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、機場跑道和市政設(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“水是頭號敵人”。根據(jù)水 的來源，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)通過面層孔隙、接縫或裂縫進入面層內(nèi) 部，導致面層材料水損壞，水進一步滲入基層，造成基層動水沖刷破壞，并在面層與基層間 形成非均勻脫空和非均勻支承，對浙青混凝土路面而言，層間動水沖刷還會削弱面層與基 層的粘結(jié)力，不利于浙青混凝土面層受力。當水再進一步下滲進入路基，若路基排水不良則 使其長期被水浸泡，路基材料強度和彈模降低，易導致路基失穩(wěn)，繼而引發(fā)基層沉陷、斷裂， 最后導致面層出現(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)的水通過毛細管作用或側(cè)向滲流進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部引起的路面破壞。地下水長期侵 蝕基層，削弱底基層、基層的整體強度，降低基層材料的彈模，同時動水作用也會加速基層 破壞，從而引發(fā)路面面層沉陷、斷裂破壞。此外，地下水進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的同時，在汽車荷 載尤其是重載的不斷擠壓下，還會附帶有少量路基細粒土，造成路基細粒土流失，路基整體 強度降低并影響路面結(jié)構(gòu)承載力，路基細粒土隨水附帶上升也會導致路面頻繁出現(xiàn)唧泥現(xiàn) 象，上升的細粒土還會堵塞排水墊層通道，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。路基土中存在著無數(shù)的毛細管，地下 水會通過路基中的毛細管上升到路基內(nèi)部，特別在冬季，當大氣負溫傳入地下，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)合水的最外層也開始凍結(jié)，使冰晶體逐漸 擴大，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。當土中細粒越多，形成的毛細管就越多，對路基的凍脹影響也越大。因此必須有效 的阻止地下水對路面結(jié)構(gòu)的破壞。現(xiàn)有阻止地下水進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管，控制地下水的上升數(shù)量。但仍有部分水會通過毛細管作用 繼續(xù)上升至路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。同時，在地下水位較高路段，由于路基長時間處于潮濕狀態(tài)，行 車荷載的不斷振動作用，將使路基土質(zhì)軟化、土顆粒變細，在荷載振動擠壓下地下滲水附帶 路基細粒土上升。路基細粒土上升至墊層帶來兩個不良后果一是路基細粒土流失，造成 路基土強度降低，引發(fā)路面沉陷破壞；二是路基細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，毛細管變細，水上升高度變大，增強了水的毛細作用，
3地下水更易通過毛細管作用上升至基層甚至面層。墊層上的基層基本上都是無機結(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，這些無疑 給地下水通過毛細管作用夾帶路基細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，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用水量的要求特別高，如果用水量過小，在碾壓混合料時容易松 散；如果用水量過大，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，但存在的問題是，由于毛細水的上升，地下水仍會造成路面 結(jié)構(gòu)內(nèi)部的凍脹破壞。即使再設(shè)置排水墊層，毛細水也會滲入墊層中凝結(jié)成冰，并導致墊層 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，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 力包括墊層對基層的擠壓力和層間切向剪力或摩擦力(對基層而言，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度較小，層間切向力使得基層受拉，進而會對基層造成不利 影響，甚至當這種拉應(yīng)力達到其抗拉強度時，出現(xiàn)基層開裂，引發(fā)路面破壞。另外，對于剛性 路面結(jié)構(gòu)，例如為水泥混凝土路面時，由于水泥混凝土材料脆性較大，面層剛性大，與基層 接觸時層間存在非均勻脫空和非均勻支承，在重荷載的振動沖擊作用下，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，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 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、增強面層抗振能力，延長路面使用壽命。

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 的是通過以下技術(shù)方案實現(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)置用于過濾細泥沙的 透水過濾層。進一步，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；進一步，所述透水過濾層為厚度0. 5mm 2mm的透水過濾土工布層；進一步，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、有機結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層、無機結(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，夯實路基；第二，在路基上平整的鋪設(shè)透水過濾層；第三，在平整的透水過 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)置了透水過濾層，可以在 確保地下水上升進入排水墊層排出路面以外的同時，能有效阻斷路基細粒土或顆粒被地下 水帶入排水墊層，避免路基細粒土或顆粒的流失，減少路面沉陷，還可避免路基細粒土或顆 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，避開了防水層與基層和排水墊層的直接 接觸，層間接觸面相對較光滑，大大減小了基層與排水墊層之間的摩擦力，使得冬季水進入 墊層發(fā)生凍脹變形時，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 下水進一步上升至基層和面層，有效解決地下水損壞的同時，將顯著減小冬季因地下水凍 脹引起的路面病害和破壞問題，同時，還可以完全阻止路表水通過墊層進入路基，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，可以防止路基細粒土或顆粒堵塞排水墊層已有 的孔隙，不會造成孔隙率進一步減小甚至堵塞，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入內(nèi)部 對路面結(jié)構(gòu)造成的破壞，同時通過落重沖擊實驗表明，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沖擊能力可提高50%以上。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度 上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的 實踐中得到教導。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的防水減振路面結(jié)構(gòu)及其施工方法作進一步說 明，附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖所示，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)、有機結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層、無機結(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、有機結(jié)合料穩(wěn)定粒料和無機結(jié)合料穩(wěn)定粒料之間的各 種混合粒料墊層)之一；所述透水過濾層6為透水過濾土工布層；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，夯實路基7 ；第二，在路基7上平整的鋪設(shè)透水過 濾層6 ；第三，在平整的透水過濾層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 為有機結(jié)合料穩(wěn)定粒料墊層，透水過濾層6為厚度0. 5mm的透水過濾土工布層，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為無機結(jié) 合料穩(wěn)定粒料墊層，透水過濾層6為厚度1. 25mm的透水過濾土工布層，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 水過濾層6為厚度2mm的透水過濾土工布層，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)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技 術(shù)方案進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)置用于過濾細泥沙的透水過濾層(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濾層(6)為厚 度0. 5mm 2mm的透水過濾土工布層。
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、有機結(jié) 合料穩(wěn)定粒料墊層、無機結(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，夯實路基(7)；第二，在路基(7)上平整的鋪設(shè)透水過濾層(6)；第三，在平整的透水 過濾層(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)置透水過濾層，其施工方法為自下而上為路基、透水過濾層、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路面和路基造成的破壞，同時該路面結(jié)構(gòu)還具有很好的減振功能，可顯著延長道路的實際使用壽命。
文檔編號E01C7/34GK101824787SQ201010132658
公開日2010年9月8日 申請日期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, 楊慶國, 谷建義, 趙朝華, 馬銀華 申請人:馬銀華