專利名稱：防水減振路面結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路面結(jié)構(gòu)及其施工方法，尤其是一種防水減振路面結(jié)構(gòu)及其施工 方法。
背景技術(shù)：
在道路、機(jī)場(chǎng)跑道和市政設(shè)施等領(lǐng)域，路面壽命縮短已成為施工建設(shè)中的一大難 題。導(dǎo)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(hào)敵人”。根據(jù)水 的來(lái)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(guò)面層孔隙、接縫或裂縫進(jìn)入面層內(nèi) 部，導(dǎo)致面層材料水損壞，水進(jìn)一步滲入基層，造成基層動(dòng)水沖刷破壞，并在面層與基層間 形成非均勻脫空和非均勻支承，對(duì)浙青混凝土路面而言，層間動(dòng)水沖刷還會(huì)削弱面層與基 層的粘結(jié)力，不利于浙青混凝土面層受力。當(dāng)水再進(jìn)一步下滲進(jìn)入路基，若路基排水不良則 使其長(zhǎng)期被水浸泡，路基材料強(qiáng)度和彈模降低，易導(dǎo)致路基失穩(wěn)，繼而引發(fā)基層沉陷、斷裂， 最后導(dǎo)致面層出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象、沉陷和斷裂破壞。在解決路表水損壞方面，現(xiàn)行路面已有在面 層與基層之間設(shè)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，取得了一定 的效果。地下水損壞，是指濕度較大路床土或地下水位較高地區(qū)，路床土、路基下部或路塹 邊坡內(nèi)的水通過(guò)毛細(xì)管作用或側(cè)向滲流進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起的路面破壞。地下水長(zhǎng)期侵 蝕基層，削弱底基層、基層的整體強(qiáng)度，降低基層材料的彈模，同時(shí)動(dòng)水作用也會(huì)加速基層 破壞，從而引發(fā)路面面層沉陷、斷裂破壞。此外，地下水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的同時(shí)，在汽車荷 載尤其是重載的不斷擠壓下，還會(huì)附帶有少量路基細(xì)粒土，造成路基細(xì)粒土流失，路基整體 強(qiáng)度降低并影響路面結(jié)構(gòu)承載力，路基細(xì)粒土隨水附帶上升也會(huì)導(dǎo)致路面頻繁出現(xiàn)唧泥現(xiàn) 象，上升的細(xì)粒土還會(huì)堵塞排水墊層通道，造成排水不暢。另外，在北方高寒地區(qū)，地下水還 會(huì)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(wú)數(shù)的毛細(xì)管，地下 水會(huì)通過(guò)路基中的毛細(xì)管上升到路基內(nèi)部，特別在冬季，當(dāng)大氣負(fù)溫傳入地下，地表中的自 由水首先凍結(jié)成冰晶體，隨著氣溫的繼續(xù)下降，結(jié)合水的最外層也開(kāi)始凍結(jié)，使冰晶體逐漸 擴(kuò)大，并在土層中形成冰夾層，水分冰凍后體積將增加，使土體隨著膨脹發(fā)生隆起，出現(xiàn)凍 脹現(xiàn)象。當(dāng)土中細(xì)粒越多，形成的毛細(xì)管就越多，對(duì)路基的凍脹影響也越大。因此必須有效 的阻止地下水對(duì)路面結(jié)構(gòu)的破壞。現(xiàn)有阻止地下水進(jìn)入地基的措施主要有第一，設(shè)置砂礫、多孔水泥穩(wěn)定碎石等排 水墊層，該措施能夠減少毛細(xì)管，控制地下水的上升數(shù)量。但仍有部分水會(huì)通過(guò)毛細(xì)管作用 繼續(xù)上升至路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。同時(shí)，在地下水位較高路段，由于路基長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕狀態(tài)，行 車荷載的不斷振動(dòng)作用，將使路基土質(zhì)軟化、土顆粒變細(xì)，在荷載振動(dòng)擠壓下地下滲水附帶 路基細(xì)粒土上升。路基細(xì)粒土上升至墊層帶來(lái)兩個(gè)不良后果一是路基細(xì)粒土流失，造成 路基土強(qiáng)度降低，引發(fā)路面沉陷破壞；二是路基細(xì)粒土上升填充排水墊層的孔隙，易造成墊 層排水不暢，且由于墊層孔隙率變小，毛細(xì)管變細(xì)，水上升高度變大，增強(qiáng)了水的毛細(xì)作用，
3地下水更易通過(guò)毛細(xì)管作用上升至基層甚至面層。墊層上的基層基本上都是無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn) 定粒料半剛性基層，其自身難以完全阻止水的滲透，且干縮和溫縮裂紋普遍存在，這些無(wú)疑 給地下水通過(guò)毛細(xì)管作用夾帶路基細(xì)粒土一起上升至基層和面層提供了通道，由此引發(fā)基 層、面層水損壞和路面唧泥現(xiàn)象。同時(shí)，多孔水泥穩(wěn)定碎石類排水墊層的施工質(zhì)量要求高， 排水墊層混合料的拌制對(duì)用水量的要求特別高，如果用水量過(guò)小，在碾壓混合料時(shí)容易松 散；如果用水量過(guò)大，則容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，施工控制不好，將影響其排水效果，孔隙率降低 提供毛細(xì)管道。第二，在北方高寒地區(qū)的冬季，為解決路基凍脹破壞，通常采用換填土的做 法，即用水穩(wěn)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。采用該措 施可大大減輕路基的凍脹程度，但存在的問(wèn)題是，由于毛細(xì)水的上升，地下水仍會(huì)造成路面 結(jié)構(gòu)內(nèi)部的凍脹破壞。即使再設(shè)置排水墊層，毛細(xì)水也會(huì)滲入墊層中凝結(jié)成冰，并導(dǎo)致墊層 凍脹現(xiàn)象。墊層發(fā)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(qiáng)，墊層受到的約束力就越大，相應(yīng)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(duì)基層的擠壓力和層間切向剪力或摩擦力(對(duì)基層而言，該剪力或摩擦力表現(xiàn) 為基層底部受拉)。半剛性基層材料具有較高的抗壓強(qiáng)度，可以抵抗擠壓力產(chǎn)生的壓應(yīng)力， 但是，半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度較小，層間切向力使得基層受拉，進(jìn)而會(huì)對(duì)基層造成不利 影響，甚至當(dāng)這種拉應(yīng)力達(dá)到其抗拉強(qiáng)度時(shí)，出現(xiàn)基層開(kāi)裂，引發(fā)路面破壞。另外，對(duì)于剛性 路面結(jié)構(gòu)，例如為水泥混凝土路面時(shí)，由于水泥混凝土材料脆性較大，面層剛性大，與基層 接觸時(shí)層間存在非均勻脫空和非均勻支承，在重荷載的振動(dòng)沖擊作用下，面層受力不利，疲 勞壽命降低，尤其是基層為半剛性基層或剛性基層時(shí)，面層與基層硬碰硬，面層材料和基層 材料抗振能力不足，重載振動(dòng)沖擊下容易發(fā)生高應(yīng)力水平下的低周疲勞破壞，路面破壞，進(jìn) 而為路表水滲入基層和路基提供了通道。因此需要一種具有防水，同時(shí)具有減振功能的路面結(jié)構(gòu)及其施工方法，能有效的 阻止自下而上的地下水和自上而下的路表水對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成的破壞，而且還能改善面層支 承條件、增強(qiáng)面層抗振能力，延長(zhǎng)路面使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種防水減振路面結(jié)構(gòu)及施工方法。本發(fā)明的目 的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種防水減振路面結(jié)構(gòu)，自上而下包括面層、基層、排水墊 層和路基，所述面層與基層之間設(shè)置防水減振功能層，基層與排水墊層之間設(shè)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(shè)置用于過(guò)濾細(xì)泥沙的 透水過(guò)濾層。進(jìn)一步，所述防水減振功能層為厚度為0. 2mm 1. 0mm的成品薄層軟質(zhì)材料；進(jìn)一步，所述防水減振功能層為防水土工膜、復(fù)合塑料編織布或塑料薄膜；進(jìn)一步，所述防水層為厚度0. 1mm 0. 5mm的成品薄層軟質(zhì)材料；進(jìn)一步，所述防水層為防水土工膜、復(fù)合塑料編織布或塑料薄膜；進(jìn)一步，所述透水過(guò)濾層為厚度0. 5mm 2mm的透水過(guò)濾土工布層；進(jìn)一步，所述面層為浙青混凝土復(fù)合面層、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(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層或混合粒料墊層；本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種防水減振路面結(jié)構(gòu)的施工方法，鋪筑順序自下而 上依次為第一，夯實(shí)路基；第二，在路基上平整的鋪設(shè)透水過(guò)濾層；第三，在平整的透水過(guò) 濾層上鋪筑排水墊層；第四，待排水墊層鋪筑完全成型之后，再鋪設(shè)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筑基層，使基層與防水層之間自然分 離；第六，在基層上平整的鋪設(shè)防水減振功能層；第七，在平整的防水減振功能層上鋪筑面 層，從而形成完整的路面結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果在于第一，在路基和排水墊層之間設(shè)置了透水過(guò)濾層，可以在 確保地下水上升進(jìn)入排水墊層排出路面以外的同時(shí)，能有效阻斷路基細(xì)粒土或顆粒被地下 水帶入排水墊層，避免路基細(xì)粒土或顆粒的流失，減少路面沉陷，還可避免路基細(xì)粒土或顆 粒堵塞排水墊層的孔隙，從而影響排水。第二，在排水墊層與基層之間設(shè)置能與排水墊層和 基層自然分離的軟質(zhì)薄膜類防水層材料后，首先，避開(kāi)了防水層與基層和排水墊層的直接 接觸，層間接觸面相對(duì)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(jìn)入 墊層發(fā)生凍脹變形時(shí)，墊層與基層的層間切向約束作用極大減輕，有利于墊層和基層受力， 而且還能避免防水層材料的損壞。其次，由于薄膜類防水層具有一定的適應(yīng)變形的能力，可 起到應(yīng)力吸收和協(xié)調(diào)變形的作用，利于基層受力。再次，由于防水層的設(shè)置，在完全阻止地 下水進(jìn)一步上升至基層和面層，有效解決地下水損壞的同時(shí)，將顯著減小冬季因地下水凍 脹引起的路面病害和破壞問(wèn)題，同時(shí)，還可以完全阻止路表水通過(guò)墊層進(jìn)入路基，避免由此 引起的路基水損和路面唧泥現(xiàn)象。最后，由于有效阻止了地下水的上升，在排水墊層由于施 工質(zhì)量控制不好造成孔隙率降低的情況下，可以防止路基細(xì)粒土或顆粒堵塞排水墊層已有 的孔隙，不會(huì)造成孔隙率進(jìn)一步減小甚至堵塞，第三，本發(fā)明的施工方法中，由于待排水墊 層完全形成后，再鋪設(shè)防水層，所以保證了排水墊層與防水層的自然分離，對(duì)于墊層的排水 也起到正面的作用。第四，由于設(shè)置了防水減振功能層，能有效的阻止路表水滲透進(jìn)入內(nèi)部 對(duì)路面結(jié)構(gòu)造成的破壞，同時(shí)通過(guò)落重沖擊實(shí)驗(yàn)表明，與不設(shè)防水減振功能層的路面相比， 采用本發(fā)明修筑的路面面層抗振動(dòng)沖擊能力可提高50%以上。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度 上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的 實(shí)踐中得到教導(dǎo)。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的防水減振路面結(jié)構(gòu)及其施工方法作進(jìn)一步說(shuō) 明，附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖所示，本發(fā)明的防水減振路面結(jié)構(gòu)自上而下依次為面層1、防水減振功能層 2、基層3、防水層4、排水墊層5、透水過(guò)濾層6和路基7。面層1為浙青混凝土復(fù)合面層(具 體為水泥混凝土層上鋪筑浙青混凝土層的復(fù)合結(jié)構(gòu)的面層)、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；防水減振功能層2為防水土工膜、復(fù)合 塑料編織布或塑料薄膜之一；所述基層3為柔性基層、半剛性基層或剛性基層之一；所述防
5水層4為防水土工膜、復(fù)合塑料編織布或塑料薄膜之一；所述排水墊層5為粒料墊層(粒料 墊層為普通砂粒、碎石等墊層)、有機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層或混 合粒料墊層(混合粒料墊層為粒料、有機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料和無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料之間的各 種混合粒料墊層)之一；所述透水過(guò)濾層6為透水過(guò)濾土工布層；防水層4與基層3、排水 墊層5之間均為自然分離狀態(tài)。本發(fā)明的具體施工方法為第一，夯實(shí)路基7 ；第二，在路基7上平整的鋪設(shè)透水過(guò) 濾層6 ；第三，在平整的透水過(guò)濾層6上鋪筑排水墊層5 ；第四，待排水墊層5鋪筑完全成型 之后，再鋪設(shè)防水層4，使排水墊層5與防水層4之間自然分離；第五，在平整的防水層4上 再鋪筑基層3，使基層3與防水層4之間自然分離；第六，在基層3上平整的鋪設(shè)防水減振 功能層2 ；第七，在平整的防水減振功能層2上鋪筑面層1，從而形成完整的路面結(jié)構(gòu)。實(shí)施例一，所述面層1為普通水泥混凝土面層，防水減振功能層2為厚度0. 2mm的 復(fù)合塑料編織布，基層3為半剛性基層，防水層4為厚度0. 1mm的防水土工膜，排水墊層5 為有機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層，透水過(guò)濾層6為厚度0. 5mm的透水過(guò)濾土工布層，按照前述施 工方法即可鋪筑本發(fā)明的防水減振路面結(jié)構(gòu)。實(shí)施例二，所述面層1為浙青混凝土復(fù)合面層，防水減振功能層2為厚度1. 0mm的 防水土工膜，基層3為柔性基層，防水層4為厚度0. 5mm的塑料薄膜，排水墊層5為無(wú)機(jī)結(jié) 合料穩(wěn)定粒料墊層，透水過(guò)濾層6為厚度1. 25mm的透水過(guò)濾土工布層，按照前述施工方法 即可鋪筑本發(fā)明的防水減振路面結(jié)構(gòu)。實(shí)施例三，所述面層1為纖維混凝土面層，防水減振功能層2為厚度0. 6mm的塑料 薄膜，基層3為柔性基層，防水層4為厚度0. 3mm的防水土工膜，排水墊層5為粒料墊層，透 水過(guò)濾層6為厚度2mm的透水過(guò)濾土工布層，按照前述施工方法即可鋪筑本發(fā)明的防水減 振路面結(jié)構(gòu)。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種防水減振路面結(jié)構(gòu)，自上而下包括面層(1)、基層(3)、排水墊層(5)和路基(7)，其特征在于所述面層(1)與基層(3)之間設(shè)置防水減振功能層(2)，基層(3)與排水墊層(5)之間設(shè)置不透水的防水層(4)，防水層(4)與基層(3)、排水墊層(5)均自然分離，排水墊層(5)與路基(7)之間設(shè)置用于過(guò)濾細(xì)泥沙的透水過(guò)濾層(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防水減振功能層(2) 為厚度0. 2mm 1. Omm的成品薄層軟質(zhì)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防水減振功能層(2)為防水土工膜、復(fù)合塑料編織布或塑料薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防水層(4)為厚度 0. Imm 0. 5mm的成品薄層軟質(zhì)材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述防水層(4)為防 水土工膜、復(fù)合塑料編織布或塑料薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述透水過(guò)濾層(6)為厚 度0. 5mm 2mm的透水過(guò)濾土工布層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防水減振路面結(jié)構(gòu)，其特征在于所述面層(1)為浙青混凝 土復(fù)合面層、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(3)為柔性基層、半剛性基層或剛性基層；所述排水墊層(5)為粒料墊層、有機(jī)結(jié) 合料穩(wěn)定粒料墊層、無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層或混合粒料墊層。
8.—種權(quán)利要求1所述防水減振路面結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于鋪筑順序依次為 第一，夯實(shí)路基(7)；第二，在路基(7)上平整的鋪設(shè)透水過(guò)濾層(6)；第三，在平整的透水 過(guò)濾層(6)上鋪筑排水墊層(5)；第四，待排水墊層(5)鋪筑完全成型之后，再鋪設(shè)防水層 (4)，使排水墊層(5)與防水層(4)之間自然分離；第五，在平整的防水層(4)上再鋪筑基層(3)，使基層(3)與防水層(4)之間自然分離；第六，在基層(3)上平整的鋪設(shè)防水減振功能 層(2)；第七，在平整的防水減振功能層(2)上鋪筑面層(1)，從而形成完整的路面結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種防水減振路面結(jié)構(gòu)及其施工方法，該路面結(jié)構(gòu)自上而下包括面層、基層、排水墊層和路基，所述面層與基層之間設(shè)置防水減振功能層，基層與排水墊層之間設(shè)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(shè)置透水過(guò)濾層，其施工方法為自下而上為路基、透水過(guò)濾層、排水墊層、防水層、基層、防水減振功能層和面層；該路面結(jié)構(gòu)能夠有效的防止路表水和地下水對(duì)路面和路基造成的破壞，同時(shí)該路面結(jié)構(gòu)還具有很好的減振功能，可顯著延長(zhǎng)道路的實(shí)際使用壽命。
文檔編號(hào)E01C7/34GK101824787SQ201010132658
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者何小兵, 易志堅(jiān), 楊慶國(guó), 谷建義, 趙朝華, 馬銀華 申請(qǐng)人:馬銀華