专利名称：滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及新型公路的路基路面结构，尤其是一种适用于用滨海地区资源较 为丰富的吹填砂和淤泥作为路床路基材料修筑的滨海地区浸水的高等级公路。
背景技术：
我国已经利用吹填砂的方法形成了大量的围海造陆工程，例如唐山曹妃甸将成为 目前世界上单体吹填面积最大的围海造地工程，到2020年曹妃甸工业区最终将靠围海吹 填形成方圆310平方公里的陆域。在上述围海造陆工程中公路建设是最为重要的基础设 施，其经济性、耐久性和实用性是制约整个地区发展的关键。目前围海造陆工程中许多公路 是在近海中修筑，路提浸泡在海水中。周围的自然条件对于公路的工程质量来说是一个严 酷的挑战，表现在以下几点海水的冲刷和潮位的涨落会对路提的稳定性和安全性产生重 大不利作用；大量高含水量、高孔隙比、高含盐量、高有机质、低固结度的路基土需要处理； 侵蚀性氯盐和硫酸盐等成分会对公路及附属物的耐久性造成显著危害；沿途筑路材料的缺 乏又会显著增加工程成本和周期。因此解决上述关键问题，对于实现公路的高质量、高耐久 性、高速度、低成本具有重要意义。在上述公路建设工程中，路床路基材料一般采用外运的山皮石或山皮土进行置换 和填充，虽然可以大大提高路基的稳定性和耐腐蚀能力，但是由于滨海地区的山皮石或山 皮土资源匮乏，需要从很远的山区运来，因此成本高、周期长，不能满足工程使用要求。因此 也有工程中就地取材，使用大量的吹填砂作为路基填料，但其路用工程特性受海水影响较 大，稳定性较差，因此，进行科学合理的滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构设计， 对于该种新型的公路结构的设计、施工和长期运营安全性具有重要意义和价值。
发明内容
本发明提供了一种造价低、施工方便、能够大量利用滨海地区吹填砂和淤泥资源 的新型高等级公路结构形式，该公路适用于在浅海中吹砂填筑路基。滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构，包括袋装砂围堰1、围堰外部的防渗 保护层8、围堰内部的吹填砂3、吹填砂中的桩基础2、山皮石层4、水泥稳定碎石层6和浙青 混凝土层7，其特征在于山皮石层4和水泥稳定碎石层6之间铺设固化泥砂层；且山皮石 层厚度为20 80cm，山皮石层顶部铺设40 80cm厚固化泥砂层，固化泥砂层上面为30 60cm水泥稳定碎石层，这三层的总厚度为100 160cm。所述固化泥砂层是由吹填砂混合海边淤泥并加入专用无机类固化剂组成，其中 吹填砂与海边淤泥按质量比为3/7 4/6混合，专用无机类固化剂与泥砂混合物的质量比 为1/20 1/10 ；吹填砂，为天然状态，最大粒径小于0. 5mm，含泥量按质量百分比计小于 10%;海边淤泥，自然状态，高含水量，介于50 70%之间，液限40 45%，塑限10 15%， 属于流塑状态；所述百分比均按质量百分比计。本发明专利设计的路基路面结构形式整体方案是第一步采用袋装砂围堰护提，围堰外部采用防渗土工布、模袋混凝土和提脚石护坡；第二步在围堰内部用吹填砂填筑； 第三步在吹填砂中打碎石桩或高压旋喷桩等桩基础进行加固；第四步桩基础加固吹填砂的 上部压实平整后铺设土工格栅；第五步土工格栅上铺设20 80cm厚山皮石；第六步山皮 石压实后上面铺设40 80cm厚固化剂处理的吹填砂和淤泥固化层；第七步固化泥砂层上 铺30 60cm厚的水泥稳定碎石层；第八步水泥稳定碎石层上面铺设符合设计要求的浙青 混凝土层。路基路面结构整体形式如图1所示。本发明的优点是1)可以大量利用滨海地区丰富的吹填砂和淤泥作为路床和路 基修筑材料，大量替代需要长途运输的、成本较高的山皮石，降低工程造价并且提高综合路 用性能。2)可以替代部分水泥稳定碎石，使筑路工程直接投资减少20% 40%。
图1路基路面结构整体形式1-袋装砂围堰；2-桩基础；3-吹填砂；4-山皮石层；5-固化泥砂层；6-水泥稳定碎石层；7-浙青混凝土层；8-防渗保护层
具体实施例方式具体技术特征如下1.由袋装砂围堰1、围堰外部的防渗保护层8、围堰内部的吹填砂3、吹填砂中的桩 基础2、山皮石层4、固化泥砂层5、水泥稳定碎石层6和浙青混凝土层7构成。2.袋装砂围堰1修筑在路床两侧，围堰外部采用防渗土工布、模袋混凝土和提脚 石护坡等防水防潮措施8。3.围堰高度标为下路床顶面；围堰内部采用吹填砂3，吹填砂要求最大粒径小于 0. 5mm，含泥量不大于10%，吹填砂高度压实沉降后与围堰高度相等或不低于围堰高度0.5 米。4.吹填砂压实后进行桩基础2施工，桩基础深度要求穿透吹填砂达到海床底部的 承力层。5. 土工格栅上面铺厚度为20 80cm山皮石层4，山皮石顶层铺设40 80cm厚 固化泥砂层5，其中吹填砂与淤泥按质量比为3/7 4/6混合，固化剂与泥砂混合物的质量 比为1/20 1/10。固化剂可以选用专用无机类固化剂，要求固化土的7天无侧限抗压强度 要大于1. OMPa0铺设过程中每20 30cm固化泥砂为一层，分层压实，每层的压实度要大于 96 %，弯沉值要求小于90 (0. Olmm)。6.山皮石层、固化泥砂层和水泥稳定碎石层总厚度为100 160cm。7.固化泥砂层上面铺设水泥稳定碎石层6和浙青混合料层7，其厚度和其它物理 力学性能满足设计要求即可。1.路基层土工格栅上面铺厚度为30cm山皮石层，山皮石顶部铺设60cm固化泥砂 层，再上面为40cm水泥稳定碎石层。其中固化泥砂层，泥砂混合比例为3 7，固化剂选用 北京光彩横溢科技有限公司生产的特赛特固化剂，掺量为6% (固化剂与泥砂混合物质量 比)，固化泥砂层铺设过程中每20厘米松铺一层后压实，分3层铺设。验收结果表明固 化泥砂层的7天无侧限抗压强度为1.710^，压实度分别97%，98%，98% .路面弯沉值为
488(0. Olmm)，现场承载比为40%，回弹模量为820MPa，均远远满足高速公路规范要求。2.路基层土工格栅上面铺厚度为20cm山皮石层，山皮石顶部铺设80cm固化泥 砂层，再上面为60cm水泥稳定碎石层。其中固化泥砂层，泥砂混合比例为4 6，固化剂 选用HAS型固土剂，掺量为5% (固化剂与泥砂混合物质量比)，固化泥砂层铺设过程中每 20厘米松铺一层后压实，分4层铺设，验收结果表明固化泥砂层的7天无侧限抗压强度 为1.9MPa，压实度分别97%，97%，98%，98%。路面弯沉值为83 (0. Olmm)，现场承载比为 38%，回弹模量为790MPa，均远远满足高速公路规范要求。3.路基层土工格栅上面铺厚度为60cm山皮石层，山皮石顶部铺设50cm固化泥砂 层，再上面为50cm水泥稳定碎石层。其中固化泥砂层，泥砂混合比例为4 6，固化剂选用 HS型土体固化剂，掺量为8% (固化剂与泥砂混合物质量比)，固化泥砂层铺设过程中每 25厘米松铺一层后压实，分2层铺设，验收结果表明固化泥砂层的7天无侧限抗压强度为 1. 6MPa，压实度分别97%，98%。路面弯沉值为86(0. Olmm)，现场承载比为42%，回弹模量 为1025MPa，均远远满足高速公路规范要求。4.路基层土工格栅上面铺厚度为80cm山皮石层，山皮石顶部铺设40cm固化泥砂 层，再上面为30cm水泥稳定碎石层。其中固化泥砂层，泥砂混合比例为5 5，固化剂选用 交通部公路科学研究所研制的新型复合粘土固化剂-NCS固化剂，掺量为10% (固化剂与泥 砂混合物质量比)，固化泥砂层铺设过程中每20厘米松铺一层后压实，分2层铺设，验收结 果表明固化泥砂层的7天无侧限抗压强度为1.3MPa，压实度分别98%，98%。路面弯沉值 为80(0. Olmm)，现场承载比为36%，回弹模量为806MPa，均远远满足高速公路规范要求。5.路基层土工格栅上面铺厚度为30cm山皮石层，山皮石顶部铺设40cm固化泥砂 层，再上面为30cm水泥稳定碎石层。其中固化泥砂层，泥砂混合比例为4 6，固化剂选用 北京奥特赛特固化剂，掺量为7% (固化剂与泥砂混合物质量比)，固化泥砂层铺设过程中 每20厘米松铺一层后压实，分2层铺设，验收结果表明固化泥砂层的7天无侧限抗压强度 为1. 2MPa，压实度分别99%，98%。路面弯沉值为85(0. Olmm)，现场承载比为35%，回弹模 量为800MPa，均远远满足高速公路规范要求。
权利要求
滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构，包括袋装砂围堰(1)、围堰外部的防渗保护层(8)、围堰内部的吹填砂(3)、吹填砂中的桩基础(2)、山皮石层(4)、水泥稳定碎石层(6)和沥青混凝土层(7)，其特征在于山皮石层(4)和水泥稳定碎石层(6)之间铺设固化泥砂层；且山皮石层厚度为20～80cm，山皮石层顶部铺设40～80cm厚固化泥砂层，固化泥砂层上面为30～60cm水泥稳定碎石层，这三层的总厚度为100～160cm。
2.根据权利要求1所述的滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构，其特征在于所 述固化泥砂层是由吹填砂混合海边淤泥并加入专用无机类固化剂组成，其中吹填砂与海 边淤泥按质量比为3/7 4/6混合，专用无机类固化剂与泥砂混合物的质量比为1/20 1/10 ；吹填砂，为天然状态，最大粒径小于0. 5mm，含泥量按质量百分比计小于10% ；海边淤 泥，自然状态，含水量介于50 70%之间，液限40 45%，塑限10 15%，属于流塑状态； 所述百分比均按质量百分比计。
全文摘要
滨海地区浸水吹填砂路基的高等级公路结构涉及新型公路的路基路面结构。该公路结构包括袋装砂围堰(1)、围堰外部的防渗保护层(8)、围堰内部的吹填砂(3)、吹填砂中的桩基础(2)、山皮石层(4)、水泥稳定碎石层(6)和沥青混凝土层(7)，其特征在于山皮石层(4)和水泥稳定碎石层(6)之间铺设固化泥砂层；且山皮石层厚度为20～80cm，山皮石层顶部铺设40～80cm厚固化泥砂层，固化泥砂层上面为30～60cm水泥稳定碎石层，这三层的总厚度为100～160cm。本发明可以大量利用滨海地区丰富的吹填砂和淤泥作为路床和路基修筑材料，大量替代需要长途运输的、成本较高的山皮石，降低工程造价并且提高综合路用性能；可替代部分水泥稳定碎石，使筑路工程直接投资减少20％～40％。
文档编号E01C3/00GK101967785SQ201010285990
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者丁峰, 何亚楼, 崔树国, 张务民, 李庆国, 柳永年, 潘凤文, 王立伟, 聂宁, 葛新春, 赵百杰, 韩金华 申请人:唐山市滨海大道建设指挥部