一种排出路基毛细水装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种排出路基毛细水装置及方法，包括设置于路基底部的为毛细水提供横向通道的碎石垫层，在所述的碎石垫层上铺设有土工布，且在路基内插入有若干为毛细水提供竖向通道的软式透水管，软式透水管的底部与碎石垫层接触，且在软式透水管内填充有细沙至顶部，且软式透水管的顶部通过土工布封顶。本发明的有益效果如下：在设置排水垫层的基础上，为向上侵袭的毛细水设置竖向排水通道，使毛细水掉头流向排水垫层，进而排出路基。这种方法是综合使用软式透水管、细砂、土工布和碎石垫层处理路基底部，可有效降低毛细水对路基的影响，保证路基的强度与稳定性。
【专利说明】 一种排出路基毛细水装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种排出路基毛细水装置及方法，属于土木工程领域。
技术背景
[0002]黄泛平原区粉土大部分为砂粒、粉粒，粘粒含量少，具有弱可塑性、低黏结性、高分散性等性质，水敏感性强。在降雨入渗、毛细水上升及边沟积水影响下，使路基土吸水软化，导致路基强度发生剧烈衰减，在车辆重载与水的综合作用下，路基极易发生各类病害，如路基下沉、边坡冲刷冲沟、路基开裂或溜坍、路基陷坑或暗洞、桥头护锥冲空或坍塌等，严重影响道路的安全与舒适性。为降低毛细水对路基强度的影响，目前，大多数在路基底部设置排水垫层，以隔绝毛细水与路基土，虽然这种方法起到了一定的作用，但无法完全隔绝毛细水，仍有部分毛细水继续向上侵袭，在一些地下水位偏高的区域，这种侵袭作用仍很严重，影响了路基的强度与稳定性。
【发明内容】
[0003]本发明针对黄泛平原区粉土路基毛细水严重的情况，提出了一种综合使用软式透水管、细砂、土工布和碎石垫层来排出路基毛细水的新方法。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种排出路基毛细水装置，包括设置于路基底部的为毛细水提供横向通道的碎石垫层，在所述的碎石垫层上铺设有土工布，且在路基内插入有若干为毛细水提供竖向通道的软式透水管，软式透水管的底部与碎石垫层接触，且在软式透水管内填充有细沙至顶部，且软式透水管的顶部通过土工布封顶。
[0006]所述的软式透水管在路基内按等边三角形或正方形布置。
[0007]所述的软式透水管直径为10cm、长度为1.5m。
[0008]所述的碎石垫层的厚度为30cm。
[0009]所述的软式透水管之间的管距为1.5?2m。
[0010]排出路基毛细水的方法，包括以下步骤:
[0011](I)准备直径10cm、长度1.5m的软式透水管若干，细砂若干，粒径2?3cm碎石若干，边长30cm 土工布、长度40cm细铁丝若干。
[0012](2)在整平压实的原始地基上铺设约30cm厚的碎石垫层，并在碎石垫层上铺土工布。
[0013](3)在碎石垫层上填筑土路基至1.5m高度。
[0014](4)当土路基填筑到1.5m高度后，采用钻孔或反开挖的方式将准备好的软式透水管植入路基，管距1.5?2m，按等边三角形或正方形布置，在管内填入细砂至管顶，并用土工布和细铁丝封顶。
[0015](5)当砂芯软式透水管布置好后，在其上填筑路基至设计标高。
[0016]本发明的有益效果如下:[0017]在设置排水垫层的基础上，为向上侵袭的毛细水设置竖向排水通道，使毛细水掉头流向排水垫层，进而排出路基。这种方法是综合使用软式透水管、细砂、土工布和碎石垫层处理路基底部，可有效降低毛细水对路基的影响，保证路基的强度与稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1砂芯软式透水管布置示意图；
[0019]图2排水作用示意图；
[0020]图中:I路基2 土工布3软式透水管4细砂5碎石垫层。
【具体实施方式】
[0021]本发明由软式透水管、细砂、土工布和碎石垫层组合而成，用砂芯软式透水管为毛细水提供竖向通道，用碎石垫层为毛细水提供横向通道，从而排出路基毛细水，其结构形式如附图1所示，包括设置于路基I底部的碎石垫层5，在所述的碎石垫层5上铺设有土工布2，且在路基I内插入有若干软式透水管3，软式透水管4的底部与碎石垫层5接触，且在软式透水管3内填充有细沙至顶部，且软式透水管的顶部通过土工布2封顶。
[0022]本发明排出路基毛细水的方法的工作原理如下:
[0023]影响土的抗剪强度的因素有很多，尤其对非饱和粉土来说，含水率的变化对强度的影响要大于其他因素，因为含水率的变化将直接影响基质吸力，而基质吸力又与粘聚力成线性关系。根据土体抗剪强度公式& =C + ?/gp，可得到这样的结论:随着含水率的增
大，基质吸力降低，土样的粘聚力随之下降，最终导致了土体抗剪强度降低。
[0024]当毛细水透过排水垫层侵袭到路基区域时，由于砂芯软式透水管形成的竖向排水通道的存在，上升到路基区域的毛细水将会横向流向砂芯软式透水管，然后汇集到砂芯软式透水管的毛细水将会竖向向下流到排水垫层，之后沿碎石垫层形成的横向排水通道排出路基，如附图2所示，从而保证了路基的强度与稳定性。
[0025]具体实施步骤如下:
[0026](I)准备直径10cm、长度1.5m的软式透水管若干，细砂若干，粒径2?3cm碎石若干，边长30cm 土工布、长度40cm细铁丝若干。
[0027](2)在整平压实的原始地基上铺设约30cm厚的碎石垫层，并在碎石垫层上铺土工布。
[0028](3)在碎石垫层上填筑土路基至1.5m高度。
[0029](4)当土路基填筑到1.5m高度后，采用钻孔或反开挖的方式将准备好的软式透水管植入路基，管距1.5?2m，按等边三角形或正方形布置，在管内填入细砂至管顶，并用土工布和细铁丝封顶。
[0030](5)当砂芯软式透水管布置好后，在其上填筑路基至设计标高。
[0031]该发明的提出，将有助于解决黄泛平原区粉土路基毛细水严重的问题，从而保证路基的强度与稳定性以及行车的安全与舒适性。例如，在青临高速某合同段，由于地下水位较高，单纯的设置排水垫层已无法完全隔断毛细水，为保证路基的强度与稳定性，在路基下部1.5m范围内设置砂芯软式透水管，管径10cm，管长1.5m,按管距1.5m、等边三角形布置，管顶用土工布封住。道路运营三年后，路基稳定性良好，无边坡滑塌现象，与不设砂芯软 式透水管的区域对比明显，可见该方法对于排出路基毛细水起到了显著的作用。
【权利要求】
1.一种排出路基毛细水装置，其特征在于:包括设置于路基底部为毛细水提供横向通道的碎石垫层，在所述的碎石垫层上铺设有土工布，且在路基内插入有若干为毛细水提供竖向通道的软式透水管，软式透水管的底部与碎石垫层接触，且在软式透水管内填充有细沙至顶部，软式透水管的顶部通过土工布封顶。
2.如权利要求1所述的排出路基毛细水装置，其特征在于:所述的软式透水管在路基内按等边三角形或正方形布置。
3.如权利要求1所述的排出路基毛细水装置，其特征在于:所述的软式透水管直径为10cm、长度为 1.5mο
4.如权利要求1所述的排出路基毛细水装置，其特征在于:所述的碎石垫层的厚度为30cm。
5.如权利要求1所述的排出路基毛细水装置，其特征在于:所述的软式透水管之间的管距为1.5?2mο
6.一种排出路基毛细水的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)准备直径10cm、长度1.5m的软式透水管若干，细砂若干，粒径2?3cm碎石若干，边长30cm 土工布、长度40cm细铁丝若干； (2)在整平压实的原始地基上铺设约30cm厚的碎石垫层，并在碎石垫层上铺土工布。 (3)在碎石垫层上填筑土路基至1.5m高度； (4)当土路基填筑到1.5m高度后，采用钻孔或反开挖的方式将准备好的软式透水管植入路基，管距1.5?2m，按等边三角形或正方形布置，在管内填入细砂至管顶，并用土工布和细铁丝封顶； (5)当砂芯软式透水管布置好后，在其上填筑路基至设计标高。
【文档编号】E01F5/00GK104005344SQ201410255697
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】张宏博, 于一凡, 宋修广, 厉超, 吴建清 申请人:山东大学