[發明專利]一種自排水固化土路基結構及施工方法

在審

• 申請號: 202010596983.5
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111827257A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳庚;陳永輝;胡海濤;孔綱強;袁勝強;鄭曉光;杜文山
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 肖鵬

本發明提出一種自排水固化土路基結構及施工方法，包括路基和鋪設于路基底部的碎石層；所述碎石層內設置有多根橫向鋪設的排水管；所述排水管的左端沿碎石層的左側伸出，右端沿碎石層的右側伸出；所述排水管的兩端伸出碎石層的部分內部均插接有加熱棒，利用吸水材料加熱后失水特征形成自排水；所述排水管上開設有多個透水孔；所述排水管外部包裹透水濾膜；所述路基與碎石層之間設置有陰極鋼絲格柵；所述路基的上部設置有陽極鋼絲格柵。本發明通過電滲改變毛細水方向并從管道排出，解決因地下水的存在造成路基土體內部毛細水上升，在土體內部積聚不能排出而降低水穩性產生的工程問題。

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，具體地說是涉及一種自排水固化土路基結構及施工方法。

背景技術

在堤壩、路堤等工程中，常常采用換填、改性、包邊等措施對填土層進行處理，而在道路等工程建設完成后，路面結構層和排水系統阻隔了路基填土，使其免受降雨等環境因素影響，但在路基下部，地下水位以上的土體，其含水量仍會受到環境等因素變化而變化，土體較大的基質吸力使得毛細水效應擴大，毛細水的上升將導致路基土內部的含水量增大，強度迅速降低，從而誘導土體開裂，沉降過大等事故。然而現在大多工程常采用土工格柵改變處理范圍內土體的應力應變場，間接的提升土體強度，但該方法治標不治本，路基內部土的強度衰減依然不可避免。

土工格柵的吸水性具有較大的工程需要，例如在膨脹土地基上進行施工時，由于膨脹土較大的機質吸力使得毛細水的效應顯著突出。毛細水上升導致膨脹土路基內部含水量進行周期性的變化，從而導致干濕循環效應，漲縮變形等等，強度迅速降低，這也是膨脹土路基經過2~3年出現工程病害的原因。

傳統方法是在路基底部進行墊層處理或在內部加設土工格柵以提高土體強度。目前現有的土工格柵有：塑料土工格柵，經編土工格柵，復合型雙向土工格柵，雙向鋼塑土工格柵，鋼絲格柵等。就其設計思路主要集中在使用新材料、新經緯結構及新節點設計以期實現增強土工格柵的抗拉性、整體性及耐久性。而就土工格柵的吸水性進行相關設計及研究較少，尚無對路基內由基質吸力引起的毛細水上升的問題進行的設計及研究。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種自排水固化土路基結構及施工方法，通過電滲改變毛細水方向并從管道排出，解決因地下水的存在造成路基土體內部毛細水上升，在土體內部積聚不能排出而降低水穩性產生的工程問題。

技術方案：本發明提出一種自排水固化土路基結構，包括路基和鋪設于路基底部的碎石層；所述碎石層內設置有多根橫向鋪設的排水管；所述排水管的左端沿碎石層的左側伸出，右端沿碎石層的右側伸出；所述排水管的兩端伸出碎石層的部分內部均插接有加熱棒；所述排水管上開設有多個透水孔；所述排水管外部包裹透水濾膜；所述排水管內部填充有吸水材料；

所述路基與碎石層之間設置有陰極鋼絲格柵；所述路基的上部設置有陽極鋼絲格柵。

進一步，所述排水管由中心向兩端為傾斜向下延伸。

進一步，所述排水管與碎石層接觸的中間部分上的透水孔面積占排水管中間部分表面積的比例不小于10%；所述排水管伸出碎石層的兩端部分上的透水孔面積占排水管兩端部分表面積的比例不小于80%。

進一步，所述排水管為不銹鋼管。

進一步，所述加熱棒、陰極鋼絲格柵和陽極鋼絲格柵通過太陽能電源供電。

一種自排水固化土路基結構的施工方法，包括以下步驟：

S1、在排水管上開設透水孔，排水管內部填充吸水材料，排水管外部包裹透水濾膜8；

S2、鋪設一層碎石層，在碎石層內部橫向鋪設多根排水管；所述排水管的左端沿碎石層的左側伸出，右端沿碎石層的右側伸出；所述排水管的兩端伸出碎石層的部分插接加熱棒；

S3、在碎石層上部鋪設陰極鋼絲格柵；