩的无砂混凝土排水渗沟(路肩上的无砂混凝土泄水渗沟直接在路肩上开槽浇筑)，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保持其不产生离析，在25℃左右的温度下进行养护，形成沿公路纵向的带状无砂混凝土边缘渗沟，最后在该边缘渗沟上安设路面拦水带(5)。为防止土路肩的泥土渗入无砂混凝土边缘渗沟中影响排水效果，还可在土路肩与边缘渗沟之间铺设防渗土工布(4)。
为了同时排基层D之上和级配碎石垫层E的路面结构渗水，该土路肩公路边缘排水渗沟的高度为路面表层底面与级配碎石底面之间的高度(无砂混凝土浇筑高度是对应的渗水层位高程，即级配碎石层至路面上面层底面)。由于从路面下渗的雨水渗到基层D后就基本不能下渗，渗流雨水就会顺着基层E的顶面横坡，横向排到路面边缘后进入无砂混凝土渗沟(3)，无砂混凝土渗沟(3)汇集的渗水通过土路肩(2)上间隔一定距离与边缘渗沟相连的泄水渗沟和对应的急流槽排出；同样，在级配碎石E中的渗水，由路床上的横坡排到边缘的无砂混凝土渗沟(3)中，然后经路面排水泄水渗沟排出路面结构。
实施例2如图2、14所示，无砂混凝土用于浆砌石挡墙式路肩公路路面内部排水的用途，是将它作为浆砌石挡墙式路肩公路边缘排水渗墙的浇筑材料，其石料、水泥重量比为18(即18∶1)，石料粒径为80mm左右。
该浆砌石挡墙式路肩公路无砂混凝土路面内部排水结构，是设置在公路挡墙(2)上、对应于渗水层(水泥稳定层以上的粗粒式沥青混凝土层C)位置、高度为渗水层高程的无砂混凝土层(3)，即对应于渗水层位高程的路肩为无砂混凝土路肩渗墙(3)。
该利用无砂混凝土进行路面内部排水的施工方法是首先选取直径80mm左右的石料，按18∶1的石料、水泥重量比及0.2的水灰重量比，拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，在预先已经砌到略低于渗水层(粗粒式沥青混凝土层C)底板高程的浆砌石挡墙式路肩(2)上，按渗水层高程立模进行浇筑(模板底面较粗粒式沥青混凝土层C的底面略低，每次浇筑无砂混凝土的高度为0.1米)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，在0℃左右的温度下进行养护，形成无砂混凝土边缘渗墙。
该排水结构及方法可排出稳定层D之上的路面结构渗水。
实施例3如图3、14所示，无砂混凝土用于浆砌石挡墙式路肩公路路面内部排水的用途，是将它作为浆砌石挡墙式路肩公路边缘排水渗墙的浇筑材料，其石料、水泥重量比为10∶1，石料粒径为20mm左右。
该浆砌石挡墙式路肩无砂混凝土公路路面内部排水结构是设置在公路挡墙(2)上、对应于渗水层(级配碎石层E)位置、高度为级配碎石层E高程的无砂混凝土层(3)，即对应于渗水层位高程的路肩为无砂混凝土渗墙(3)。
该利用无砂混凝土进行路面内部排水的施工方法是首先选取粒径为20mm左右的石料，按10∶1的石料、水泥重量比及0.6的水灰比拌和无砂混凝土，然后在预先已经砌到渗水层(级配碎石层E底层)高度的浆砌石挡墙(3)上，按渗水层高程立模进行浇筑(每次浇筑无砂混凝土的高度为0.15米)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，在20℃左右的温度下进行养护，形成带状无砂混凝土渗墙(3)。
该排水结构和方法可排出基层之下碎石垫层E中的积水(渗水)。
实施例4如图4、14所示，无砂混凝土用于浆砌石挡墙式路肩公路路面内部及边缘排水的用途，是将它作为浆砌石挡墙式路肩公路边缘排水渗墙的浇筑材料，其石料、水泥重量比为8∶1，石料粒径为50mm左右。
该浆砌石挡墙式路肩无砂混凝土公路路面内部排水结构是设置在公路挡墙(2)上、对应于渗水层(级配碎石层E、中粒式沥青层C)位置、高度为渗水层(级配碎石层E底面到中粒式沥青层顶面)高程的无砂混凝土层(3)，即对应于渗水层位高程的路肩为无砂混凝土渗墙(3)。
该利用无砂混凝土进行路面内部排水的施工方法是在浆砌石挡墙(2)对应的渗水层位高程(级配碎石层E底面到中粒式沥青层C的顶面)用无砂混凝土浇筑，即把对应的渗水层位高度的路肩用无砂混凝土浇筑(无砂混凝土的底板与级配碎石层底面同高)，作为排出路面结构渗水的渗墙(3)。
该路桥无砂混凝土排水设施的施工方法是首先选取粒径为50mm左右的石料，按8∶1的石料、水泥重量比及0.4的水灰比拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，在预先已经砌到级配碎石层E底面高度的浆砌石挡墙(2)上，按级配碎石层E底面到中粒式沥青层C的顶面高程立模进行浇筑(每次浇筑无砂混凝土的高度为1.5米)，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，在25℃左右的温度下进行养护，形成带状无砂混凝土边缘渗墙(3)。
该排水结构和方法可同时排出基层D之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层E中的渗水。
实施例5如图5、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部及边缘排水的用途，是将它作为公路边缘路肩上泄水口底部部分的浇筑材料，形成公路内部及边缘排水局部渗墙，其石料、水泥重量比为5∶1，石料粒径为10mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部排水结构是公路边缘路肩(2)上泄水口(6)的底部、对应于级配碎石层E底面到上面层A位置为无砂混凝土渗沟(3)。当路肩(2)是土路肩时，为防止泥土渗入无砂混凝土边缘渗沟中影响排水效果，还可在土路肩与边缘渗沟之间铺设防渗土工布(4)。
该利用无砂混凝土进行路面内部排水的施工方法是首先清理路肩(3)上泄水口急流槽(6)的底部，在路肩泄水口对应部分开槽，然后选取粒径为10mm左右的石料，按5∶1的石料、水泥重量比及0.43的水灰重量比拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，进行泄水口急流槽底部路肩部分的无砂混凝土浇筑(每次浇筑无砂混凝土的高度可为0.2m)，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，在30℃左右的温度下进行养护，形成无砂混凝土边缘渗沟。
该排水结构和方法可同时排出基层D之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层E中的积水(渗水)。
实施例6如图6、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部截排水的用途，是将它作为公路桥头搭板的低洼处的内部横向截排水渗沟的浇筑材料，其石料、水泥重量比为4(即4∶1)，石料粒径为3mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部截排水结构，是在公路桥头搭板(7)的低洼处设置的横向无砂混凝土渗沟(3)(高度为略低于级配碎石层E底面到基层D顶面之间)，该无砂混凝土渗沟一直延续到台墙外。
该利用无砂混凝土进行路面内部截排水的施工方法是首先在级配碎石层E及基层D上开槽(槽底略低于级配碎石层E底面)，再选取粒径为3mm左右的石料，按4∶1的石料、水泥重量比及0.45的水灰重量比拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，然后在已经开挖好的槽中浇筑无砂混凝土(每次浇筑无砂混凝土的高度为0.1m)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，再在25℃下进行养护，形成公路路面内部横向无砂混凝土截排水渗沟，最后在其上铺筑其他路面结构。
该截排水结构和方法可同时截排出基层D之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层E中的积水(渗水)。
实施例7如图7、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部截排水的用途，是将它作为公路纵坡段的内部横向截排水渗沟的浇筑材料，其石料、水泥重量比为6(即6∶1)，石料粒径为7mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部截排水结构，是在公路纵坡段设置的横向无砂混凝土渗沟(3)(位于级配碎石层E及基层D上，高度为略低于级配碎石层E底面到基层D顶面之间)，该无砂混凝土渗沟一直延续到路堤墙外水沟内。
该利用无砂混凝土进行路面内部截排水的施工方法是首先在公路纵坡处级配碎石层E及基层D上开槽(槽底略低于级配碎石层E底面)，再选取粒径为7mm左右的石料，按2∶1的石料、水泥重量比及0.35的水灰比拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，然后在已经开挖好的槽中浇筑无砂混凝土(每次浇筑无砂混凝土的高度为0.15m)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，再在25℃下进行养护，形成公路路面内部横向无砂混凝土截排水渗沟，最后在其上铺筑路桥其他路面结构。
该截排水结构和方法可同时截排出基层D之上的路面结构渗水和基层之下碎石垫层E中的积水(渗水)。
实施例8如图8、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部截排水的用途，是将它作为公路低洼处的内部横向截排水渗沟的浇筑材料，其石料、水泥重量比为8(即8∶1)，石料粒径为60mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部截排水结构，是在公路低洼处设置的横向无砂混凝土渗沟(3)(位于级配碎石层E高程，高度为略低于级配碎石层E底面到其顶面之间)，该无砂混凝土渗沟一直延续到路堤墙外。
该利用无砂混凝土进行路面内部截排水的施工方法是首先在公路低洼处级配碎石层E上开槽(槽底略低于级配碎石层E底面)，再选取粒径为60mm左右的石料，按3∶1的石料、水泥重量比及0.25的水灰比拌和无砂混凝土，保持其不产生离析，然后在已经开挖好的槽中浇筑无砂混凝土(每次浇筑无砂混凝土的高度为0.1m)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，再在30℃左右的温度下进行养护，形成公路路面内部横向无砂混凝土截排水渗沟，最后在其上铺筑路面其他路面结构。
该截排水结构和方法可截排出基层之下碎石垫层E中的积水(渗水)。
实施例9如图9、14所示，无砂混凝土用于桥面内部排水的用途，是将它作为桥面内部排水边缘渗沟的浇筑材料，其无砂混凝土的石料粒径为5mm左右，石料、水泥重量比为5∶1。
该桥的无砂混凝土桥面内部边缘排水结构，是设置在桥面边缘与排水孔(9)的护墙(8)之间的、对应排水层位高程的无砂混凝土边缘渗沟(3)，桥面板H与边缘渗沟之间还可设有防水层(10)。
该利用无砂混凝土进行桥面内部排水的施工方法是首先选取粒径为5mm左右的石料，按5∶1的石料、水泥重量比及0.43的水灰重量比拌和无砂混凝土，然后在桥面沥青混凝土摊铺时预留或切割的沟槽中浇筑无砂混凝土，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，再在21℃左右的温度下进行养护，形成桥面边缘的无砂混凝土排水渗沟，再在其上铺筑其他面层。同时把桥面的边缘横向泄水孔(9)的进水口降低到水泥混凝土桥板的高程或在桥面板(或水泥混凝土铺装层)之上的竖向泄水孔孔壁上开小孔。
该排水结构和方法可排出桥面沥青混凝土层的积水(渗水)。
实施例10如图10、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部排水的用途，是将它作为公路路面边缘边沟帮顶部的浇筑材料(路肩与边沟帮为一体的情况)，其粒径为20mm左右的石料，石料、水泥重量比为18∶1。
该公路无砂混凝土路面内部排水结构，是在公路路面边缘的边沟帮(2)顶部路面结构渗水层高程对应处的无砂混凝土沟帮(3)，形成路面边缘排水结构。
该利用无砂混凝土进行路面内部排水的施工方法是当水沟砌筑到路面渗水层位又能保证边沟水不倒灌进入路面结构的高度时，立模后用粒径为20mm左右的石料，石料、水泥重量比为18∶1，水灰重量比为0.45的无砂混凝土浇筑沟帮。浇筑无砂混凝土时，每次浇筑无砂混凝土的高度为0.2m左右，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保证其不产生离析，再在20℃左右的温度下进行养护，形成路面边缘的无砂混凝土排水渗墙(3)。
该排水结构和方法可排出路面混凝土内部的渗水。
实施例11如图11、14所示，无砂混凝土用于桥面内部排水的用途，是将无砂混凝土作为桥面内部横向排水及边缘纵向排水渗沟的填充材料，其石料、水泥比为2(即2∶1)，石料粒径为0.3mm左右。
该无砂混凝土桥面内部排水结构，包括位于桥面伸缩缝前的无砂混凝土渗沟(12)，以及位于桥面边缘靠近防撞护墙的纵向渗沟(3)，并在桥面最低处(伸缩缝11前)至少布置一个泄水孔，并按4米间距在防护墙上、向上游布置的横向泄水孔(9)。纵横向无砂混凝土渗沟底面为桥面板顶面。
该利用无砂混凝土进行桥面内部排水的施工方法是首先在浇筑防撞墙时，在紧靠最低处的伸缩缝前布设一个横向泄水孔；在浇筑桥面沥青混凝土下面层时，用宽10cm、厚度为桥面下面层同样厚度的木板放置在边缘渗沟处和横向伸缩缝前，在桥面下面层碾压完成后把木板取出清理干净即可形成无砂混凝土边缘渗沟和横向渗沟沟槽；然后选取0.3mm左右的石料，按石料、水泥重量比为2，水灰重量比为0.42拌和无砂混凝土，在槽中浇筑无砂混凝土(每次浇筑无砂混凝土的高度为沟槽深度)，把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保持其不产生离析，再在25℃左右的温度下进行养护，形成桥面内部纵、横向无砂混凝土排水渗沟，最后在其上铺筑其他桥面结构。
该排水结构和方法可排出桥面板之上的桥面结构内部渗水。
实施例12如图12、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部排水的用途，是将它作为公路路面内部排水及拦截路表面径流水的拦水带的浇筑材料，其石料、水泥重量比为4，石料粒径为5mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部排水结构，是在公路路面边缘路肩(2)上的的无砂混凝土拦水带(5)。无砂混凝土作拦水带，既可以拦截路表面径流水，避免路表面水冲刷路堤坡面，又可以使路面结构内部渗水排出。
该利用无砂混凝土进行路面结构内部排水的施工方法是采用粒径为5mm左右的石料，按4∶1的石料、水泥重量比，加水(水灰比为0.45)拌和无砂混凝土，进行拦水带(5)的浇筑，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保持其无砂混凝土不产生离析，再在30℃左右的温度下进行养护，形成公路路面内部纵向无砂混凝土排水渗墙(拦水带还可以采用现浇或预制的方法进行制作)。
该排水结构和方法可以排出路面结构的内部渗水。
实施例13如图13、14所示，无砂混凝土用于公路路面内部排水的用途，是将它作为公路路面内部排水及路面的路缘石的浇筑材料，其石料、水泥重量比为4，石料粒径为10mm左右。
该公路无砂混凝土路面内部排水结构，是在公路路面边缘路肩(2)上的的无砂混凝土路缘石(5)。无砂混凝土作路缘石，可以起到传统路缘石的作用，又可以使路面结构内部渗水排出。
该利用无砂混凝土进行路面结构内部排水的施工方法是采用粒径为10mm左右的石料，按4∶1的石料、水泥重量比，加水(水灰比为0.43拌和无砂混凝土，进行路缘石(5)的浇筑，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，保持其无砂混凝土不产生离析，再在45℃左右的温度下进行养护，形成公路路面内部纵向无砂混凝土排水渗墙(路缘石可以采用现浇或预制的方法进行制作)。
该排水结构和方法可以排出路面结构的内部渗水。
权利要求
1.一种无砂混凝土用于路面、桥面结构内部及边缘排水的用途，其特征在于将无砂混凝土用作路面、桥面结构内部及边缘排水的铺设或浇筑材料。
2.根据权利要求1所述无砂混凝土用于路面、桥面结构内部及边缘排水的用途，其特征在于无砂混凝土的骨料与水泥重量比为2∶1～18∶1，骨料粒径为0.3～80mm。
3.一种使用无砂混凝土的路面、桥面内部及边缘排水结构，它是在路面、桥面结构内部的排水结构，或者在路面、桥面结构边缘的边缘排水结构，或者同时包括在路面、桥面结构内部的排水结构及在路面、桥面结构边缘的边缘排水结构，其特征在于路面、桥面结构内部的排水结构为沿路面、桥面横向的无砂混凝土渗沟或渗层，边缘排水结构为沿路面、桥面纵向，在路面、桥面结构边缘的无砂混凝土渗沟或渗墙。
4.根据权利要求3所述的使用无砂混凝土的路面、桥面内部及边缘排水结构，其特征在于无砂混凝土的骨料与水泥重量比为2∶1～18∶1，骨料粒径为0.3～80mm。
5.根据权利要求3或4所述的无砂混凝土路面、桥面内部及边缘排水结构，其特征在于内部横向无砂混凝土渗沟或渗层位于路面、桥面结构容易积水位置的基层、或垫层、或路面的下面层，边缘的无砂混凝土渗沟或渗墙位于路面或桥面边缘，它们与路肩上的出水口或桥面的泄水管孔相连，或直接延续到路堤墙、坡外或水沟内；内部渗层及边缘渗沟或渗墙为连续或断续结构，无砂混凝土渗沟或渗层、或渗墙的底板高度等于或低于路面、桥面渗水层底板高度。
6.一种利用无砂混凝土进行路面、桥面内部及边缘排水结构的施工方法，其特征在于首先拌和无砂混凝土，再用其在路面、桥面结构内部沿路面桥面横向铺设或浇筑无砂混凝土渗沟或渗层，或在路面、桥面结构边缘浇筑无砂混凝土边缘排水渗沟或渗墙，或在路桥面结构内部及边缘同时浇筑无砂混凝土渗沟或渗层、以及无砂混凝土边缘排水渗沟或渗墙，浇筑时把无砂混凝土扒平后轻轻插实，并保证其不产生离析，然后进行养护，最后在其上铺筑路桥其他面层结构或路肩的上部；内部渗层或渗沟、边缘排水渗沟或渗墙可以连续布置，也可断续布置。
7.根据权利要求6所述的利用无砂混凝土进行路面、桥面内部及边缘排水结构的施工方法，其特征在于无砂混凝土的骨料与水泥重量比为2∶1～18∶1，骨料粒径为0.3～80mm，水和水泥的重量比为0.2∶1～0.6∶1。
8.根据权利要求6或7所述的利用无砂混凝土进行路面、桥面内部及边缘排水结构的施工方法，其特征在于浇筑路桥面结构内部的横向无砂混凝土渗沟或渗层时，先在路桥面容易积水或渗水位置的基层、或垫层、或路面的下面层上，沿横向预留、开设沟槽，然后用无砂混凝土以沟槽壁作为模板进行浇筑，或立模整层浇筑无砂混凝土渗层；构筑边缘纵向无砂混凝土渗水沟或渗墙时，可用无砂混凝土直接在路肩上或路面、桥面边缘立模浇筑路肩的一部分，或在位于路肩、桥梁防撞墙与路桥面结构边缘预留、开槽或立模，用无砂混凝土进行浇筑，并按一定间距在路肩或桥梁防撞墙预留或开槽孔，用无砂混凝土浇筑横向或竖向泄水口，或直接将内部横向渗沟或渗层及边缘渗沟或渗墙延续到路堤墙、坡外或水沟内；或采用钢管、塑料管、PVC管等作为横向或纵向泄水管，并保证排水结构最低处有泄水孔管，横向或纵向泄水管沟与渗沟、渗层相连，进水口等于或低于无砂混凝土渗沟、渗层底部，横向泄水管沟向外倾斜。
9.根据权利要求8所述的路桥无砂混凝土排水设施的施工方法，其特征在于预留、开设沟槽或立模时，保证与路面结构渗水层相连，并控制其底板等于或低于路面、桥面结构的渗水层底板高度。
10.根据权利要求8所述的路桥无砂混凝土排水设施的施工方法，其特征在于浇筑后养护温度为0～45℃，并按一般混凝土的养护方法进行养护。
全文摘要
本发明涉及一种把无砂混凝土用于路面、桥面内部及边缘排水的用途，以及利用无砂混凝土进行路面、桥面内部及边缘排水的结构及其施工方法，属公路、铁路工程技术领域。将无砂混凝土用作路面、桥面内部及边缘排水结构的浇筑材料，排水结构为沿路面、桥面横向的无砂混凝土渗沟(渗层)或在路面、桥面结构边缘的纵向无砂混凝土边缘渗沟(渗墙)，边缘渗沟(渗墙)还连有横向泄水口(孔、管、槽等)；在路面、桥面结构内部横向或在路肩、路面或桥面结构边缘预留、开槽或立模，选择适当的石料粒径、配比，加水拌和无砂混凝土后，浇入沟槽或模板内，扒平后轻轻插实，进行养护。具有简化路面、桥面排水措施的结构、施工工序，提高排水结构的强度，延长路面、桥面的使用寿命和使用性能，降低路面、桥面的施工和维护成本的优点。
文档编号E01C7/10GK1584213SQ20041002272
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月2日 优先权日2004年6月2日
发明者张林洪, 刘荣珮, 王苏达, 吴培关, 唐正光, 吴华金, 陈加洪, 房锐 申请人:昆明理工大学