一种冻土区路基结构及施工方法

本发明涉及道路工程，特别是涉及一种冻土区路基结构及施工方法。

背景技术：

1、在冻土区，为减小路面的结冰和冻胀的风险，提高路面的耐久性和使用寿命，减少路面温度的波动，道路路基中一般会设置隔热层。隔热层也可以在寒冷地区的道路上提高行车安全性，通过减少路面结冰和冻胀，可以减少车辆的打滑和侧滑现象，提高车辆的牵引力和稳定性。

2、如图1所示，现有的隔热层100多为水平布置，水平布置的隔热层100将路基分隔为上部路基200和下部路基300，由于下部路基300中的水分会因为环境温度升高等原因气化为变成水蒸气，气化后的水蒸气上升并汇集在隔热层100的下端，形成冷凝水，隔热层100下端的冷凝水无法及时排出，会使得下部路基300的土质软化，失去原有的承载力和稳定性，造成路基沉降变形，以致路基产生冻融破坏，严重危害路基安全。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：现有隔冻土区的路基中的隔热层下端的冷凝水无法排出，会导致下部路基的土质软化，危害路基安全。

2、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种冻土区路基结构，包括从下至上依次布置的下部路基、第一隔热层和上部路基，所述第一隔热层的中部低，且所述第一隔热层的两侧逐渐升高，所述下部路基的上端设有开口朝上的集水槽，所述集水槽的开口与所述第一隔热层最低处上下相对布置，所述下部路基中设有用于将所述集水槽中的水排出的排水管。

3、作为优选方案，所述第一隔热层的中部最低处设有上下布置的排水通道，所述排水通道的上端与所述上部路基连通，所述排水通道的下端与所述集水槽连通，所述排水通道中填充有透水材料，所述透水材料用于阻挡所述上部路基的基材通过所述排水通道。

4、作为优选方案，所述集水槽的开口上端的两侧均固定有用于阻挡所述下部路基位于所述集水槽外侧的基材受水流冲击塌陷的柱形透水件，各所述柱形透水件均平行于所述集水槽的长度方向布置。

5、作为优选方案，各所述柱形透水件均包括设有透水孔的半圆形管体和填充在所述半圆形管体中的透水材料，各所述半圆形管体的平面端均与所述第一隔热层的下端贴合，各所述半圆型管体的弧面端分别与所述集水槽的两侧的上端抵接。

6、作为优选方案，所述第一隔热层包括从下至上依次布置的第一防水土工布、聚氨酯泡沫层和第二防水土工布。

7、作为优选方案，所述下部路基、所述第一隔热层和所述上部路基形成路基本体，所述冻土区路基结构包括包覆在所述路基本体一侧的第二隔热层和包覆在所述路基本体另一侧的第三隔热层。

8、作为优选方案，所述第二隔热层的外侧包覆有第三防水土工布，所述第三隔热层的外侧包覆有第四防水土工布。

9、一种上述的冻土区路基结构的施工方法，包括以下步骤：

10、步骤s1、整平基底；

11、步骤s2、在所述基底上方施工下部路基，同步施工集水槽和排水管；

12、步骤s3、施工第一隔热层；

13、步骤s4、施工上部路基。

14、作为优选方案，所述步骤s2中,所述集水槽施工完毕后，还包括在所述集水槽的两侧上缘安装柱形透水件；

15、所述步骤s3中，施工所述第一隔热层包括

16、步骤s31、在所述下部路基的顶面、所述集水槽和所述柱形透水件的上方铺设第一防水土工布，将所述第一防水土工布的两侧锚固在所述下部路基的边坡上；

17、步骤s32、喷涂聚氨酯泡沫层；

18、步骤s33、在所述聚氨酯泡沫层上方铺设第二防水土工布，将所述第二防水土工布的两侧锚固在所述下部路基的边坡上。

19、作为优选方案，所述步骤s33之后包括：

20、步骤s34、在所述第一防水土工布、所述聚氨酯泡沫层和所述第二防水土工布位于所述集水槽上方的位置处钻设排水通道，在所述排水通道中填充透水材料。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、本发明的冻土区路基结构，包括从下至上依次布置的下部路基、第一隔热层和上部路基，第一隔热层的中部低，且第一隔热层的两侧逐渐升高，下部路基的上端设有开口朝上的集水槽，集水槽的开口与第一隔热层最低处上下相对布置，下部路基中设有用于将集水槽中的水排出的排水管；下部路基中的水分在第一隔热层的下端凝结后，因重力和吸附作用沿着第一隔热层的下端从两侧较高的位置处向中部交较低的位置处流动，最终汇集在第一隔热层的最低处并流入集水槽中，集水槽中的水通过排水管排出集水槽；因此，本发明的冻土区路基结构能够将第一隔热层下端的凝结水及时排出，避免了下部路基的土质软化，进而保证了路基的安全。

技术特征：

1.一种冻土区路基结构，其特征在于，包括从下至上依次布置的下部路基(300)、第一隔热层(1)和上部路基(200)，所述第一隔热层(1)的中部低，且所述第一隔热层(1)的两侧逐渐升高，所述下部路基(300)的上端设有开口朝上的集水槽(2)，所述集水槽(2)的开口与所述第一隔热层(1)最低处上下相对布置，所述下部路基(300)中设有用于将所述集水槽(2)中的水排出的排水管(3)。

2.根据权利要求1所述的冻土区路基结构，其特征在于，所述第一隔热层(1)的中部最低处设有上下布置的排水通道(4)，所述排水通道(4)的上端与所述上部路基(200)连通，所述排水通道(4)的下端与所述集水槽(2)连通，所述排水通道(4)中填充有透水材料，所述透水材料用于阻挡所述上部路基(200)的基材通过所述排水通道(4)。

3.根据权利要求1所述的冻土区路基结构，其特征在于，所述集水槽(2)的开口上端的两侧均固定有用于阻挡所述下部路基(300)位于所述集水槽(2)外侧的基材受水流冲击塌陷的柱形透水件(5)，各所述柱形透水件(5)均平行于所述集水槽(2)的长度方向布置。

4.根据权利要求3所述的冻土区路基结构，其特征在于，各所述柱形透水件(5)均包括设有透水孔的半圆形管体和填充在所述半圆形管体中的透水材料，各所述半圆形管体的平面端均与所述第一隔热层(1)的下端贴合，各所述半圆型管体的弧面端分别与所述集水槽(2)的两侧的上端抵接。

5.根据权利要求1所述的冻土区路基结构，其特征在于，所述第一隔热层(1)包括从下至上依次布置的第一防水土工布(11)、聚氨酯泡沫层(12)和第二防水土工布(13)。

6.根据权利要求1所述的冻土区路基结构，其特征在于，所述下部路基(300)、所述第一隔热层(1)和所述上部路基(200)形成路基本体，所述冻土区路基结构包括包覆在所述路基本体一侧的第二隔热层(6)和包覆在所述路基本体另一侧的第三隔热层(7)。

7.根据权利要求6所述的冻土区路基结构，其特征在于，所述第二隔热层(6)的外侧包覆有第三防水土工布(8)，所述第三隔热层(7)的外侧包覆有第四防水土工布(9)。

8.一种权利要求1至7任一项所述的冻土区路基结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的冻土区路基结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s2中,所述集水槽(2)施工完毕后，还包括在所述集水槽(2)的两侧上缘安装柱形透水件(5)；

10.根据权利要求9所述的冻土区路基结构的施工方法，其特征在于，所述步骤s33之后包括：

技术总结
本发明涉及道路工程技术领域，特别是涉及一种冻土区路基结构及施工方法，冻土区路基结构包括从下至上依次布置的下部路基、第一隔热层和上部路基，第一隔热层的中部低，且第一隔热层的两侧逐渐升高，下部路基的上端设有集水槽，集水槽的开口与第一隔热层最低处上下相对，下部路基中设有用于将集水槽中的水排出的排水管；下部路基中的水分在第一隔热层的下端凝结后，因重力和吸附作用沿着第一隔热层的下端从两侧较高的位置处向中部交较低的位置处流动，并流入集水槽中，集水槽中的水通过排水管排出集水槽；因此，本发明的冻土区路基结构能够将第一隔热层下端的凝结水及时排出，避免了下部路基的土质软化，进而保证了路基的安全。

技术研发人员：安治文,郭成超,王海波,王浩然,裴磊洋,秦磊
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15