[發(fā)明專利]一種防治季凍區(qū)道路病害的路基結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010217612.8
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101956355A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳萬平;付偉;程平;阮艷彬;鄧濤;吳莎;何斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06;E02D3/10
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種路基結(jié)構(gòu)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防治季凍區(qū)道路病害的路基結(jié)構(gòu)。這種路基結(jié)構(gòu)利用復(fù)合防排水板阻斷地基與路基的水力聯(lián)系，切斷凍結(jié)過程中凍結(jié)水的上升通道，減小凍脹變形；在春融期，利用布設(shè)在最大凍深處高導(dǎo)水率復(fù)合防排水板快速有效的排除最大凍深處積聚的水分，從而保證了路基的濕度狀態(tài)；另一方面在路床頂部全斷面鋪設(shè)立體土工格柵增加路基的整體剛度，有效地控制季凍區(qū)路基凍脹、融沉變形，協(xié)調(diào)不均勻變形。

技術(shù)背景

中國季節(jié)性凍土面積分布十分廣泛，占國土面積的53.5％。季凍區(qū)路基在凍融作用下產(chǎn)生凍脹融沉變形，凍融作用導(dǎo)致路面過早破壞，產(chǎn)生縱向裂縫，冰雪融水沿裂縫下滲，使得凍害加深，導(dǎo)致道路翻漿、冒泥。凍土地區(qū)公路路基凍融破壞最重要的原因是凍融過程中水分遷移改變了路基土的濕度狀態(tài)。在季節(jié)性凍土區(qū)，冬季路基土溫度降至零攝氏度以下，路基土中一部分液態(tài)水凍結(jié)成為冰，土壤未凍水減少，基質(zhì)勢降低。在土壤基質(zhì)勢梯度作用下，路基未凍結(jié)區(qū)水分不斷向凍結(jié)鋒面遷移，鋒面附件含水量變化劇烈，特別是當(dāng)路基高度較低，地下水位埋深較淺時，路基本體中總含水量會有較大幅度提高，凍結(jié)鋒面處可能出現(xiàn)冰層；春融期，冰融化的水并不能在短時間內(nèi)由重力梯度作用遷移完畢，這樣路基濕度增大，特別是在最大凍深處，土體可能出現(xiàn)過飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致路基較大的融沉破壞和道路翻漿。

我國高速公路正處在蓬勃發(fā)展階段，廣袤季節(jié)性凍土區(qū)公路建設(shè)也是如火如荼，為了減小道路凍害常用的工程措施有控制路基填料、加強(qiáng)排水設(shè)施、增設(shè)砂墊層等。但是，由于季節(jié)性凍土的復(fù)雜性以及施工原因，季凍區(qū)道路病害仍然以凍害為主。

為了減小冰凍作用對季凍區(qū)道路的危害，必須有效的阻斷路基本體外的水分向路基內(nèi)遷移，同時在春融期能加快路基最大凍深處積聚水分的滲透速率，有效的控制路基的濕度狀況。同時，路基土在凍融作用下產(chǎn)生不均勻的凍脹和融沉，使得路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，加劇路基濕度狀況惡化，因此須采取措施提高路基特別是上路床的剛度，減小路基在凍融作用下的不均勻變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供了一種防治季凍區(qū)道路病害的路基結(jié)構(gòu)，該路基很好的改善季凍區(qū)路基的濕度狀態(tài)，提高路基剛度，減小凍脹融沉不均勻變形，有效降低道路凍害。冬季路基凍結(jié)時，能夠有效的阻止路基凍結(jié)時地下水對路基的補(bǔ)給，隔斷路基本體內(nèi)凍結(jié)水向上路床遷移；在春融期能通過高導(dǎo)水率排水板，增大路基土橫向滲透性，及時排除由于凍結(jié)作用而富集在復(fù)合防排水板下層的水，降低路基土特別是最大凍深處土體的含水量。同時路床頂部全斷面鋪設(shè)的立體土工格柵增加了路基整體剛度，有效地控制季凍區(qū)路基凍脹、融沉變形，協(xié)調(diào)不均勻變形。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種防治季凍區(qū)道路病害的路基結(jié)構(gòu)，該路基結(jié)構(gòu)由在地基土上鋪設(shè)基底復(fù)合防排水板、路堤填土、最大凍深處復(fù)合防排水板、路堤填土、路床頂部立體土工格柵構(gòu)成，其特征在于：路基填筑時在地基土原地面路基底面寬度范圍內(nèi)全斷面鋪設(shè)一層復(fù)合防排水板，在復(fù)合防排水板上填筑下路堤填土至道路最大凍深標(biāo)高，再次沿路基全斷面鋪設(shè)最大凍深處復(fù)合防排水板，繼續(xù)填筑上路堤基土至設(shè)計路堤標(biāo)高，在路基上路床頂面全斷面鋪設(shè)立體土工格柵，在道路最大凍深處全斷面鋪設(shè)最大凍深處復(fù)合防排水板，路堤底部原地面全斷面鋪設(shè)復(fù)合防排水板，復(fù)合防排水板、最大凍深處復(fù)合防排水板均由復(fù)合土工膜、三維土工網(wǎng)芯、慮水土工布組成。

所述的基底復(fù)合防排水板、最大凍深處復(fù)合防排水板都是由復(fù)合土工膜、三維土工網(wǎng)芯、慮水土工布組成的，有橫向高導(dǎo)水率、法向低滲透率的土工合成材料，該材料即使在很高的荷載下也能保持橫向具有很高的排水性能，慮水土工布卻有著較好的法向隔水功能。

所述的下路堤填土與地基土之間鋪設(shè)的基底復(fù)合防排水板的復(fù)合土工膜向上，慮水土工布向下。

所述的下路堤填土與下路堤填土之間鋪設(shè)的最大凍深復(fù)合防排水板的慮水土工布向上，復(fù)合土工膜向下，復(fù)合防排水板呈人字形在路堤路拱上鋪設(shè)，路拱橫坡坡率為4％。

所述的該復(fù)合防排水板埋設(shè)在季凍區(qū)道路最大凍深位置，最大道路凍深深度H_f由當(dāng)?shù)貧庀蟊O(jiān)測得到，無氣象記錄時可用理論公式計算。

所述的地基土與下路堤填土之間鋪設(shè)的基底復(fù)合防排水板的復(fù)合土工膜向上，慮水土工布向下。

所述的立體土工格柵由縱橫向肋帶組成，縱橫向肋帶較窄，結(jié)點有較高的支持強(qiáng)度，立體土工格柵和土體組成的復(fù)合體具有較大的整體剛度，能夠減小路基的不均勻凍脹融沉變形。