一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基及其构筑方法
【专利摘要】本发明公开了一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基及其构筑方法。所述路基从上至下依次由玻璃纤维加筋灰土改良黄土层、灰土改良黄土层、压实黄土层组成。所述玻璃纤维加筋灰土改良黄土层为两层钢塑土工格栅与玻璃纤维加筋灰土改良黄土相结合的复合地基，所述灰土改良黄土层由灰土改良黄土形成。本发明能够消除黄土铁路路基湿陷和振陷，同时能够明显地改善黄土铁路路基的抗压、抗剪、抗振强度，明显提高其路基后期强度，同时施工简单，造价相对低廉。
【专利说明】
一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基及其构筑方法
技术领域
[0001]本发明涉及铁路路基加固技术领域，具体涉及一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基及其构筑方法。
【背景技术】
[0002]随着西部大开发的快速进展，在黄土广泛分布的西北地区，交通建设发展显著，其中作为连接各个城市的交通枢纽一一铁路在西北地区的交通建设中占据着尤为重要的地位。而在黄土地区，由于黄土的特殊性质，铁路筑路过程中不可避免的会面临黄土湿陷和振陷性破坏的难题。
[0003]随着铁路建设的发展需要，铁路列车的安全运行对线路平顺度的要求在不断提尚，尤其是尚速铁路必须具备尚平顺性、尚稳定性、尚精度、小残变、少维修等特点。而对于湿陷性黄土区的铁路建设，无论设计还是施工，稍有不慎，就会造成巨大损失。其主要原因是由于黄土在水的作用下产生湿陷而造成路基强度和稳定性的破坏。其次列车的长期振动使黄土路基密度增大，孔隙减小，产生沉陷，路基最终出现不均匀沉降的现象，造成铁路运tx事故。由此可见，黄土路基的强度和稳定性是保证铁路路基稳定的基础，提尚黄土路基抗压、抗剪和抗振的性能是目前于黄土地区建设铁路的急需解决的关键问题。
[0004]现今铁路路基处理技术领域中广泛采用加筋土对路基进行加固处理，以解决天然路基承载力不足或变形量过大的问题，防止工程后期路基不均匀沉降对高速铁路运行带来的不利影响。但是现今的加筋材料多单纯依靠钢筋、土工格栅等带状或网状筋条以提高铁路路基承载力及抗振陷能力，但实际上这些加筋材料缺乏韧性，难以有效控制路基竖向变形，并且造成施工造价的大幅提尚。
[0005]因此，如何经济合理的在满足路基加固及消除黄土湿陷的基础上，消除由于机车振动引起的黄土路基振陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供了一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基及其构筑方法，以用于消除黄土铁路路基湿陷和振陷。
[0007]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0008]—种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，所述路基从上至下依次由玻璃纤维加筋灰土改良黄土层、灰土改良黄土层、压实黄土层组成。
[0009]进一步，所述玻璃纤维加筋灰土改良黄土层为两层钢塑土工格栅与玻璃纤维加筋灰土改良黄土相结合的复合地基，所述灰土改良黄土层由灰土改良黄土形成。
[0010]进一步，所述玻璃纤维加筋灰土改良黄土由玻璃纤维、石灰和黄土按照质量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纤维作为加筋材料均勾掺入石灰和黄土中；所述灰土改良黄土中石灰占黄土重量的6% ;所述黄土为西北地区Q3或Q2黄土。
[0011 ]进一步，所述玻璃纤维采用直径为I Ιμπι，长度为20mm，密度为2.5g/cm3，抗拉强度为1.25GPa的无碱玻璃纤维丝。
[0012]进一步，所述灰土改良黄土层的压实系数大于或等于0.93。
[0013]进一步，所述压实黄土层中压实黄土的压实系数大于或等于0.93。
[0014]本发明还提供上述的铁路玻璃纤维加筋黄土路基的构筑方法，包括如下步骤:
[0015]步骤1、施工前准备及场地平整；
[0016]步骤2、压实黄土层:对路基黄土进行整平夯实，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进彳丁处理；
[0017]步骤3、灰土改良黄土层的铺设:将黄土和石灰按照100:6的重量比经拌和机加水进行拌合，运至路基处，进行填筑、压实作业;底部两层分层填筑压实厚度为25cm，其余各层分层填筑压实厚度为15-18cm，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进行处理；
[0018]步骤4、玻璃纤维加筋灰土改良黄土层的铺设:将玻璃纤维、石灰和黄土以0.5:6:100的重量比加水经拌和机进行拌合，运至路基处，进行平整、摊铺、压实等施工作业，从基床表层顶面起，分层填筑玻璃纤维加筋灰土改良黄土层，底部两层压实填筑厚度为25cm，其余各层压实填筑厚度为15_18cm;
[0019]步骤5、路基基床顶面的铺设及轨道的布设。
[0020]进一步，所述该地黄土最优含水率即为指该地黄土达到最大干密度时最合适的含水量，在该含水量下可达到最佳的击实效果，拌合后的含水率与最优含水率差异应控制在-2%?+2%之间。
[0021 ]本发明具有如下有益效果:
[0022]本发明采用玻璃纤维加筋灰土改良黄土与双向土工格栅相结合组成复合加筋路基的方式用以消除黄土铁路路基湿陷和振陷。黄土由于其大空隙、垂直节理发育，遇水敏感性导致大量黄土路基工程发生不均匀沉降或导致路基滑坡等事故。玻璃纤维最大的特征是抗拉强度大，刚性大，抗拉强度在标准状态下是6.3?6.9g/d，湿润状态5.4?5.8g/d。在灰土改良黄土中加入玻璃纤维可有效地改善黄土大孔隙多孔的微观结构特征，而这种多孔结构是黄土在水、力共同作用下产生湿陷、振陷的首要条件，因此将玻璃纤维作为加筋材料与黄土颗粒可以更加紧密的结合，共同承担外力，大大提高黄土的抗拉、抗压和抗剪性能，从而有效控制黄土地基的竖向变形;其次双向土工格栅的铺设能减轻或消除地基变形量过大的问题并大幅度提高路基承载力，因此将玻璃纤维加筋灰土与双向土工格栅结合组成复合加筋路基能够明显地改善黄土铁路路基的抗压、抗剪、抗振强度，有效的消除黄土湿陷性并增强路基的抗振性能，并且明显提高其路基后期强度。而采用灰土改良黄土可以明显的提高路基强度，同时施工简单，造价低廉。
【附图说明】
[0023]图1为本发明实施例提供的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025]如图1所示，本发明实施例提供了一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，所述路基从上至下依次由玻璃纤维加筋灰土改良黄土层1、灰土改良黄土层2、压实黄土层3组成。
[0026]玻璃纤维加筋灰土改良黄土层I为两层钢塑土工格栅与玻璃纤维加筋灰土改良黄土相结合的复合地基，灰土改良黄土层2由灰土改良黄土形成，所用钢塑土工格栅4为双向土工格栅，内部设有钢丝，其主要物理力学性质如下:钢塑土工格栅单位面积质量为520g/m2 ；尺寸为40 X 40mm ；抗拉强度:纵向26.09kN/m，横向25.91 kN/m;延伸率:纵向12.3%，横向12.8%。
[0027]玻璃纤维加筋灰土改良黄土由玻璃纤维4、石灰和黄土按照质量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纤维4作为加筋材料均匀掺入石灰和黄土中；灰土改良黄土中石灰占黄土重量的6% ;黄土为西北地区Q 3或Q2黄土。
[0028]玻璃纤维4采用直径为I Ιμπι，长度为20mm，密度为2.5g/cm3，抗拉强度为1.25GPa的无碱玻璃纤维丝。
[0029]灰土改良黄土层2的压实系数大于或等于0.93。
[0030]压实黄土层3中压实黄土的压实系数大于或等于0.93。
[0031]本发明实施例还提供一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基的构筑方法，包括如下步骤:
[0032]步骤1、施工前准备及场地平整；
[0033]步骤2、压实黄土层3:对路基黄土进行整平夯实，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进彳丁处理；
[0034]步骤3、灰土改良黄土层2的铺设:按照最优含水量，将风干粉碎筛分后的黄土和石灰按照100:6的重量比经拌和机加水进行拌合，使拌合后的灰土含水率接近该地黄土最优含水率后，运至路基处，进行填筑、压实作业;底部两层分层填筑压实厚度为25cm，其余各层分层填筑压实厚度为15-18cm，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进行处理；
[0035]步骤4、玻璃纤维加筋灰土改良黄土层I的铺设:按照最优含水量，将粉干粉碎筛分后的玻璃纤维、石灰和黄土以0.5:6:100的重量比经拌和机进行拌合，使拌合后的加筋灰土含水率接近该地黄土最优含水率后，运至路基处，进行平整、摊铺、压实等施工作业，从基床表层顶面起，分层填筑玻璃纤维加筋灰土改良黄土层，底部两层压实填筑厚度为25cm，其余各层压实填筑厚度为15-18cm;分别在玻璃纤维加筋灰土改良黄土层1/3埋深和2/3埋深处铺设双向土工格栅；
[0036]步骤5、路基基床顶面5的铺设及轨道的布设。
[0037]其中，玻璃纤维加筋灰土改良黄土层I的铺设具体操作方法为三阶段，五区间，九流程。三阶段是:施工准备阶段、施工阶段、整修验收阶段;五个区间为:填筑区、平整区、碾压区、土工格栅铺设区、检测区；九流程是:测量放样、路槽基底处理、填料拌和、分层摊铺、整平、碾压夯实、铺设土工格栅、检验签证、边坡修整。
[0038]该地黄土最优含水率即为指该地黄土达到最大干密度时最合适的含水量，在该含水量下可达到最佳的击实效果，拌合后的含水率与最优含水率差异应控制在-2%?+2%之间。
[0039]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述路基从上至下依次由玻璃纤维加筋灰土改良黄土层、灰土改良黄土层、压实黄土层组成。2.如权利要求1所述的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述玻璃纤维加筋灰土改良黄土层为两层钢塑土工格栅与玻璃纤维加筋灰土改良黄土相结合的复合地基，所述灰土改良黄土层由灰土改良黄土形成。3.如权利要求2所述的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述玻璃纤维加筋灰土改良黄土由玻璃纤维、石灰和黄土按照质量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纤维作为加筋材料均勾掺入石灰和黄土中；所述灰土改良黄土中石灰占黄土重量的6% ;所述黄土为西北地区Q3或Q2黄土。4.如权利要求3所述的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述玻璃纤维采用直径为I Iym，长度为20mm，密度为2.5g/cm3，抗拉强度为1.25GPa的无碱玻璃纤维丝。5.如权利要求3所述的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述灰土改良黄土层的压实系数大于或等于0.93。6.如权利要求3所述的一种铁路玻璃纤维加筋黄土路基，其特征在于，所述压实黄土层中压实黄土的压实系数大于或等于0.93。7.如权利要求1-6任一项所述的铁路玻璃纤维加筋黄土路基的构筑方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1、施工前准备及场地平整； 步骤2、压实黄土层:对路基黄土进行整平夯实，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进彳丁处理； 步骤3、灰土改良黄土层的铺设:将黄土和石灰按照100:6的重量比经拌和机加水进行拌合，运至路基处，进行填筑、压实作业;底部两层分层填筑压实厚度为25cm，其余各层分层填筑压实厚度为15-18cm，压实完毕后，进行验收，对不符合标准的基底进行处理； 步骤4、玻璃纤维加筋灰土改良黄土层的铺设:将玻璃纤维、石灰和黄土以0.5:6:100的重量比加水经拌和机进行拌合，运至路基处，进行平整、摊铺、压实等施工作业，从基床表层顶面起，分层填筑玻璃纤维加筋灰土改良黄土层，底部两层压实填筑厚度为25cm，其余各层压实填筑厚度为15-18cm; 步骤5、路基基床顶面的铺设及轨道的布设。
【文档编号】E01C3/04GK106049211SQ201610600185
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610600185.9, CN 106049211 A, CN 106049211A, CN 201610600185, CN-A-106049211, CN106049211 A, CN106049211A, CN201610600185, CN201610600185.9
【发明人】谢婉丽, 郭倩怡, 杜蕾, 赵东安, 王勇
【申请人】西北大学