[實(shí)用新型]透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020142789.1
• 申請(qǐng)日: 2010-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201678924U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴(lài)遠(yuǎn)明;董元宏;張明義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E01C3/06
• 分類(lèi)號(hào): E01C3/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專(zhuān)利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種路基結(jié)構(gòu)形式，尤其是一種透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基結(jié)構(gòu)形式，它可有效地降低高等級(jí)公路路基下部?jī)鐾翜囟龋齼鐾辽舷蓿_保凍土路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

背景技術(shù)

凍土是指具有負(fù)溫和含冰的土體和巖石，按生存時(shí)間主要分為多年凍土和季節(jié)凍土。我國(guó)多年凍土面積約占國(guó)土面積的22.4％，是世界第三凍土大國(guó)。凍土中由于冰以及未凍水的存在，其性質(zhì)極其復(fù)雜且對(duì)溫度極為敏感。道路工程施工以及全球變暖都會(huì)引起凍土的升溫，給路基帶來(lái)融沉病害，嚴(yán)重危害多年凍土區(qū)道路的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效降低多年凍土區(qū)高等級(jí)道路路基的溫度，維護(hù)路基的長(zhǎng)期穩(wěn)定，本實(shí)用新型的目的在于提供一種透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基。該路基結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)透壁通風(fēng)管和塊碎石層的降溫作用進(jìn)行優(yōu)化組合，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，降低高等級(jí)道路路基下部?jī)鐾翜囟?，抬升多年凍土上限，確保寬幅高等級(jí)道路路基的多年穩(wěn)定。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基，是由透壁通風(fēng)管、塊碎石層、土工布、保溫層和路基填土構(gòu)成。在夯實(shí)的天然地表上鋪筑塊碎石層；帶透壁孔眼的透壁通風(fēng)管沿路基橫向埋入塊碎石層的頂部；透壁通風(fēng)管的外徑為30～80cm，管壁厚度為2～10cm，孔眼的孔徑為3～10cm，開(kāi)孔率為10％～40％，管與管間凈間距為1～5倍的管外徑，塊碎石層上鋪設(shè)土工布，塊碎石層的厚度為≤3.0m，塊碎石層的粒徑為10cm～50cm，在土工布上面依次鋪設(shè)保溫層和鋪筑路堤填土。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與產(chǎn)生的有益效果是：

1、降溫效果十分明顯。本實(shí)用新型通過(guò)將透壁通風(fēng)管和塊碎石層的降溫作用進(jìn)行優(yōu)化加強(qiáng)，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短；再與保溫層的隔熱保溫特性相結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷季大量吸入冷能的同時(shí)，有效限制暖季的吸熱量，大幅提高了路基在一個(gè)凍融周期內(nèi)的凈放熱量，從而更加有效地降低路基下伏凍土的溫度。因此，這種路基可提升多年凍土的人為上限，保護(hù)路基下的多年凍土，避免凍脹和融沉發(fā)生，取得很好的效果。

2、便于施工。塊碎石可就近取材，透壁通風(fēng)管可預(yù)制后直接運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝。路基鋪筑工序簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便。

3、本實(shí)用新型無(wú)需任何外部動(dòng)力設(shè)施，無(wú)污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。塊碎石取材方便，成本低廉；透壁通風(fēng)管可預(yù)制，易于施工和維護(hù)，對(duì)凍土不會(huì)產(chǎn)生大的人為擾動(dòng)，可滿足高溫、高含冰量多年凍土地區(qū)工程穩(wěn)定性的特殊要求。

4、在應(yīng)用范圍方面，它可以直接應(yīng)用于高溫凍土區(qū)、鋪設(shè)黑色路面的寬幅高等級(jí)道路工程中。在相同的試驗(yàn)條件下進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)：即增設(shè)透壁通風(fēng)管的塊石層路基和增設(shè)了普通通風(fēng)管的塊石層路基相比，增設(shè)了透壁通風(fēng)管的路基比增設(shè)普通通風(fēng)管的路基溫度低1～2℃，從而產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的工程效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型橫斷面圖。

圖2是本實(shí)用新型縱斷面圖。

圖3是最低氣溫時(shí)普通通風(fēng)管-塊石層復(fù)合路基中間斷面的等溫線圖。

圖4是最低氣溫時(shí)透壁通風(fēng)管-塊石層復(fù)合路基中間斷面的等溫線圖。

圖5是兩組復(fù)合路基中心線底部溫度隨時(shí)間的變化曲線，其中：a曲線為透壁通風(fēng)管-塊石層復(fù)合路基，b曲線為普通通風(fēng)管-塊石層復(fù)合路基。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖，將對(duì)本實(shí)用新型再做進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

參照附圖1，一種透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基在寬幅道路中的應(yīng)用。路堤填土的頂寬為23.0m。路基由透壁通風(fēng)管1、塊碎石層2、土工布3、保溫層4和路基填土5構(gòu)成；在夯實(shí)的天然地表6上鋪筑塊碎石層2；帶透壁孔眼7的透壁通風(fēng)管1沿路基橫向埋入塊碎石層2的頂部。透壁通風(fēng)管1的外徑為50cm，管壁厚度為5cm，管壁上透壁孔眼7的孔徑為10cm，開(kāi)孔率為20％，管與管間凈間距為150cm，塊碎石層2的厚度為1.2m，塊碎石層的粒徑為10cm～30cm，在塊碎石層2上鋪設(shè)土工布3，再在土工布上面依次鋪設(shè)EPS保溫層4和鋪筑路堤填土5。

為驗(yàn)證透壁通風(fēng)管-塊碎石層降溫隔熱復(fù)合路基應(yīng)用于寬幅高等級(jí)道路的有效性，本實(shí)用新型在中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了模型試驗(yàn)。試驗(yàn)路基模型的幾何尺寸為實(shí)際路基的1/15，相應(yīng)地，試驗(yàn)中的一個(gè)凍融周期為實(shí)際凍融周期的1/24。