一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于：包括毛石层、隔离层、路基填土、空心层，在原地面以下换填一定厚度毛石层到原地面高度，在毛石层上依次铺设土工布、土工格栅后，铺筑一定厚度隔离层，然后在隔离层上面分层铺筑路基填土，再在路基填土上铺设一层空心层，空心层上再铺设一层土工布，土工布上再分层铺筑路基填土至路基设计高度，最后在路基两侧设置保温护脚。所述隔离层为级配碎石或砂砾土。所述路基填土为天然砂砾土。所述空心层为空心板或空心砖。本发明的优点是能有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害，施工简便，工程造价较低。
【专利说明】一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基
【技术领域】
[0001]本发明涉及公路路基保护技术，尤其是涉及一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基。特别适用于地质条件较差的地段使用。
【背景技术】
[0002]冻土是一种对温度极为敏感且性质易变土体介质，含有丰富的地下冰。由于填土、开挖路基施工和公路运营阶段车辆通行以及大气转暖等因素影响，会对路基下存在永久性冻土温度场进行改变，而产生土体冻胀和热融，从而引起路基开裂、沉陷等地质灾害，而影响路基强度和稳定性。为了减少这种情况，为维护永久性冻土区公路的热稳定性及保护下伏永久性冻土，其中主要的现有保护技术有提闻路基闻度、片或块石路基、隔热层、热棒、遮阳板技术等。
[0003]提高路基高度，可以对路基下伏永久性冻土具有保温作用。但最主要是引发路基两侧边坡较明显的阴阳坡面效应，进而引发一系列高路基病害，公路路基坡面的阳面出现露肩坍塌和纵向开裂，同时高路基也带来了路基下的融化夹层增厚，路基沉降变形增大，为路基的不稳定带来巨大隐患。同时也增加了工程造价。
[0004]片或块石路基，是利用片或石之间的空隙的空气自然对流达到通风降温的作用。但对粒径有一定要求，当孔隙率不能满足要求时，通风降温效果就差，而且孔隙率不易控制，同时片或石层路基边坡容易被扬沙土等充填，是它的对流通风效果大大降低，甚至没有，因而降低了通风降温效果。
[0005]隔热层是利用工业隔热材料，增大路基热阻、减少大气或太阳热量传入路基。但在冷季，隔热层不利于路基体与外界热量进行交换，不利于隔热层下层土体冷季吸收外界冷量而降低，在冻土区长时间运行使用会在路基中形成热量积累，致使永久性冻土上限下降。而且隔热材料技术在高温冻土区也不适用。
[0006]另外热棒技术存在着热质泄露问题，一旦泄露将无法再使用，路基要有一定高度，且其工程措施成本高，易被雨水和土壤腐蚀。遮阳板技术虽然降温显著，是一种可以有效降低路基下永久冻土温度的技术措施，但这种技术措施造价巨大，无法进行坡面植被，不易环境保护。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，保护周围环境，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害，简便施工，降低工程造价。
[0008]本发明作用原理是:在寒冷季节冷空气由于具有较大密度，在自重和风的作用下利用空心层孔洞进行空气对流，将孔洞中热空气挤出，并不断将路基周围土体热量带走达到保护地基土冻结状态；在暖季由于一层空心层存在，能有效隔断路基内部上部热量向下传递；并结合护道保温层的保温特性，有效控制了暖季的吸热量，大幅提高了一个冻融周期内路基的净放热量，对公路路基下伏土体有平衡温度作用；同时对地表以下一定深度冻土冻融层进行换填块碎石或砂砾，提升冻土上限，增加路基基地强度；因此满足永久性冻土区公路路基强度和度稳定性的特殊要求。从而能够有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害。
[0009]本发明的目的是这样实现的:一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于:包括毛石层、隔离层、路基填土、空心层，在原地面以下换填一定厚度毛石层到原地面高度，在毛石层上依次铺设土工布、土工格栅后，铺筑一定厚度隔离层，然后在隔离层上面分层铺筑路基填土，再在路基填土上铺设一层空心层，空心层上再铺设一层土工布，土工布上再分层铺筑路基填土至路基设计高度，最后在路基两侧设置保温护脚。
[0010]所述隔离层为级配碎石或砂砾土。
[0011]所述路基填土为天然砂砾土。
[0012]所述空心层为空心板或空心砖。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点是:能有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，保护周围环境，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害，施工简便，工程造价较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1:永久性冻土区公路空心板保温护脚复合式路基结构示意图。
[0015]图中:1、毛石 2、土工布 3、土工格栅4、级配砂碌土 5、天然砂碌土 6、空心板 7、保温护脚 8、原地面 9、冻土覆盖层 10、永久性冻土。
【具体实施方式】`
[0016]为进一步描述本发明，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述。
[0017]实施例1:如图所示，一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基的施工步骤如下:一、用挖土机挖除在原地面8以下永久性冻土 10以上的冻土覆盖层9，然后换填冲击碾压l.(T2.0m厚毛石I层，宽度比路基底面宽度不小于2.0m，顶面用较小碎石整平；毛石I采用未风化坚硬岩石，强度不低于30MPa，形状大致方正，最短边尺寸不宜小于15cm。二、在毛石I层顶面依次铺设土工布2、土工格栅3。土工布2质量术300g/m2,等效孔径〈0.12mm，CBR顶破强度>2.6KN ;土工格栅3采用单向拉伸土工格栅，其抗拉强度≤60KN/m,极限延伸率< 20%，幅宽大于2m，搭接宽度不小于20cm，搭接处采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字连接。三、在土工布2和土工格栅3上铺筑级配砂砾土 4隔离层，然后整平压实，级配砂砾土 4的粒径为0.5~4cm，含泥量不大于5%，用推土机或平地机推平，重型振动压路机压实。四、在级配砂砾土 4隔离层上分层铺筑、压实天然砂砾土 5路基填土，天然砂砾土 5含泥量不超过15%，最佳含水量不超过8%，最大粒径不超过5cm，分层铺筑松铺厚度不大于30cm，该层高度不超过1.0cm，边坡为1:1.5~3。采用推土机或平地机推平，重型振动压路机压实，该层完工后基本水平。五、在天然砂砾土 5路基填土上水平设置一层空心板6，空心板6为水泥混凝土预制三孔多空板，板的厚度为20cm，长X宽为0.5mX 1.0m,孔径Φ IOcm,，强度等级不低于C20 ;放置时要确保空心板6孔洞方向垂直路基走向，且互相连通。六、空心板6施工完成后，在上面铺设一层土工布2，以防止上部填土进入空心板6。七、再在土工布2上面分层铺筑、压实天然砂砾土 5路基填土，分层铺筑松铺厚度不大于30cm，采用推土机或平地机推平，重型振动压路机压实；第一层填土时必须为50cm厚，采用推土机或平地机推平，采用静压路机压实填土。该层高度不超过1.(Tl.5cm，边坡为1:1.5~3。八、路基各层完工后施工保温护脚7，在路基两侧使用挖土机回填外侧边坡，其材料为挖除的地表原地面8以下的冻土覆盖层9的冻土，保温护脚7上部宽度为2.0-3.0m,高度不超过0.8^1.0cm,边坡为1:1.5~3，横坡术4。
[0018]实施例2: —种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基的施工步骤如下:步骤一、二、三、四、六、七、八与实施例1相同，步骤五改为:在天然砂砾土路基填土上设置一层空心砖，空心砖为多空砖，材料可以为页岩、烧结、粘土，空心砖高度为25cm，孔洞率大于30%，强度等级不低于20 ;施工时要确保空心砖孔洞方向垂直路基走向，且互相连通。其余与实施 例1相同。
【权利要求】
1.一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于:包括毛石层、隔离层、路基填土、空心层，在原地面以下换填一定厚度毛石层到原地面高度，在毛石层上依次铺设土工布、土工格栅后，铺筑一定厚度隔离层，然后在隔离层上面分层铺筑路基填土，再在路基填土上铺设一层空心层，空心层上再铺设一层土工布，土工布上再分层铺筑路基填土至路基设计高度，最后在路基两侧设置保温护脚。
2.根据权利要求1所述的一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于:所述隔离层为级配碎石或砂砾土。
3.根据权利要求1所述的一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于:所述路基填土为天然砂砾土。
4.根据权利要求1所述的一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于:所述空心层为空心板或空心砖。
【文档编号】E01C3/06GK103696338SQ201310657102
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】王福明 申请人:中国十七冶集团有限公司