一种盐岩道路结构及其施工方法与流程

本发明属于道路施工技术领域，特别涉及一种盐岩道路结构及其施工方法。

背景技术：

盐岩是一种由蒸发海水、湖泊或地下水作用沉淀而成矿物岩，其主要由钾、钠、钙、镁的卤化物及硫酸盐矿物组成。在我国罗布泊、察尔汗等干盐湖地区分布有大量的盐岩，若采用盐岩作为筑路材料，能够减少水、砂、砾石等传统筑路材料的使用量，对上述干盐湖地区的交通建设具有重大意义。

目前，现有的盐岩道路修筑方式，是在盐岩土基上铺设岩盐路基层，再在岩盐路基层上铺设路面层，岩盐道路整体具有承载力强、稳定牢固的特点。但是，在盐岩道路的运营过程中，岩盐路基受地下水盐迁移作用下容易发生反复结晶及盐渍化，造成了道路结构溶陷、拱胀等病害，影响了岩盐道路的使用质量和使用寿命。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种盐岩道路结构，其能够解决目前岩盐路基受地下水盐迁移作用下容易发生反复结晶及盐渍化，造成了道路结构溶陷、拱胀以及变形，影响了岩盐道路的质量和使用寿命的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盐岩道路结构，其包括：水平设置的道路主体，所述道路主体具有至少5层结构，所述5层结构由盐岩土基、阻盐隔水层、盐岩路基、防水层和路面层从下往上依次叠加形成，其中，所述阻盐隔水层为消石灰隔断层或撒布消石灰的土工织物隔断层，所述阻盐隔水层的消石灰撒布量为3kg/m²-6kg/m²。

本发明的有益效果是：

(1)本发明阻盐隔水层内撒布有适量的消石灰，消石灰中的ca²⁺与向上迁移水盐中的so4^2-进行反应使得向上迁移的硫酸盐产生沉淀，有利于阻隔so4^2-的向上迁移，同时消石灰配合土工织物材料能有效减少地表水及毛细水对盐岩路基的影响，防止出现溶陷、拱胀等病害，有效提高了道路结构的质量；

(2)本发明盐岩道路结构力学性能稳定，适应性好，原料来源广泛，确保道路在设计年限内的使用性能，提高经济效益。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括碎石结构层ⅰ和碎石结构层ⅱ，所述碎石结构层ⅰ位于所述盐岩土基与所述阻盐隔水层之间，所述碎石结构层ⅰ的厚度为10-30cm，所述碎石结构层ⅰ的石粒粒径为2.36mm-40mm；所述碎石结构层ⅱ位于所述阻盐隔水层与所述盐岩路基之间，所述碎石结构层ⅱ的厚度为10-30cm，所述碎石结构层ⅱ的石粒粒径为2.36mm-40mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置碎石结构层ⅰ和碎石结构层ⅱ，能够提高道路结构的整体承载性，同时进一步减少地下毛细水向上迁移，从而防止盐岩路基受到溶蚀。

进一步，所述道路主体的两侧还分别设置有边坡，所述边坡的坡脚处设置有带有蒸发台的边沟，所述蒸发台上固定设置有蒸发体，所述蒸发体下方设置有引水支撑管，所述引水支撑管的第一端与所述蒸发体底部固定连接，所述引水支撑管的第二端朝远离所述蒸发台的方向延伸，所述引水支撑管的内部填充有吸水填料，所述引水支撑管的第二端外壁上开设有若干贯穿所述引水支撑管的透水孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：

(1)引水支撑管通过吸水填料能够将地下潜水沿引水支撑管引向蒸发台和蒸发体迁移，进而降低路幅范围内的地下水位，有利于防止地下水盐向上迁移，这样，不仅能够实现对边沟集水的快速蒸发，还可以减少岩盐路基与地下水盐接触，有效提高了盐岩道路的质量；

(2)通过蒸发台、蒸发体、引水支撑管与阻盐隔水层的配合，能够对岩盐路基起到更全面和立体的防护，保护岩盐路基受到的侵蚀，延长道路的使用寿命。

进一步，所述蒸发体为贯通网格结构，所述蒸发体顶部呈弧形状。

采用上述进一步方案的有益效果是：蒸发体顶部呈弧形状，能够扩大与空气的接触面积，从而提高蒸发效果；蒸发体内部呈贯通网格结构能够确保迁移的地下水盐顺利达到表面，为蒸发奠定基础。

进一步，所述蒸发体表面涂覆有吸热材料层。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在蒸发体表面涂覆有吸热材料层能够提高蒸发体的吸热能力，从而加快蒸发进程，提高蒸发体对地下水盐的蒸发能力。

进一步，所述吸水填料为吸水无纺土工布或吸水海绵。

采用上述进一步方案的有益效果是：吸水填料来源广泛，方便易得，为地下水盐的迁移提供基础。

进一步，所述边沟还包括集水渠，所述集水渠的第一侧面与所述边坡的坡脚连接，所述集水渠的第二侧面顶部设有挡水埝，所述蒸发台位于所述集水渠与所述挡水埝之间，所述集水渠、所述蒸发台和所述挡水埝形成依次增高的多级台阶结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置边沟中的集水渠能够有效集水，蒸发台则能加速地下潜水蒸发，能够降低路幅范围内的地下水位，挡水埝可避免降雨时路幅外的地表水流入边沟中，总体上边沟的设置可有效降低不同来源的水分对盐岩道路结构的影响，从而保证道路质量。

另外，本发明还提供一种盐岩道路施工方法，其能够解决目前在干盐湖地区修筑道路成本高，病害多，道路适应性不高的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盐岩道路施工方法，其包括以下步骤：

s1.选择原始盐岩土基，其后对原始盐岩土基的地表层依次进行碾压破碎处理、喷洒饱和卤水处理及整平振动碾压处理，即得到盐岩土基；

s2.在步骤s1得到的盐岩土基上铺设阻盐隔水层，即得到道路结构ⅰ，其中，所述阻盐隔水层为消石灰隔断层或撒布消石灰的土工织物隔断层，所述阻盐隔水层的消石灰撒布量为3kg/m²-6kg/m²；

s3.在步骤s2得到的道路结构ⅰ上铺设由盐岩填料填筑成的盐岩路基，其后使所述盐岩路基依次经固化液a喷洒处理、饱和卤水浸润处理、饱和卤水喷洒处理、碾压处理，即得到道路结构ⅱ，其中，所述固化液a经消石灰处理并过滤的饱和卤水；

s4.在步骤s3得到的道路结构ⅱ上铺设防水层，即得到道路结构ⅲ；

s5.在步骤s4得到的道路结构ⅲ上铺设路面层，即得到盐岩道路。

采用上述进一步方案的有益效果是：

本发明的道路结构能够因地制宜、就地取材，充分利用干盐湖地区盐岩及饱和卤水进行道路填筑施工，有效降低施工成本；

(1)采用消石灰处理过的饱和卤水溶液可有效降低溶液中的so42-离子，减少填筑后盐岩路基由于硫酸盐吸水产生的拱胀；

(3)采用饱和卤水能够润湿盐岩填料颗粒，方便施工碾压，同时路基水分的蒸发能够提升路基力学性能，采用消石灰处理饱和卤水能减少饱和卤水中的可溶硫酸盐，避免盐岩路基产生盐胀病害；

(4)采用破碎后碾压原地表盐岩作为土基层填料，能够有效增大潜在向上迁移的水盐溶液的饱和度，提升路幅范围内的毛细水的饱和度，同时水盐隔断层的布设能够降低毛细水对盐岩道路各结构层的影响，提升盐岩路基整体稳定性。

进一步，所述步骤s2还包括，在铺设所述阻盐隔水层之前，在所述盐岩土基上铺设碎石结构层ⅰ，其后在所述碎石结构层ⅰ上铺设所述阻盐隔水层；在铺设所述阻盐隔水层之后，在所述阻盐隔水层上铺设碎石结构层ⅱ。

进一步，还包括步骤s6，所述步骤s6为在步骤s5得到的盐岩道路两侧修筑边坡，其后对所述边坡的表面喷洒防水固化剂，其后在所述边坡的坡脚处开挖修筑集水渠、蒸发台和挡水埝，同时在所述蒸发台上安装蒸发体、引水支撑管，其中，所述引水支撑管内填充有吸水填料；所述防水固化剂由质量比例为(2-4):100的原料a与饱和卤水混合而成，所述原料a为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基淀粉中的一种或几种，

采用上述进一步方案的有益效果是：边坡表面采取防水固化剂溶液进行处理能够减少地表降水渗入路基范围内，防止路基发生溶陷病害，同时其胶结作用能够削弱边坡盐岩潜在的拱胀作用。

附图说明

图1是本发明盐岩道路结构的结构示意图；

图2是本发明地下水位在地表向下1.5m范围内路段的盐岩道路结构层剖视示意图；

图3是本发明盐岩道路结构a-a处的放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、土基层ⅰ；2、潜水层；3、土基层；4、道路主体；5、盐岩土基；6、碎石结构层ⅰ；7、阻盐隔水层；8、碎石结构层ⅱ；9、盐岩路基；10、防水层；11、路面层；11-1、间断级配碎石基层；11-2、透层；11-3、沥青面层；12、边坡；13、边沟；13-1、集水渠；13-2、蒸发台；13-3、挡水埝；13-4、蒸发体；13-5、引水支撑管；13-6吸水填料。

具体实施方式

下面通过具体实施例和对比例对本发明做进一步的详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下述方式中的消石灰、饱和卤水、原料a、碎石、级配吸水填料均为为市场上通售的产品。

下面是结合附图1-3对本发明进一步说明：

方式一

本方式提供一种盐岩道路结构，结合图1至图3，其包括：水平设置的道路主体，所述道路主体具有至少5层结构，所述5层结构由盐岩土基、阻盐隔水层、盐岩路基、防水层和路面层从下往上依次叠加形成，其中，所述阻盐隔水层为消石灰隔断层或撒布消石灰的土工织物隔断层，所述阻盐隔水层的消石灰撒布量为3kg/m²-6kg/m²，所述阻盐隔水层的厚度大于等于30cm。

本方式能够解决目前岩盐路基受地下水盐迁移作用下容易发生反复结晶及盐渍化，造成了道路结构溶陷、拱胀以及变形，影响了岩盐道路的质量和使用寿命的问题。

本方式盐岩道路结构力学性能稳定，适应性好，原料来源广泛，确保道路在设计年限内的使用性能，提高经济效益；阻盐隔水层7内撒布有适量的消石灰，消石灰中的ca^2-与向上迁移水盐中的so4^2-进行反应使得向上迁移的硫酸盐产生沉淀，有利于阻隔so4^2-的向上迁移，同时消石灰配合土工织物材料能有效减少地表水及毛细水对盐岩路基9的影响，防止出现溶陷、拱胀等病害，有效提高了道路结构的质量。

其中，所述盐岩路基9由盐岩填料填筑而成，盐岩填料颗粒粒径为l,所述l满足：0<l<150mm。

这样，盐岩路基9能够有效增大潜在向上迁移的水盐溶液的饱和度，提升路幅范围内的毛细水的饱和度，同时水盐隔断层的布设能够降低毛细水对盐岩道路各结构层的影响，提升盐岩路基9整体稳定性。

其中，所述防水层10为土工织物防水层10。

这样，采用不透水的土工织物材料能有效减少地表水及毛细水对盐岩路基9的影响，避免路基出现溶蚀病害。

其中，所述路面层11包括间断级配碎石基层11-1、透层11-2和密级配沥青面层11-3，配碎石基层、透层11-2和密级配沥青面层11-3自下而上依次叠加。所述间断级配碎石基层11-1的厚度为15cm-30cm。级配的碎石通过不同筛孔的质量百分率范围如下：31.5mm的筛孔：94.5％-100％，26.6mm的筛孔：89.2％-94.6％，19mm的筛孔：72.6％-83.5％，16mm的筛孔：62.6％-76.3％，13.2mm的筛孔：53.7％-67.1％，9.5mm的筛孔：38.7％-45.7％，4.75mm的筛孔：34.6％-41.4％，2.36mm的筛孔：20.3％-28.2％，1.15的筛孔：13.2％-18.3％，0.6mm的筛孔：7.4％-11.5％，0.3mm的筛孔：5.2％-8.5％，0.15mm的筛孔：3.4％-6.5％，0.075mm的筛孔：1.8％-2.7％。

这样，采用间断级配碎石基层11-1及密级配沥青面层11-3，可使道路结构层较好适应重载车辆的通行，减少网裂、车辙等病害发生，同时能够避免地表水渗入道路结构中产生病害。

需要注意的是，本发明盐岩道路结构的形式是多种多样的，下面我们提供几种可选的方式。

方式二

本方式与方式一的区别在于，结合图1至图3，还包括碎石结构层ⅰ6和碎石结构层ⅱ8，所述碎石结构层ⅰ6位于所述盐岩土基5与所述阻盐隔水层7之间，所述碎石结构层ⅰ6的厚度为10-30cm，所述碎石结构层ⅰ6的石粒粒径为2.36mm-40mm；所述碎石结构层ⅱ8位于所述阻盐隔水层7与所述盐岩路基9之间，所述碎石结构层ⅱ8的厚度为10-30cm，所述碎石结构层ⅱ8的石粒粒径为2.36mm-40mm。

这样，通过设置碎石结构层ⅰ6和碎石结构层ⅱ8，能够提高道路结构的整体承载性，同时进一步减少地下毛细水向上迁移，从而防止盐岩路基9受到溶蚀。

方式三

本方式与方式一的区别在于，结合图1至图3，所述道路主体4的两侧还分别设置有边坡12，所述边坡12的坡脚处设置有带有蒸发台13-2的边沟13，所述蒸发台13-2上固定设置有蒸发体13-4，所述蒸发体13-4下方设置有引水支撑管13-5，所述引水支撑管13-5的第一端与所述蒸发体13-4底部固定连接，所述引水支撑管13-5的第二端朝远离所述蒸发台13-2的方向延伸，所述引水支撑管13-5的内部填充有吸水填料，所述引水支撑管13-5的第二端外壁上开设有若干贯穿所述引水支撑管13-5的透水孔。

这样，引水支撑管13-5通过吸水填料能够将地下潜水沿引水支撑管13-5引向蒸发台13-2和蒸发体13-4迁移，进而降低路幅范围内的地下水位，有利于防止地下水盐向上迁移，这样，不仅能够实现对边沟13集水的快速蒸发，还可以减少岩盐路基与地下水盐接触，有效提高了盐岩道路的质量。另外，通过蒸发台13-2、蒸发体13-4、引水支撑管13-5与阻盐隔水层7的配合，能够对岩盐路基起到更全面和立体的防护，保护岩盐路基受到的侵蚀，延长道路的使用寿命。

其中，所述蒸发体13-4为贯通网格结构，所述蒸发体13-4顶部呈弧形状。

这样，蒸发体13-4顶部呈弧形状，能够扩大与空气的接触面积，从而提高蒸发效果；蒸发体13-4内部呈贯通网格结构能够确保迁移的地下水盐顺利达到表面，为蒸发奠定基础。

其中，所述蒸发体13-4表面涂覆有吸热材料层。通过在蒸发体13-4表面涂覆有吸热材料层能够提高蒸发体13-4的吸热能力，从而加快蒸发进程，提高蒸发体13-4对地下水盐的蒸发能力。

其中，所述吸水填料为吸水无纺土工布或吸水海绵。吸水填料来源广泛，方便易得，为地下水盐的迁移提供基础。具体的，本方式的吸水填料为吸水无纺土工布。

方式四

本方式与方式一的区别在于，结合图1至图3，所述边沟13还包括集水渠13-1，所述集水渠13-1的第一侧面与所述边坡12的坡脚连接，所述集水渠13-1的第二侧面顶部设有挡水埝13-3，所述蒸发台13-2位于所述集水渠13-1与所述挡水埝13-3之间，所述集水渠13-1、所述蒸发台13-2和所述挡水埝13-3形成依次增高的多级台阶结构。

这样，通过设置边沟13中的集水渠13-1能够有效集水，蒸发台13-2则能加速地下潜水蒸发，能够降低路幅范围内的地下水位，挡水埝13-3可避免降雨时路幅外的地表水流入边沟13中，总体上边沟13的设置可有效降低不同来源的水分对盐岩道路结构的影响，从而保证道路质量。

方式五

另外，本方式还提供一种盐岩道路施工方法，其包括以下步骤：

s1.选择路幅范围内的原始盐岩土基，其后对原始盐岩土基的地表层进行碾压破碎，其后对经碾压破碎后的原始盐岩土基表面喷洒饱和卤水，待原始盐岩土基吸收饱和卤水完全，对经喷洒饱和卤水的原始盐岩土基表面进行整平及振动碾压，即得到盐岩土基；

s2.在步骤s1得到的盐岩土基上铺设厚度为30cm的碎石结构层ⅰ并对碎石结构层ⅰ进行压实处理，其后在碎石结构层ⅰ上消石灰撒布量为6kg/m²的撒布消石灰的土工织物隔断层，其后在所述撒布消石灰的土工织物隔断层上铺设厚度为10cm的碎石结构层ⅱ并对碎石结构层ⅱ进行压实处理，即得到道路结构ⅰ；

s3.在步骤s2得到的道路结构ⅰ上铺设由盐岩填料填筑成的盐岩路基，其后向盐岩路基表面喷洒固化液a，其后使用饱和卤水对经固化液a处理后的盐岩路基进行浸润，再向经浸润的盐岩路基喷洒饱和卤水并进行碾压，即得到道路结构ⅱ，其中所述固化液a为经消石灰处理并过滤的饱和卤水；

s4.在步骤s3得到的道路结构ⅱ上铺设防水层，即得到道路结构ⅲ；

s5.在步骤s4得到的道路结构ⅲ上铺设路面层，即得到盐岩道路主体；

s6.在步骤s5得到的盐岩道路主体两侧修筑边坡，其后对所述边坡的表面喷洒防水固化剂，使所述边坡表层形成一层固化薄膜，其后在所述边坡的坡脚处开挖修筑集水渠、蒸发台和挡水埝，同时在所述蒸发台上安装蒸发体、引水支撑管，即得到道路结构，其中，所述引水支撑管内填充有吸水无纺土工布；所述防水固化剂由质量比例为4:100的羧甲基纤维素与饱和卤水混合而成。

方式六

另外，本方式还提供一种盐岩道路施工方法，其包括以下步骤：

s1.选择路幅范围内的原始盐岩土基，其后对原始盐岩土基的地表层进行碾压破碎，其后对经碾压破碎后的原始盐岩土基表面喷洒饱和卤水，待原始盐岩土基吸收饱和卤水完全，对经喷洒饱和卤水的原始盐岩土基表面进行整平及振动碾压，即得到盐岩土基；

s2.在步骤s1得到的盐岩土基上铺设厚度为10cm的碎石结构层ⅰ并对碎石结构层ⅰ进行压实处理，其后在碎石结构层ⅰ上铺设消石灰撒布量为3kg/m²的撒布消石灰的土工织物隔断层，其后在所述撒布消石灰的土工织物隔断层上铺设厚度为30cm的碎石结构层ⅱ并对碎石结构层ⅱ进行压实处理，即得到道路结构ⅰ；

s3.在步骤s2得到的道路结构ⅰ上铺设由盐岩填料填筑成的盐岩路基，其后向盐岩路基表面喷洒固化液a，其后使用饱和卤水对经固化液a处理后的盐岩路基进行浸润，再向经浸润的盐岩路基喷洒饱和卤水并进行碾压，即得到道路结构ⅱ，其中所述固化液a为经消石灰处理并过滤的饱和卤水；

s4.在步骤s3得到的道路结构ⅱ上铺设防水层，即得到道路结构ⅲ；

s5.在步骤s4得到的道路结构ⅲ上铺设路面层，即得到盐岩道路主体；

s6.在步骤s5得到的盐岩道路主体两侧修筑边坡，其后对所述边坡的表面喷洒防水固化剂，使所述边坡表层形成一层固化薄膜，其后在所述边坡的坡脚处开挖修筑集水渠、蒸发台和挡水埝，同时在所述蒸发台上安装蒸发体、引水支撑管，即得到道路结构，其中，所述引水支撑管内填充有吸水海绵；所述防水固化剂由质量比例为4:100的羧甲基淀粉与饱和卤水混合而成。

方式七

另外，本方式还提供一种盐岩道路施工方法，其包括以下步骤：

s1.选择路幅范围内的原始盐岩土基，其后对原始盐岩土基的地表层进行碾压破碎，其后对经碾压破碎后的原始盐岩土基表面喷洒饱和卤水，待原始盐岩土基吸收饱和卤水完全，对经喷洒饱和卤水的原始盐岩土基表面进行整平及振动碾压，即得到盐岩土基；

s2.在步骤s1得到的盐岩土基上铺设厚度为20cm的碎石结构层ⅰ并对碎石结构层ⅰ进行压实处理，其后在碎石结构层ⅰ上铺设消石灰撒布量为4kg/m²的消石灰隔断层，其后在所述消石灰隔断层上铺设厚度为20cm的碎石结构层ⅱ并对碎石结构层ⅱ进行压实处理，即得到道路结构ⅰ；

s3.在步骤s2得到的道路结构ⅰ上铺设由盐岩填料填筑成的盐岩路基，其后向盐岩路基表面喷洒经固化液a，其后使用饱和卤水对经固化液a处理后的盐岩路基进行浸润，再向经浸润的盐岩路基喷洒饱和卤水并进行碾压，即得到道路结构ⅱ，其中所述固化液a为经消石灰处理并过滤的饱和卤水；

s4.在步骤s3得到的道路结构ⅱ上铺设防水层，即得到道路结构ⅲ；

s5.在步骤s4得到的道路结构ⅲ上铺设路面层，即得到盐岩道路主体；

s6.在步骤s5得到的盐岩道路主体两侧修筑边坡，其后对所述边坡的表面喷洒防水固化剂，使所述边坡表层形成一层固化薄膜，其后在所述边坡的坡脚处开挖修筑集水渠、蒸发台和挡水埝，同时在所述蒸发台上安装蒸发体、引水支撑管，即得到道路结构，其中，所述引水支撑管内填充有吸水无纺土工布；所述防水固化剂由质量比例为2:100的羟丙基甲基纤维素与饱和卤水混合而成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。