路堤排水结构及加筋复合路堤

本发明属于路基工程，具体涉及一种路堤排水结构及加筋复合路堤。

背景技术：

1、在降雨量大的地区，雨水渗入路基结构内部后难以排出，路基填料在雨水的浸泡下，抗压强度和抗剪强度下降，导致路基的不均匀沉降，且路堤边坡在雨水的冲击下容易造成土水流失，以至于边坡破坏。

2、目前，对于路基排水经常采用两种技术。一种是在地上、地下构筑排水设施，通过边沟、排水沟、暗沟、渗井等的协同工作，将雨水、边坡汇水、融化雪水进行引导汇聚并排出路基范围外；另一种是通过对路基自身结构进行特殊设计，在路基结构层中设置隔水层进行防渗。

3、另外，在路堤修建工程中通常采用土工格栅、土工编织物等加筋材料对路堤进行加筋处理，以起到加固路堤的作用。现有土工格栅主要为聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料经过热塑或者模压形成的二维网格，对路堤土只具备加筋作用，而不能实现排水作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供同时具有排水和加筋功能的土工格栅对路堤进行改进，使该路堤排水结构排水性能良好，从而提高路堤的稳定性和耐久性，并降低沉降和变形的风险。

2、为实现上述目的，本发明提供一种路堤排水结构，包括，

3、路堤主体机构，所述路堤主体机构包括沿高度方向层叠设置的多层介质层，其中，位于最顶端的介质层为第一介质层，位于最底端的介质层为第二介质层，其他介质层为第三介质层；

4、多层土工格栅，相邻的两层介质层之间及所述第二介质层的下侧分别铺设一层土工格栅，所述土工格栅为多层层叠结构，包括位于中间的第一加筋层、分设于所述第一加筋层两侧的两层防渗层、设于每层所述防渗层远离所述第一加筋层一侧的排水层、及设于每层所述排水层远离所述第一加筋层一侧的反滤层，所述排水层包括具有第一排水通道的多个毛细排水条、及由相邻两个毛细排水条间隔设置形成的第二排水通道；

5、石墨碳毡，所述石墨碳毡设置于所述第一介质层远离所述第二介质层的顶面；

6、多个含水量测定仪，每层所述介质层内设置至少一个所述含水量测定仪；

7、控制组件，所述控制组件分别与所述石墨碳毡和多层所述土工格栅通过导线连接，且所述控制组件分别与多个所述含水量测定仪信号连接；

8、在所述含水量测定仪的检测数据小于或等于所述预设值时，所述路堤主体机构通过土工格栅的两层所述排水层的第一排水通道排水；在所述含水量测定仪的检测数据大于预设值时，所述控制组件用于控制所述石墨碳毡和所述土工格栅的表面带上电荷形成电场，以使所述介质层中的水分在电场作用下向负极移动，并通过所述土工格栅的排水层的所述第一排水通道和所述第二排水通道排出。

9、在一种具体的实施方式中，当多层所述介质层同时排水时，所述控制组件用于控制所述石墨碳毡带正电荷、以及每层所述土工格栅的上表面带上负电荷和其下表面带上正电荷，以使所述介质层中的水分在电场作用下向下移动排出。

10、在一种具体的实施方式中，当多层所述介质层分别排水时，所述控制组件用于控制所述石墨碳毡带正电荷、及与所述石墨碳毡最临近的土工格栅的上表面带负电荷以使所述第一介质层的水分在电场作用下向下移动排出；或者，所述控制组件用于控制目标介质层上侧的土工格栅的下表面带正电荷和所述目标介质层下侧的土工格栅的上表面带负正电荷，以使所述目标介质层的水分在电场作用下向下移动排出，所述目标介质层为第二介质层和多个第三介质层中的任意一层。

11、在一种具体的实施方式中，每个所述毛细排水条包括排水条本体、及自所述排水条本体朝向所述反滤层的表面向内凹陷形成的多个排水槽，多个所述排水槽共同形成所述毛细排水条的第一排水通道。

12、在一种具体的实施方式中，所述排水槽为半封闭圆形槽，且所述排水槽的开口处宽度小于半封闭圆形槽的直径长度。

13、在一种具体的实施方式中，所述路堤排水结构还包括分设于所述路堤主体机构两侧的加筋蓄水组件，所述加筋蓄水组件包括蓄水层、及设置于所述蓄水层远离所述路堤主体机构一侧的第二加筋层，所述蓄水层与所述土工格栅的第一排水通道和第二排水通道连通，所述第二加筋层由双绞合六边形钢丝网面和聚合物网丝复合而成。

14、在一种具体的实施方式中，所述蓄水层包括沿第一方向平行间隔设置的多个第一连接筋条、沿与所述第一方向重直的第二方向平行间隔设置的多个第二连接筋条、在所述第一连接筋条和所述第二连接筋条交叉位置设置的多个蓄水杯、开设于所述第二连接筋条的渗水通道、及沿所述第二方向延伸的多个排水管，所述排水管与所述土工格栅的第一排水通道和第二排水通道连通，所述排水管上设置有透水孔，所述排水管的透水孔、所述渗水通道和所述蓄水杯依次连通，所述蓄水杯中的水用于为边坡植被层提供水分。

15、在一种具体的实施方式中，所述路堤排水结构还包括用于收集多层所述土工格栅排出的水的多个透水管组，每层所述土工格栅对应设置一个透水管组，每个透水管组包括沿所述路堤主体机构的纵向方向延伸且位于路堤主体机构两侧的两根透水管，所述土工格栅的第一排水通道和第二排水通道均与所述透水管连通，所述透水管与所述排水管连通。

16、本发明还提供一种加筋复合路堤，所述加筋复合路堤包括上文所述的路堤排水结构。

17、在一种具体的实施方式中，所述加筋复合路堤还包括铺设于所述路堤排水结构两侧边坡的边坡植被层，所述路堤排水结构排出的水能够为所述边坡植被层供水。

18、本发明的有益效果至少包括：

19、一、本发明提供一种路堤排水结构，包括路堤主体机构、铺设于所述路堤主体机构内的多层土工格栅、设置于路堤主体机构的顶面的石墨碳毡、安装于所述路堤主体机构内的多个含水量测定仪、及控制组件，控制组件分别与所述石墨碳毡和多个所述土工格栅电连接，且所述控制组件分别与多个所述含水量测定仪信号连接，在含水量测定仪的检测数据小于或等于预设值时，路堤主体机构通过两层所述排水层的第一排水通道排水；在含水量测定仪的检测数据大于预设值时，控制组件用于控制石墨碳毡和土工格栅的表面带上电荷形成电场，以使所述介质层中的水分在电场作用下向负极移动，并通过排水层的所述第一排水通道和所述第二排水通道排出；本发明提供的路堤排水结构通过对土工格栅进行改进，可以实时排出路堤主体机构内的水，且在水含量大于预设值时，通过电场加速排出水，这样，通过土工格栅实时排出路堤中的水可以让路堤一直保持较低的含水量，从而增加路堤的稳定性和承载能力，并降低沉降和变形的风险。

20、二、本发明提供的土工格栅采用7层结构，中间为第一加筋层，两侧对称设置有防渗层、排水层和反滤层，其中，第一加筋层用于对路堤主体机构加筋，反滤层用于防止颗粒进入排水层填塞排水通道，排水层形成两种排水通道，防渗层防止水渗透入第一加筋层；一方面，由于第一加筋层的两侧的结构相同，土工格栅的两侧能够同时利用毛细原理吸水来降低路堤主体机构的含水量，另一方面，土工格栅的两侧能同时通电带上电荷，分别参与不同介质层的电场的形成，从而可以使不同介质层同时在电场作用下利用第一排水通道和第二排水通道排水，提高排水效率。

21、三、本发明提供的路堤排水结构中的加筋蓄水组件，包括第二加筋层和蓄水层，蓄水层和土工格栅的排水口连通，这样，可以将土工格栅排出的水用于边坡植被层养护，一方面提高排出水的利用率，另一方面，提高边坡生态绿化防护，降低维护成本。

22、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。