一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺的制作方法

本发明涉及公路路基施工和防水排水技术领域，具体关于一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺。

背景技术：

随着社会的进步与经济的迅速发展，我国的交通事业特别是高速公路的建设取得了举世瞩目的成绩。然而由于各种因素，已经投入运营的高速公路均已出现不同程度的病害，其中路基水毁导致的病害尤为严重。路基作为道路路面的基础，一方面承受行车荷载的扩散应力和路面结构层的重力；另一方面又受到各种自然因素的影响，其中水是最为重要的因素之一，因此做好路基排水，确保路基始终处于干燥、坚实和稳定状态是极其重要的。

目前对于高填方路基排水经常采用两类形式，一种是地面排水设施，包括边沟、排水沟、截水槽、倒虹吸以及跌水槽等，另一类是地下排水设施，包括明沟、排水槽、暗沟、渗沟以及渗井等；其中路面排水设施的主要功能是在降雨过程中引导雨水的流经，使得大部分雨水以径流的方式排出路基范围外，然而对于强度较小的降雨，较多的雨水还是以渗流的方式进入路基内，并对粗粒土高填方路基进行不断地侵蚀；地下排水设备作为一种重要的排水设施，其主要结构在路基边缘开挖暗沟、渗沟等，虽然能很好的解决降雨过程中雨水堆积的问题，但这些结构也存在一定的倒塌危险，也没有考虑行车荷载对路基土产生的影响，且对于强度较小的降雨也不能对路基起到良好的防护作用。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明公开了一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺；采用以下技术方案：一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺，由路基(1)、纤维土(2)、挡土墙(3)、排水装置(4)、横向排水管(5)、反滤土工布(6)、开级配碎石(7)、纵向排水管(8)、逆流阀(9)、橡胶圈接口(10)、胶凝材料(11)、防渗土工布(12)；所述的纤维土(2)由粗粒土和一定比例的吸水性土工纤维材料掺合而成，其中吸水性纤维质量为0.2%；所述的纤维土(2)低部铺设防渗土工布(12)，仅在纵向排水管(8)与纤维土(2)最底部之间设置接口；所述的接口处铺设反滤土工布(6)，过滤纤维土(2)中的积水，保证路基的干燥状态；实现“生态、环保、长寿命”的路基结构。

所述的一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺，其特征是，所述的排水装置(4)为长方体，其中包括开级配碎石(7)和纵向排水管(8)，排水管采用高强度pvc双壁波纹管，公称直径为110mm。

所述的一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺，其特征是，所述的纵向排水管(8)低部与横向排水管(5)通过接口相连通，接口处安装塑料逆流阀(9)，横向排水管(5)采用公称直径为80mm高强度pvc双壁波纹管。

所述的一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺，其特征是，所述的胶凝材料(11)实为有机沥青，横向排水管(5)中的胶凝材料(11)均在场外进行灌注，通过橡胶圈接口(10)将横向排水管(5)和纵向排水管(8)紧密连接。

本发明的有益效果：通过在路基工作区范围内填筑纤维土(2)，不仅能够及时的利用毛细现象将路基中的积水排出，而且也能利用纤维材料与土之间的摩阻力或咬合力来限制土体的变位，保证路基干燥和稳定状态；此外在高填方平台坡脚处填筑挡土墙(3)，不仅防止在降雨过程中雨水对边坡跛脚处的冲刷损害，也可以阻止雨水通过坡脚进入路基内；该方法可以保证路基的稳定性，不仅排水效果好、抗压强度高，而且施工便利、适用范围广，满足“生态、环保、长寿命”的路基排水设计新理念。

附图说明

图1为粗粒土高填方路基排水结构的剖面图；

图2为粗粒土高填方路基排水结构中排水装置的结构图；

图中：1.路基、2.纤维土、3.挡土墙、4.排水装置、5.横向排水管、6.反滤土工布、7.开级配碎石、8.纵向排水管、9.逆流阀、10.橡胶圈接口、11.胶凝材料、12.防渗土工布。

具体实施方式

下面结合附图对本发明结构组合方式和实施步骤做进一步的说明。

如图1、图2所示，分别为粗粒土高填方路基排水结构的剖面图和排水装置的结构图，该路基排水结构包括：路基(1)、纤维土(2)、挡土墙(3)、排水装置(4)、横向排水管(5)、反滤土工布(6)、开级配碎石(7)、纵向排水管(8)、逆流阀(9)、橡胶圈接口(10)、胶凝材料(11)、防渗土工布(12)；其中所述的纤维土(2)由粗粒土和一定比例的土工吸水性纤维材料掺合而成，其中吸水性纤维质量为0.2%，所述的纤维土(2)低部铺设防渗土工布(12)，仅在纵向排水管(8)与纤维土(2)最底部之间设置接口，所述的接口处铺设反滤土工布(6)。

1、首先根据粗粒土高填方的路基高度确定排水设施的布设和纤维土的填筑高度范围，布设横向排水管(5)时确保管内胶凝材料(11)的不均匀灌注，施工方法将横向排水管(5)倾斜3%~5%的角度，灌入有机沥青，使其在pvc排水管中凝结，并形成一定的水流梯度。

2、通过橡胶圈接口(10)将纵向排水管(8)和横向排水管(5)相连接，在纵向排水管(8)周围填筑开级配碎石(7)和沙子，防止纵向排水管(8)在外力作用下挤压破坏。

3、完成排水装置(4)的布设后，铺设反滤土工布(6)，并在其上面敷上1cm的沙层，使其充分过滤土基中的积水，并在设排水装置(4)顶部接口处铺设防渗土工布(12)。

4、然后在防渗土工布(12)上方填筑搅拌均匀的纤维土(2)，分层填筑和碾压，同时保证防渗土工布(12)位于纤维土(2)的下方，呈“楼梯”形向上展开。

5、最后在高填方边坡平台坡脚填筑时，在路基内水平距坡脚3m处布设挡土墙(3)，挡土墙采用悬臂式结构即可，养护结束后继续进行粗粒土的填筑和压实。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种粗粒土高填方路基排水结构及其施工工艺，其主要包括：路基(1)、纤维土(2)、挡土墙(3)、排水装置(4)、防渗土工布(12)、反滤土工布(6)、纵向排水管(8)、逆流阀(9)；本发明首先将吸水性纤维材料和粗粒土进行混合搅拌形成纤维土(2)，共同填筑在高填方路基(1)一定深度范围内，其次在纤维土(2)底部铺设防渗土工布(12)，并将其与排水装置(4)相连接，并通过橡胶圈接口(10)将横向排水管(5)与排水设施(4)相连接；最后在高填方边坡平台坡脚附近布设挡土墙(3)，防止降雨通过坡脚渗入边坡内。本发明既能防止降雨入渗对边坡的冲刷，又能将路基内的积水及时排出；不仅排水效果好、抗压强度高，而且施工便利、适用范围广，能够有效的延长高速公路的使用寿命。

技术研发人员：何忠明;杨煜;王保林;唐昊龙;刘雅欣
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2017.06.05
技术公布日：2017.09.19