[實用新型]一種防治季節凍土區黃土路基濕陷和凍害的路堤結構

有效

• 申請號: 201420114724.4
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN203795261U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 李國玉;馬巍;毛云程;穆彥虎;陳趙育
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: E01C3/06
• 分類號: E01C3/06;E01C11/22
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本實用新型涉及一種路堤結構，具體是指一種防治季節凍土區黃土路基濕陷和凍害的路堤結構。這種路堤結構利用隔熱層的保溫、土工布的隔水、排水溝的排水和防滲有效地減小季節凍土區黃土路基凍結深度，隔斷地下水或路側積水向黃土路堤或基礎滲流，減小黃土路基的凍脹和濕陷變形，增強路基穩定性。?

背景技術

黃土是一種第四紀風積沉積粉土，由于其形成歷史和自身結構的特殊性，遇水表現出明顯的濕陷特性。在我國，黃土分布面積約63萬km²,?其中濕陷性黃土占黃土面積約50萬km²，廣泛分布于干旱半干旱區，且大部分都位于季節凍土區。?

由于黃土分布面積廣且作為一種廉價的工程材料，在公路工程中得到廣泛應用。黃土壓密后達到一定的壓實度就可以作為路基基礎和路堤填料。但是，由于黃土對水特別敏感，在水分入侵條件下黃土路基會發生較大的差異性濕陷變形而導致大量病害發生。另外，大量的黃土公路建設在季節凍土區，在冬季黃土路基部分被凍結，凍結以后孔隙水變成冰體積要膨脹9%，產生了凍脹作用。同時，如果有地下水或路側積水補給，會導致大量水分向路堤內遷移，引起更大的凍脹。春季，路堤開始從表面向下融化，由于下部路堤還沒有融化，上部融化的水不能及時排除，在車載作用下，容易產生道路翻漿病害。所以，季節凍土區黃土路基面臨著黃土“濕陷”和“凍害”雙重問題。如何解決好季節凍土區黃土路基的濕陷性問題和凍害問題，保證路基的長期穩定、確保公路安全運營就成為亟待解決的關鍵科學問題。?

我國研究人員在大量黃土濕陷機理研究和工程實踐總結基礎上，提出了多種黃土濕陷防治措施。第一，利用灰土換填法消除路基地基的濕陷性，提高地基的承載力，減小路基的壓縮性，增強路基穩定性；第二，強夯法是利用10~40t重錘在重力作用下的動力密實作用可以消除路基和基礎較深層黃土的濕陷性并提高地基承載力；第三，通過在路基中鋪設土工格柵或其他高強度土工材料來增大路基的抗剪強度，增強黃土路基的穩定性；第四：通過設計合理的防排水措施來隔斷水力通道，消除黃土路基的濕陷性。但是在季節凍土區且黃土地區公路修筑過程中，很少有人同時考慮黃土的“凍害”和?“濕陷”雙重問題以及相關的防治措施。因此，隨著西部大開發的深入推進，一些國家的重點工程如高速公路、高速鐵路、水利工程、環境保護工程等在西部正建或將建，它們都會面臨著黃土的“濕陷”和“凍害”雙重問題，因此急需相關研究和工程技術來解決這些問題。?

發明內容

針對季節凍土區黃土道路面臨的“濕陷”和“凍害”問題，本實用新型提供了一種防治黃土路基濕陷和凍害的路堤結構。該路堤利用水平置于路面基層下的隔熱層減小冬季的凍結深度，減小凍脹量，同時隔熱層還具有隔水作用，減小路面水下滲對下部黃土路堤的影響。該路堤利用鋪設于路堤下部的隔水土工布來隔斷地下水或者路側積水對黃土路堤的影響，減小黃土路堤的濕陷變形。利用防滲排水溝減小路側積水和排水溝漏水向黃土路堤遷移，減小黃土路堤的濕陷變形。所以，該路堤同時防止凍害、防止地下水和排水溝漏水向路堤遷移，全面預防黃土路基的凍害和濕陷問題。?

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：?

一種防治季節凍土區黃土路基濕陷和凍害的路堤結構，是由瀝青混凝土面層、水泥穩定砂礫基層、細砂土保護層、注塑聚苯乙烯隔熱層、黃土壓實路堤、無紡土工布、黃土路堤、濕陷性黃土地基、排水溝和有紡土工布構成。在濕陷性黃土地基上鋪設壓實黃土路堤，然后在壓實黃土路堤上面鋪設無紡土工布和聚乙烯薄膜，無紡土工布上面鋪設黃土壓實路堤，黃土壓實路堤上面鋪設注塑聚苯乙烯隔熱層，注塑聚苯乙烯隔熱層上面鋪設細砂保護層，之后在細砂保護層上面鋪設水泥穩定砂礫基層和瀝青混凝土面層；在路堤坡腳修筑排水溝，排水溝底部鋪設有紡土工布和聚丙烯薄膜。

本實用新型的優點和產生的有益效果是：?

1、本實用新型由于采用了具有較高抗壓強度、隔熱效果較好的注塑聚苯乙烯（XPS），與傳統的路面抗凍害材料煤渣等相比，保溫效果更好，顯著減小了路堤的凍結深度，減小了凍脹變形。另外，注塑聚苯乙烯（XPS），還具有很高的抗壓強度，避免由于在車載作用下發生較大的變形引起路基、路面的反射裂縫，保證道路的安全穩定，為季節凍土區黃土公路的運營和維護節省了大量的人力物力。

2、本實用新型在路堤下部鋪設了隔水土工布，隔斷了地下水和路側積水以及排水溝漏水向黃土路堤本體內遷移，避免了黃土路堤的濕陷變形。同時保溫材料也具有隔水作用，隔斷了地表漏水向路堤本體的遷移，減小了黃土的濕陷變形，確保了路堤的安全穩定。?