基于疏水材料隔水层的道路结构
管理员 2022-06-22 14:21 浏览次数:

成 果 简 介

应用场景

本技术应用案例适用于地下水量丰富的公路路基段中,可以代替碎石填筑、不透水材料(如沥青玻璃布、喷洒沥青、土工合成材料等)隔离层等工程隔水措施,目的是阻隔地下水毛细作用以及冻结过程中水分向上迁移,保持路基干燥、稳定,避免道路结构出现水损坏而影响道路运营,对于缺少粒料类材料地区,可以减少工程造价,便于施工。

主要解决的问题

在水系丰富地区,地下水位高、地表径流多、大气降水频繁,道路结构层中通常设置有隔水层,目前路基隔水主要采用碎石填筑,但在缺少粒料材料地区取料困难,工程造价升高,缺少粒料材料的地区,取料困难,造成工程造价升高,其他隔离层形式施工工艺复杂,耐久性差。为解决上述问题,提出一种用于路基且兼具抑制地下毛细水入侵路基内部以及保证路基土内部的水分能够通过隔水层下渗功能的隔水层,根据不同工况设置不同的道路结构形式,使得公路路基避免地下水的影响,保持强度和稳定性。

技术要点

(1)提出了疏水材料路基隔水层的布设方法

路基在不同的干湿类型下布设的隔水层位置会有所不同。

当修筑路堑或路堤,且路基为潮湿状态,路基所经区域地下水水位较高,同时路基的修筑高度较高,此时布设两层隔水层,分别在功能层下布设一层,路基底部布设一层,其中功能层下隔水层可替代一部分粒料功能层的厚度,其厚度公式为h=(x-10)·A(其中公式中h为替代粒料功能层厚度,x为隔离层有效物质浓度,A为综合参数与单位面积隔水层材料用量、隔水层材料纯度、土颗粒大小、级配、地下水位位置等因素相关)。

当修筑路堑或路堤,且路基为潮湿状态,路基所经区域地下水水位较高,同时路基的修筑高度较低,此时布设两层隔水层,分别在路基底部设置且两者距离为15cm~25cm。

当修筑路堑或路堤,且路基为中湿状态,此时在路基底部布设一层隔水层,并根据路基高度和实际需要可在功能层下布设一层隔水层,其中功能层下隔水层可替代一部分粒料功能层的厚度,其厚度公式与上述内容相同。

(2)根据不同的工况,确定了疏水材料悬液的有效物质浓度

通过分析试验数据确定了在不同的路基断面形式及路基干湿类型下的疏水材料悬液的有效物质浓度,当修筑路堑且路基为潮湿状态时,路基底部隔水层疏水材料悬液的有效物质浓度大于等于15%,其余情况下路基底部隔水层疏水材料悬液的有效物质浓度大于等于10%。当路基底部采用双层隔水层时,上部隔水层的浓度可根据路基土的粒径和级配情况适当的降低。

应用成效

本技术应用案例提出一种基于疏水材料隔水层的道路结构及其隔水层的布设方法,根据路基的断面形式及不同的路基干湿类型,按照实际需要调整设置层数以及疏水材料有效物质浓度,设置方式十分灵活,且隔水层可代替或部分代替粒料功能层,节约材料用量,为缺少粒料类材料地区的道路工程建设起到了至关重要的作用。

目前,该技术应用案例已用于支撑《冻融作用下疏水材料路基隔水层试验研究》等科研项目与实践,预期能够在道路工程行业领域取得应用成效。

适用范围

黑龙江省位于我国季冻区,由于全年温差较大,公路路基受到冻融循环作用,并且对于地下水含量丰富的路段,公路路基受地下水侵害严重,因此本案例的研究更具重要意义。本案例提出了一种基于疏水材料路基隔水层的道路结构,针对不同的路基干湿类型,设计了不同的路基隔水结构层,对于地下水量丰富且缺少粒料类材料地区的道路工程建设提供参考。

联 系 人:孟庆焕

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