CN216141975U - 一种临江防渗水耐久性道路结构 - Google Patents

一种临江防渗水耐久性道路结构 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种临江防渗水耐久性道路结构，包括标准防洪堤坝和标准防洪堤坝内的渗透性高的砂砾层地基，所述的砂砾层地基上依次设置注浆层、灰土层、基层、封闭层、土工格栅和面层增。强地聚物的强度和抗渗性，性能优良、节能环保、抗裂性能、密封性能良好，增强结构耐久性；三是设置价格低廉成效大，增加面层抗弯强度；经济效益和社会效益显著。

Description

一种临江防渗水耐久性道路结构
技术领域
本实用新型涉及一种道路建设领域，具体是指一种临江防渗水耐久性道路结构。
背景技术
因城市建设需要，在临江、临河地区的滩涂修建道路等构筑物，洪水期的洪水位高于道路标高的情况比较常见，需建设标准防洪堤坝防洪，而临江、临河等滩涂地区地基一般为透水砂砾石层，地基中的砂砾层中的水通过垂直渗流向上***，渗流孔隙水压力将可能大于静水压力，当地下水水浮力达到一定数值时，就可能引起道路结构混凝土路面的破裂损坏；如果道路结构面层采用钢筋混凝土结构，则又增加了工程费用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的临江防渗水耐久性道路结构。
本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：
一种临江防渗水耐久性道路结构，包括标准防洪堤坝和标准防洪堤坝内的渗透性高的砂砾层地基，所述的砂砾层地基上依次设置注浆层、灰土层、基层、封闭层、土工格栅和面层。
所述的注浆层为砂砾层地基的上部高压注入纤维地聚物混合料浆液，厚度0.5m～1.0m；所述的纤维地聚物为地聚物中掺加适量的塑料纤维类纤维，该地聚物是以高硅铝质天然矿石粉或矿渣粉、粉煤灰为原材料，并与碱性活化剂混合而成的新型无机聚合材料。
所述的灰土层为生石灰、水泥和粘土混合物，厚度0.3m～0.5m，压实度93%～95%。
所述的基层为乳化纤维沥青碎石稳定土，由乳化沥青、塑料纤维、碎石和水泥混合料拌和碾压而成，厚度0.3m～0.5m，压实度不小于95%。
所述的封闭层为不粘轮乳化沥青防水粘结层；所述的面层为水泥混凝土矩形板，厚度0.20m～0.30m。
所述的土工格栅为双向钢塑土工格栅。
所述的标准防洪堤坝由挡土墙、挡水墙和挡土墙内的泄水管组成，该挡水墙顶高于常水位并预留洪水位安全高度。
与现有技术相比，本实用新型主要提供了一种临江防渗水耐久性道路结构，它是在砂砾层地基上依次设置注浆层、灰土层、基层、封闭层、土工格栅和面层，并具有如下优点：一是注浆层采用纤维地聚物混合料，掺加适量的塑料纤维类纤维，具有较高的界面结合强度，增强地聚物的强度和抗渗性，性能优良、节能环保；二是灰土层、乳化纤维沥青碎石稳定土基层和不粘轮乳化沥青防水粘结层封闭层抗裂性能、密封性能良好，多次高效隔断渗透水的***通道，减少浮力，增强结构耐久性；三是设置双向钢塑土工格栅，有效增加面层的抗弯强度，土工格栅价格低廉成效大，性价比高；四是所提供计算方法原理清晰、实用易行，可作为临江防渗水耐久性道路结构的施工指导，提高了安全质量性能。因此，本实用新型是一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的临江防渗水耐久性道路结构，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本实用新型的结构立面示意图。
图2为图1的面层立面受力计算图式。
图3为图1的面层俯视受力计算图式。
具体实施方式
下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。
如图1~图3所示，1.标准防洪堤坝、11.挡土墙、12.挡水墙、13.泄水管、2.砂砾层地基、3.注浆层、4.灰土层、5.基层、6.封闭层、7.土工格栅、8.面层。
一种临江防渗水耐久性道路结构，是对临江、临河等滩涂地区修建的道路结构改进和施工工艺优化，该道路结构包括标准防洪堤坝和标准防洪堤坝内的渗透性高的砂砾层地基2，以及在砂砾层地基上按照由下而上的顺序依次逐层铺筑的注浆层3、灰土层4、基层5、封闭层6、土工格栅7和面层8。
其中，标准防洪堤坝1是由挡土墙11、挡水墙12和埋置在挡土墙内的泄水管13组成，该挡水墙12顶高于常水位并预留一定的洪水位安全高度，按当地规定确定的防洪设计标准，泄水管13用于标准防洪堤坝内结构物的地面渗透水***。
所述的砂砾层地基2具有高渗透水性能，在高压水头作用下，地基中的砂砾层中的水能快速通过垂直渗流向上***，当地下水水浮力达到一定数值时，引起道路结构破坏，影响结构的耐久性，甚至可能导致工程事故。
所述的注浆层3为砂砾层地基的上部高压注入纤维地聚物混合料浆液，厚度0.5m～1.0m，该纤维地聚物为地聚物中掺加适量的塑料纤维类纤维，具有较高的界面结合强度，增强地聚物的强度和抗渗性。
所述的地聚物是以高硅铝质天然矿石粉或矿渣粉、粉煤灰等工业废弃物为原材料，与碱性活化剂混合而成的新型无机聚合材料，该地聚物材料具有许多普通硅酸盐水泥难以达到的性能，而且具有原材料丰富、工艺简单、价格低廉、节能环保等优点。
所述的灰土层4为生石灰、水泥和粘土混合物，具有封闭渗透水的作用，厚度0.3m～0.5m，压实度93%～95%。
所述的基层5为乳化纤维沥青碎石稳定土，由乳化沥青、塑料纤维、碎石和水泥混合料拌和碾压而成，具有较高的致密性、耐水性、抗裂性和较高的强度，厚度0.3m～0.5m，压实度不小于95%。
所述的封闭层6为不粘轮乳化沥青防水粘结层，不粘轮乳化沥青使用美国道维施（DALWORTH）胶体磨，采用先乳化后改性的方法制备而成，破乳后多链聚烯烃会在沥青表面形成一层较薄的隔离膜，隔离了车轮与沥青，施工时起到不粘轮的作用、硬化后起到优异的防水作用。
所述的土工格栅7为双向钢塑土工格栅。
所述的面层8为水泥混凝土矩形板，厚度0.20m～0.30m。
同时，当标准防洪堤坝1的洪水位高于道路的面层8底部的标高，临江、临河的高水位对道路底部产生向上均匀分布的浮力
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，所述道路的面层成网格状板块，网格状十字交叉接缝处或板边的面层板块角边最容易损坏，以面层板块板角
Figure DEST_PATH_IMAGE002
点为半径
Figure DEST_PATH_IMAGE003
的部分为考察对象，选取四分之一块面积进行分析，板角
Figure 830914DEST_PATH_IMAGE002
处以半径
Figure DEST_PATH_IMAGE004
的尖角部分已损坏；根据弹性理论，该四分之一块面积为受均布荷载的受弯圆弧形悬臂板，由于以
Figure 672355DEST_PATH_IMAGE002
点为半径
Figure 248830DEST_PATH_IMAGE003
的板块板角面积与整块板相比较小，为了简化计算，假设其为受均布荷载的受弯圆弧形变截面悬臂梁，圆弧形截面
Figure DEST_PATH_IMAGE005
处为固结，悬臂
Figure DEST_PATH_IMAGE006
处为自由端，圆弧形面板底土工格栅的板拉力
Figure DEST_PATH_IMAGE007
作用在圆弧形悬臂板上为挤压力，于是得到如下计算公式：
公式一、
Figure DEST_PATH_IMAGE009
公式二、
Figure DEST_PATH_IMAGE010
公式一和公式二中的各符号定义为：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
——面层8的厚度，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
——洪水位与面层底的高差，
Figure 835186DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 711875DEST_PATH_IMAGE003
——面层板块板角
Figure 331076DEST_PATH_IMAGE002
点至悬臂梁圆弧形固结端
Figure 457163DEST_PATH_IMAGE005
的半径，
Figure 718380DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 183997DEST_PATH_IMAGE004
——板角
Figure 239678DEST_PATH_IMAGE002
处以半径
Figure 728428DEST_PATH_IMAGE004
已损坏尖角部分的半径，模拟板角尖角部分在施工或实际使用过程中已破损的情况，
Figure 527756DEST_PATH_IMAGE004
远小于
Figure 850809DEST_PATH_IMAGE003
即
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，调查类似工程按类比法取值或取0.01m～0.05m,
Figure 202025DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
——土工格栅
Figure DEST_PATH_IMAGE016
段受拉的伸长量，
Figure 365022DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
——土工格栅7受拉的弹性系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
——悬臂梁圆弧形固结端
Figure DEST_PATH_IMAGE020
的任一点至极点
Figure 948800DEST_PATH_IMAGE002
方向的任一距离，极角范围
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，
Figure 389009DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
——悬臂梁端点即
Figure 583230DEST_PATH_IMAGE002
极点向悬臂梁圆弧形固结端
Figure 171206DEST_PATH_IMAGE020
方向的
Figure DEST_PATH_IMAGE023
范围内即
Figure DEST_PATH_IMAGE024
的任一点距离，
Figure 174321DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE025
——四分之一块圆弧形面板的竖向变形曲线方程，
Figure 203457DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
——洪水位对道路底部产生竖向向上均匀分布的浮力,
Figure DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
——洪水位对道路底部产生竖向向上均匀分布浮力的折减系数,通过试验确定，缺乏试验资料时，根据有关规范确定；
Figure DEST_PATH_IMAGE029
——水的重度,
Figure DEST_PATH_IMAGE030
；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
——圆弧形面板底土工格栅的板拉力
Figure 346076DEST_PATH_IMAGE007
作用在圆弧形悬臂板上挤压力的抵抗力矩,
Figure DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure DEST_PATH_IMAGE033
——四分之一块圆弧形面板
Figure 280403DEST_PATH_IMAGE019
处的弯矩,
Figure 225225DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure DEST_PATH_IMAGE034
——四分之一块圆弧形面板
Figure DEST_PATH_IMAGE035
处的弯矩,
Figure 171184DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure 910470DEST_PATH_IMAGE007
——圆弧形面板底土工格栅的拉力即作用在圆弧形悬臂板上挤压力,
Figure DEST_PATH_IMAGE036
；
Figure DEST_PATH_IMAGE037
——水泥混凝土圆弧形面板的弹性模量，
Figure 69444DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
——水泥混凝土圆弧形面板
Figure 286798DEST_PATH_IMAGE019
处厚度水平中心线的惯性矩，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
；
Figure DEST_PATH_IMAGE040
——系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
——水泥混凝土圆弧形面板
Figure 599181DEST_PATH_IMAGE005
处的容许弯矩，
Figure 509368DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure DEST_PATH_IMAGE043
——圆弧形面板底土工格栅的容许拉力,
Figure 559233DEST_PATH_IMAGE036
；
在公式一、公式二中，若面板8为沥青混凝土面层，则浮力引起基层5和沥青混凝土面层破损，土工格栅7移至基层5底部布设，各计算公式的有关符号意义调整为：浮力荷载
Figure 517962DEST_PATH_IMAGE001
修改为减去沥青面层单位面积的重量，洪水位与水泥混凝土板面层底的高差
Figure 641775DEST_PATH_IMAGE013
修改为加上基层厚度，水泥混凝土板面层的厚度
Figure 722864DEST_PATH_IMAGE011
修改为基层厚度，水泥混凝土圆弧形面板的弹性模量
Figure 197707DEST_PATH_IMAGE037
修改为基层弹性模量，水泥混凝土圆弧形面板
Figure 553602DEST_PATH_IMAGE019
处的惯性矩
Figure 800432DEST_PATH_IMAGE038
修改为基层相应处的惯性矩。
另外，临江防渗水耐久性道路结构的施工方法，主要包括如下步骤：
步骤一、调研、检测和计算
Figure DEST_PATH_IMAGE045
调研工程所在地的防洪标准、设计洪水位；
Figure DEST_PATH_IMAGE047
检测砂砾层地基1的渗水系数，通过试验确定，缺乏试验资料时，根据有关规范确定堤坝洪水位对道路底部产生竖向向上均匀分布浮力的折减系数
Figure 911476DEST_PATH_IMAGE028
；
Figure DEST_PATH_IMAGE049
根据采用工程初拟材料参数和其他参数，按公式一、公式二计算四分之一块圆弧形面板
Figure 935933DEST_PATH_IMAGE035
处的弯矩
Figure 361098DEST_PATH_IMAGE034
、土工格栅拉力
Figure 459504DEST_PATH_IMAGE007
设计参数；
Figure DEST_PATH_IMAGE051
设计道路结构，并提出所用材料和施工工艺技术要求；
Figure DEST_PATH_IMAGE053
设计、试验注浆层3、灰土层4、基层5、封闭层6和面层8配合比，符合设计要求；
Figure DEST_PATH_IMAGE055
选择合适的土工格栅7材料，经试验检测合格符合设计要求；
步骤二、注浆层施工
Figure 89853DEST_PATH_IMAGE045
选用合格的注浆机械，注浆压力为0.2MPa～0.6MPa，检查灌浆设备和管路运转情况，检查固结浆嘴的强度，设定好灌浆参数，如凝胶时间、灌浆压力和配浆量等；
②按设计的配合比搅拌纤维地聚物混合料浆液；
Figure 211393DEST_PATH_IMAGE049
清除地表土，整理平整；
Figure 643512DEST_PATH_IMAGE051
灌浆孔按注浆厚度设计布置梅花形注浆孔，注浆孔间距0.8m～1.2m，实地放样并标记；
Figure 596424DEST_PATH_IMAGE053
用挖掘机振动打孔，每批量打孔数量不宜过多，避免间隔时间过长打孔处砂砾石回挤密实注浆管难以***，随打孔随注浆；
Figure 190216DEST_PATH_IMAGE055
注浆由专职熟练的人员进行操作，在压力比较稳定、注浆量确定的情况下，再继续注浆10s～20s即可结束每孔注浆；
Figure DEST_PATH_IMAGE057
注浆完成后覆盖土工布养护7d，禁止重型车辆通行；
步骤三、灰土层施工
Figure 723353DEST_PATH_IMAGE045
测量放样确定灰土施工平面和设立厚度标记；
②搅拌灰土混合料，用铲车铺平混合料，应在混合料处于最佳含水量时进行碾压密实：
步骤四、基层施工
Figure 693583DEST_PATH_IMAGE045
测量放样确定灰土施工平面和每幅边缘设立钢模板；
Figure 766582DEST_PATH_IMAGE047
拌和乳化纤维沥青碎石稳定土，采用自卸汽车运输；
Figure 796855DEST_PATH_IMAGE049
采用摊铺机进行摊铺，松铺厚度通过试验确定；
Figure 627407DEST_PATH_IMAGE051
用压路机碾压密实，覆盖土工布养护至规定强度；
Figure 401328DEST_PATH_IMAGE053
养护期内禁止重型车辆通行；
步骤五、封闭层施工
Figure 328833DEST_PATH_IMAGE045
不粘轮乳化沥青防水粘结层施工前，应检查沥青洒布车的油泵***、输油管缝、油量表、保温设备等；
Figure 264428DEST_PATH_IMAGE047
为了保证洒布的均匀性，应将一定数量沥青装入油罐，先进行试洒，以确定喷油速度及洒油量；
Figure 910173DEST_PATH_IMAGE049
在洒布前应先预热并疏通油嘴，且采用人工配合一台全智能沥青洒布车进行洒布，选择适宜的喷嘴、洒布速度和喷洒量，使洒布速度和喷洒量保持稳定，不得有洒花漏空或成条状，也不得有堆积。喷洒不足的要补洒，喷洒过量处人工刮除或人工洒布细砂吸除，施工温度不得低于10℃；
Figure 219276DEST_PATH_IMAGE051
洒布车洒布完一个车道停车后转场其余车道洒布时，用油槽接住排油管滴下的乳化沥青，以防局部乳化沥青过多；
Figure 63604DEST_PATH_IMAGE053
检查洒布后不粘轮乳化沥青防水粘结层的均匀一致，无气泡、异物，如有未洒布的空白处采用人工喷雾补喷；
步骤六、铺设土工格栅
Figure 435680DEST_PATH_IMAGE045
展开铺平全断面土工格栅，平整无褶皱；
②接头搭接长度50cm～100cm，面层网格状十字交叉接缝处或板边的面层板块角边处不搭接接头；
步骤七、浇筑面层
Figure 303141DEST_PATH_IMAGE045
测量放样确定面层施工平面和每幅边缘设立钢模板；
②水泥混凝土拌合料从中间向两侧、两端泵送浇筑；
Figure 418865DEST_PATH_IMAGE049
边角如用***式振动器振捣混凝土注意不要插到底，以免损伤土工格栅；
Figure 993066DEST_PATH_IMAGE051
按设计要求和有关规范设置施工缝；
Figure 536043DEST_PATH_IMAGE053
按设计要求切割混凝土面层分块缝。
本实用新型是一种构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的临江防渗水耐久性道路结构，其结合相应的施工方法，具有较高的经济效益和社会效益。
以上所述仅是本实用新型的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例类似的结构设计，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种临江防渗水耐久性道路结构，包括标准防洪堤坝（1）和标准防洪堤坝内的渗透性高的砂砾层地基（2），其特征在于所述的砂砾层地基上依次设置注浆层（3）、灰土层（4）、基层（5）、封闭层（6）、土工格栅（7）和面层（8）。
2.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的注浆层（3）厚度0.5m～1.0m。
3.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的灰土层（4）厚度0.3m～0.5m，压实度93%～95%。
4.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的基层（5）为乳化纤维沥青碎石稳定土，厚度0.3m～0.5m，压实度不小于95%。
5.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的封闭层（6）为不粘轮乳化沥青防水粘结层；所述的面层（8）为水泥混凝土矩形板，厚度0.20m～0.30m。
6.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的土工格栅（7）为双向钢塑土工格栅。
7.根据权利要求1所述的一种临江防渗水耐久性道路结构，其特征在于所述的标准防洪堤坝（1）由挡土墙（11）、挡水墙（12）和挡土墙内的泄水管（13）组成，该挡水墙（12）顶高于常水位并预留洪水位安全高度。
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