[發(fā)明專(zhuān)利]一種排出路基毛細(xì)水裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410255697.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104005344A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏博;于一凡;宋修廣;厲超;吳建清
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01F5/00
• 分類(lèi)號(hào): E01F5/00
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提供了一種排出路基毛細(xì)水裝置及方法，屬于土木工程領(lǐng)域。

技術(shù)背景

黃泛平原區(qū)粉土大部分為砂粒、粉粒，粘粒含量少，具有弱可塑性、低黏結(jié)性、高分散性等性質(zhì)，水敏感性強(qiáng)。在降雨入滲、毛細(xì)水上升及邊溝積水影響下，使路基土吸水軟化，導(dǎo)致路基強(qiáng)度發(fā)生劇烈衰減，在車(chē)輛重載與水的綜合作用下，路基極易發(fā)生各類(lèi)病害，如路基下沉、邊坡沖刷沖溝、路基開(kāi)裂或溜坍、路基陷坑或暗洞、橋頭護(hù)錐沖空或坍塌等，嚴(yán)重影響道路的安全與舒適性。為降低毛細(xì)水對(duì)路基強(qiáng)度的影響，目前，大多數(shù)在路基底部設(shè)置排水墊層，以隔絕毛細(xì)水與路基土，雖然這種方法起到了一定的作用，但無(wú)法完全隔絕毛細(xì)水，仍有部分毛細(xì)水繼續(xù)向上侵襲，在一些地下水位偏高的區(qū)域，這種侵襲作用仍很?chē)?yán)重，影響了路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)黃泛平原區(qū)粉土路基毛細(xì)水嚴(yán)重的情況，提出了一種綜合使用軟式透水管、細(xì)砂、土工布和碎石墊層來(lái)排出路基毛細(xì)水的新方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種排出路基毛細(xì)水裝置，包括設(shè)置于路基底部的為毛細(xì)水提供橫向通道的碎石墊層，在所述的碎石墊層上鋪設(shè)有土工布，且在路基內(nèi)插入有若干為毛細(xì)水提供豎向通道的軟式透水管，軟式透水管的底部與碎石墊層接觸，且在軟式透水管內(nèi)填充有細(xì)沙至頂部，且軟式透水管的頂部通過(guò)土工布封頂。

所述的軟式透水管在路基內(nèi)按等邊三角形或正方形布置。

所述的軟式透水管直徑為10cm、長(zhǎng)度為1.5m。

所述的碎石墊層的厚度為30cm。

所述的軟式透水管之間的管距為1.5～2m。

排出路基毛細(xì)水的方法，包括以下步驟：

(1)準(zhǔn)備直徑10cm、長(zhǎng)度1.5m的軟式透水管若干，細(xì)砂若干，粒徑2～3cm碎石若干，邊長(zhǎng)30cm土工布、長(zhǎng)度40cm細(xì)鐵絲若干。

(2)在整平壓實(shí)的原始地基上鋪設(shè)約30cm厚的碎石墊層，并在碎石墊層上鋪土工布。

(3)在碎石墊層上填筑土路基至1.5m高度。

(4)當(dāng)土路基填筑到1.5m高度后，采用鉆孔或反開(kāi)挖的方式將準(zhǔn)備好的軟式透水管植入路基，管距1.5～2m，按等邊三角形或正方形布置，在管內(nèi)填入細(xì)砂至管頂，并用土工布和細(xì)鐵絲封頂。

(5)當(dāng)砂芯軟式透水管布置好后，在其上填筑路基至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

本發(fā)明的有益效果如下：

在設(shè)置排水墊層的基礎(chǔ)上，為向上侵襲的毛細(xì)水設(shè)置豎向排水通道，使毛細(xì)水掉頭流向排水墊層，進(jìn)而排出路基。這種方法是綜合使用軟式透水管、細(xì)砂、土工布和碎石墊層處理路基底部，可有效降低毛細(xì)水對(duì)路基的影響，保證路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1砂芯軟式透水管布置示意圖；

圖2排水作用示意圖；

圖中：1路基2土工布3軟式透水管4細(xì)砂5碎石墊層。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明由軟式透水管、細(xì)砂、土工布和碎石墊層組合而成，用砂芯軟式透水管為毛細(xì)水提供豎向通道，用碎石墊層為毛細(xì)水提供橫向通道，從而排出路基毛細(xì)水，其結(jié)構(gòu)形式如附圖1所示，包括設(shè)置于路基1底部的碎石墊層5，在所述的碎石墊層5上鋪設(shè)有土工布2，且在路基1內(nèi)插入有若干軟式透水管3，軟式透水管4的底部與碎石墊層5接觸，且在軟式透水管3內(nèi)填充有細(xì)沙至頂部，且軟式透水管的頂部通過(guò)土工布2封頂。

本發(fā)明排出路基毛細(xì)水的方法的工作原理如下：

影響土的抗剪強(qiáng)度的因素有很多，尤其對(duì)非飽和粉土來(lái)說(shuō)，含水率的變化對(duì)強(qiáng)度的影響要大于其他因素，因?yàn)楹实淖兓瘜⒅苯佑绊懟|(zhì)吸力，而基質(zhì)吸力又與粘聚力成線(xiàn)性關(guān)系。根據(jù)土體抗剪強(qiáng)度公式可得到這樣的結(jié)論：隨著含水率的增大，基質(zhì)吸力降低，土樣的粘聚力隨之下降，最終導(dǎo)致了土體抗剪強(qiáng)度降低。

當(dāng)毛細(xì)水透過(guò)排水墊層侵襲到路基區(qū)域時(shí)，由于砂芯軟式透水管形成的豎向排水通道的存在，上升到路基區(qū)域的毛細(xì)水將會(huì)橫向流向砂芯軟式透水管，然后匯集到砂芯軟式透水管的毛細(xì)水將會(huì)豎向向下流到排水墊層，之后沿碎石墊層形成的橫向排水通道排出路基，如附圖2所示，從而保證了路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

具體實(shí)施步驟如下：

(1)準(zhǔn)備直徑10cm、長(zhǎng)度1.5m的軟式透水管若干，細(xì)砂若干，粒徑2～3cm碎石若干，邊長(zhǎng)30cm土工布、長(zhǎng)度40cm細(xì)鐵絲若干。

(2)在整平壓實(shí)的原始地基上鋪設(shè)約30cm厚的碎石墊層，并在碎石墊層上鋪土工布。

(3)在碎石墊層上填筑土路基至1.5m高度。