一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构

本发明属于路基内部排水，具体涉及一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构。

背景技术：

1、季节性冻胀融沉破坏是道路劣化的主要原因之一，寒区路基冻胀变形控制是一个世界性的难题。季节性冻融现象的重复发生使路基的实际使用寿命缩短。

2、路基水分蓄积是影响道路使用性能及使用寿命的主要因素之一。过多的水分会加速了道路破坏，如引起路基变形、道路冻胀及边缘开裂等问题。因此，提高道路防排水设计的有效性是极其重要的。

3、目前，应用较为广泛的为传统土工布，主要存在两方面局限性：(1)在非饱和条件下发生毛细断裂效应，处于土工布附近的路基土体会产生局部的水分蓄积；(2)只能排出路基中的重力水，无法吸收毛细水，且渗透系数较低，材料水力性能较差。

4、国外在路基中使用的h2ri土工布具有较好的芯吸排水效果，但其编织生产工艺复杂，生产成本较高，且国内购买难度较高。

5、综上所述，亟需开发一种兼备能够主动吸收土体中水分，并能将其高效排出路基的新型复合土工合成材料。

技术实现思路

1、本发明提出一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，用于解决传统路基排水土工材料只能排出重力水、无法吸取排出路基中毛细水和毛细断裂引起的局部水分蓄积的问题。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特殊之处在于，

4、包括pvc软质板基体，所述pvc软质板基体的上表面设有若干个集水槽，下表面设有若干个糙面毛细排水槽，集水槽和糙面毛细排水槽内设有改性芯吸排水纱线，所述pvc软质板基体的上表面设有透水土工织物，透水土工织物和pvc软质板基体的上表面通过热熔胶粘接层固定。

5、进一步地，上述改性芯吸排水纱线为涤纶纤维搓捻成直径约为1～1.2mm的纱线，涤纶纤维平均直径约为为10μm，其纤维截面拥有平均直径约为3μm的毛细排水凹槽，其微观性质决定了搓捻成的纱线具有大比表面积和高孔隙率的特征，进而决定了其具有强的毛细芯吸排水性能。该纱线采用亲水剂(如lz-n08)通过浸渍工艺进行改性，浸渍浴比(涤纶纱线与亲水剂的重量比)为1:6～1:10，亲水剂对织物重量为0.5-3％(o.w.f)，浸渍温度为30℃～40℃，浸渍时间为25～35min，浸渍后的芯吸纱线在大约135℃的温度下进行烘干约2min。改性后的排水纱线纤维表面的亲水性将更强，吸排水性能得到进一步提升。

6、进一步地，上述集水槽的横截面为梯形结构，从内向外其尺寸逐渐增大，使上部路基中的水分能够集聚到集水槽中进行导排。

7、进一步地，上述糙面毛细排水槽包括内部通槽和连接槽，改性芯吸排水纱线设置于内部通槽内，内部通槽通过连接槽与pvc软质板基体外部连通。

8、进一步地，上述连接槽的横截面尺寸小于内部通槽的横截面尺寸，连接槽的开槽宽度为0.2mm～0.3mm，在内部通槽下方延伸布置，小的开槽宽度使其具有较强的毛细力，有利于吸收结构下部多余水分。

9、进一步地，上述集水槽、糙面毛细排水槽均沿pvc软质板基体的长度方向设置，铺展至路集中后，可将多余水分定向导排至路基两侧排水渠道中。

10、进一步地，上述若干个集水槽等距设置，间距为2.5mm。

11、进一步地，上述若干个糙面毛细排水槽等距设置，间距为1.5mm。

12、进一步地，上述pvc厚度为4mm；透水土工织物厚度为1mm；糙面毛细排水槽的横截面为圆形，其直径为1mm；改性芯吸排水纱线的直径为1～1.2mm。

13、进一步地，上述所述透水土工织物采用1mm厚度的聚丙烯长丝纺粘针刺土工布。

14、本发明的有益效果：

15、1.本发明提出的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，解决了传统路基排水土工材料只能排出重力水、无法吸取排出路基中毛细水和毛细断裂引起的局部水分蓄积的问题；

16、2.该结构特有的芯吸结构可保证在非饱和土壤条件下，依靠改性的芯吸纤维驱动和毛细力的作用，依然有不错的吸排水性能；

17、3.填补了芯吸驱动下吸水、排水毯的空白，改性的纱线有更强的芯吸排水特性，且其结构简单、成本更低、耐久性更好；

18、4.涤纶芯吸排水纱线独有的小孔隙结构不会产生不溶性盐渍颗粒堵塞纤维输水通道的问题，可适用于土层盐渍问题较为严重的地区。

技术特征：

1.一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

9.根据权利要求1-8任一所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

10.根据权利要求1-8任一所述的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，包括PVC软质板基体，所述PVC软质板基体的上表面设有若干个集水槽，下表面设有若干个糙面毛细排水槽，集水槽和糙面毛细排水槽内设有改性芯吸排水纱线，所述PVC软质板基体的上表面设有透水土工织物，透水土工织物和PVC软质板基体的上表面通过热熔胶粘接层固定。本发明提出的改性芯吸驱动下的复合定向导排水结构，用于解决传统路基排水土工材料只能排出重力水、无法吸取排出路基中毛细水和毛细断裂引起的局部水分蓄积的问题。技术研发人员：吴永康,王一凡,李旭受保护的技术使用者：北京交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5