一种考虑水荷载耦合的人行道路面及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑水荷载耦合的人行道路面及其施工方法，人行道路面包括从土基开始自下而上依次铺设的级配碎石垫层、透水水泥稳定碎石基层、透水砂浆联结层和透水砖；其中，透水水泥稳定碎石基层的骨料采用级配碎石，水泥含量为5.5％～7％；透水砂浆联结层的石屑粒径为3～5mm，水泥与石屑配比为1:5～1:6。施工方法包括土基施工、垫层施工、基层施工、整平层施工、面层施工，基层施工时以级配碎石作为骨料，将其与水泥调配拌和得到透水水泥稳定碎石基层。本发明专利技术具有的优点包括：透水水泥稳定碎石基层结构的骨料采用精心控制的级配碎石，透水人行道路面在满足渗透系数要求的条件下兼具良好的抗压强度。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑水荷载耦合的人行道路面及其施工方法
本专利技术属于路桥结构领域，具体涉及一种考虑水荷载耦合的人行道路面及其施工方法。
技术介绍
我国人口众多，为满足人民日益增长的物质需求，城市化进程也在逐年加快，这导致了城市面积扩大、人口高度密集以及土地的高度利用，且建筑物、硬化路面等不透水面积占据了城市面积中的极大比重，在这些城市中，降雨基本通过地表径流进入地下管网，排入江河和城市内河。当降雨量较大或者持续时间较长时，城市排水管网压力增大，导致地表积水不能全部快速地排走而积聚，产生严重的内涝灾害，影响城市的正常运作，甚至引起重大伤亡事故。目前杭州市的城市人行道建设绝大部分是以不透水结构为主，采用人行道板铺筑而成。这样的人行道结构，道板很容易产生翘曲和松动，在降雨较大时，存在道面积水和雨后松动道板的唧泥问题，严重影响了人行道的使用性能。产生这一问题的主要原因就在于人行道的不透水。降雨时，雨水通过道板砖的空隙进入道面基层。由于结构的不透水性，下渗雨水将填满基层表面的微小空隙，外部动荷载作用下会产生的超静孔压，与冻融循环作用都会破坏基层的内部结构。特别是道板的接缝处，在雨水的冲刷下，底板剥落颗粒将会被带走，从而造成底部脱空，并产生唧泥现象，道板断裂的可能性也大大增加。至此，人行道的使用性能大大降低。透水人行道从面层类型上分为透水砖、透水混凝土、透水沥青混凝土三种，从基层类型上分为全透式和半透式两种。全透式基层即基层同样具有透水功能.可以使地面降水渗入底层土直接进入地下水循环，半透式基层即基层不具备透水功能，地面降水透过面层后顺基层表面坡度进入市政雨水收集系统。因此，透水人行道的铺装可以较大程度上增加城市的“海绵体”特性，很大意义上减小城市的硬化面积，丰富地下水，改善城市环境及行走的舒适性，对城市的可持续发展有不可估量的作用。1997年我国颁布了第一部行业标准《公路排水设计规范》(JTJ018-97)，大量引入了欧、美等发达国家在修建路面结构内部排水系统、路面边缘排水系统、中央分隔带排水系统中的观点和设计方法。由于受当时工程实践和研究条件的限制，《公路排水设计规范》中参数配套性不够，某些规定细化方面尚有许多改进之处，具体的操作细节、数据范围并未能给出明确的数值。此外，我国地域辽阔，气候、降雨条件有很大的差别，排水性路面结构因此也有所不同。由于地域、气候条件的差异性，排水基层材料组成与排水性路面结构组合设计应该重点研究，以供在不同的地区修建透水性地面提供参考依据。以杭州为例，杭州属亚热带季风气候区，夏季雷雨较多，集中降水情况严重，例如2013年，台风菲特登陆时，杭州降水量达到了161.6mm，整个城区发生了严重的内涝。同时，近几年，杭州夏季连续干旱情况同样比较严重，2013甚至不得不进行人工降雨以缓解旱情，人行道结构必须具有足够的蓄水能力，满足高温天气水分蒸发的需要。冬季时最低温均位于零度以下，路面结构存在冻胀问题。此外杭州土质条件较差，土基以淤泥土为主，强度低，渗透系数低，地下水位较高。综合考虑以上因素，杭州地区的透水人行道设计必须满足以下要求：(1)首先满足承载能力要求，在强度足够的基础上尽量提高人行道排水能力；(2)具有良好的透水、贮水功能；(3)所选面层材料及冰冻范围内的土基应具有抗冻胀能力；(4)足够强度的土基。授权公告号为CN209836734U的技术专利公开了一种透水人行道，包括人行道主体，还包括安装在人行道主体两侧的导流组件，导流组件包括导流槽以及安装在导流槽顶部的盖板，盖板的顶部开设有供水流流入的盖板和供水流流入的进水孔，导流槽的两侧均设置有导向斜面。当下雨天人行道上产生积水时，积水能够通过导流槽将雨水导流到其他地方，从而避免了人行道上产生积水。该透水人行道是通过额外设置的导流组件来进行输水，但是没有考虑透水人行道本身的透水能力，也没有考虑透水人行道在透水较慢或者积水的情况下力学强度不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前透水人行道强度不足的问题，提供一种考虑水荷载耦合的人行道路面。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种考虑水荷载耦合的人行道路面，包括从土基开始自下而上依次铺设的级配碎石垫层、透水水泥稳定碎石基层、透水砂浆联结层和透水砖；其中，透水水泥稳定碎石基层的骨料采用级配碎石，水泥含量为5.5％～7％；透水砂浆联结层的石屑粒径为3～5mm，水泥与石屑配比为1:5～1:6。优选地，级配碎石垫层的厚度为10cm。优选地，透水水泥稳定碎石基层的厚度控制在15cm～30cm。优选地，联结层的厚度为3cm。优选地，水泥为425#水泥，水灰比为0.40～0.42。优选地，级配碎石垫层与透水水泥稳定碎石基层之间还铺设有一层中粗砂或石屑。本专利技术还提供如上方案所述的考虑水荷载耦合的人行道路面的施工方法，包括以下步骤：S1：土基施工，将低液限粘质土、低液限粉质土与粗粒土分层填筑并压实；S2：垫层施工，在土基上填筑10cm厚的级配碎石；S3：基层施工，另配级配碎石骨料，将其与水泥拌和，水泥含量为5.5％～7％，水灰比应控制在0.40～0.42之间，拌和后立即运输、摊铺于垫层并碾压，基层厚度控制在15cm～30cm，基层施工完毕后养生；S4：整平层施工，将粒径为3～5mm的石屑与水泥拌和，水泥与石屑配比为1:5～1:6，然后根据地面砖基准线，摊铺于基层上并整平，厚度为3cm；S5：面层施工，采用“前进铺筑法”在整平层上铺设透水砖，铺筑后对面砖进行压实与接缝灌砂。优选地，步骤S3中，摊铺工艺中的松铺系数为1.18～1.2。优选地，步骤S3中，碾压工艺中应采用不小于20kN的小型压实机具进行压实。优选地，步骤S3中，养生期不小于7天，并始终保持湿润状态。本专利技术与现有技术相比，有益效果是：(1)具有透水水泥稳定碎石基层结构，其骨料采用精心控制的级配碎石，使透水人行道路面满足渗透系数要求的条件下兼具良好的抗压强度；(2)透水水泥稳定碎石基层、水泥砂浆联结层和透水砖的结构不仅具有良好的透水性，还具有贮水功能，夏天缓解城市热岛效应；(3)基层施工时以级配碎石作为骨料，将其与水泥调配拌和，得到兼具良好抗压强度和透水率的透水水泥稳定碎石基层；(4)整平层施工时将石屑与水泥拌和，提高了透水水泥稳定碎石基层结构的强度，并为透水砖的铺设做好铺垫。附图说明图1是本专利技术实施例的考虑水荷载耦合的人行道路面的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。如图1所示，本专利技术实施例的考虑水荷载耦合的人行道路面，包括从土基100开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，包括从土基开始自下而上依次铺设的级配碎石垫层、透水水泥稳定碎石基层、透水砂浆联结层和透水砖；其中，透水水泥稳定碎石基层的骨料采用级配碎石，水泥含量为5.5％～7％；透水砂浆联结层的石屑粒径为3～5mm，水泥与石屑配比为1:5～1:6。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，包括从土基开始自下而上依次铺设的级配碎石垫层、透水水泥稳定碎石基层、透水砂浆联结层和透水砖；其中，透水水泥稳定碎石基层的骨料采用级配碎石，水泥含量为5.5％～7％；透水砂浆联结层的石屑粒径为3～5mm，水泥与石屑配比为1:5～1:6。


2.根据权利要求1所述的一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，级配碎石垫层的厚度为10cm。


3.根据权利要求1所述的一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，透水水泥稳定碎石基层的厚度控制在15cm～30cm。


4.根据权利要求1所述的一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，联结层的厚度为3cm。


5.根据权利要求1所述的一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，水泥为425#水泥，水灰比为0.40～0.42。


6.根据权利要求1所述的一种考虑水荷载耦合的人行道路面，其特征在于，级配碎石垫层与透水水泥稳定碎石基层之间还铺设有一层中粗砂或石屑。


7.一种如权利要求1～6任一项所述的考虑水荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文领，徐倩，
申请(专利权)人：浙江建设职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33