專(zhuān)利名稱(chēng)：濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及新型公路的路基路面結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于用濱海地區(qū)資源較 為豐富的吹填砂和淤泥作為路床路基材料修筑的濱海地區(qū)浸水的高等級(jí)公路。
背景技術(shù)：
我國(guó)已經(jīng)利用吹填砂的方法形成了大量的圍海造陸工程，例如唐山曹妃甸將成為 目前世界上單體吹填面積最大的圍海造地工程，到2020年曹妃甸工業(yè)區(qū)最終將靠圍海吹 填形成方圓310平方公里的陸域。在上述圍海造陸工程中公路建設(shè)是最為重要的基礎(chǔ)設(shè) 施，其經(jīng)濟(jì)性、耐久性和實(shí)用性是制約整個(gè)地區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵。目前圍海造陸工程中許多公路 是在近海中修筑，路提浸泡在海水中。周?chē)淖匀粭l件對(duì)于公路的工程質(zhì)量來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán) 酷的挑戰(zhàn)，表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)海水的沖刷和潮位的漲落會(huì)對(duì)路提的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生重 大不利作用；大量高含水量、高孔隙比、高含鹽量、高有機(jī)質(zhì)、低固結(jié)度的路基土需要處理； 侵蝕性氯鹽和硫酸鹽等成分會(huì)對(duì)公路及附屬物的耐久性造成顯著危害；沿途筑路材料的缺 乏又會(huì)顯著增加工程成本和周期。因此解決上述關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)于實(shí)現(xiàn)公路的高質(zhì)量、高耐久 性、高速度、低成本具有重要意義。在上述公路建設(shè)工程中，路床路基材料一般采用外運(yùn)的山皮石或山皮土進(jìn)行置換 和填充，雖然可以大大提高路基的穩(wěn)定性和耐腐蝕能力，但是由于濱海地區(qū)的山皮石或山 皮土資源匱乏，需要從很遠(yuǎn)的山區(qū)運(yùn)來(lái)，因此成本高、周期長(zhǎng)，不能滿足工程使用要求。因此 也有工程中就地取材，使用大量的吹填砂作為路基填料，但其路用工程特性受海水影響較 大，穩(wěn)定性較差，因此，進(jìn)行科學(xué)合理的濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 對(duì)于該種新型的公路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)安全性具有重要意義和價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種造價(jià)低、施工方便、能夠大量利用濱海地區(qū)吹填砂和淤泥資源 的新型高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)形式，該公路適用于在淺海中吹砂填筑路基。濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)，包括袋裝砂圍堰1、圍堰外部的防滲 保護(hù)層8、圍堰內(nèi)部的吹填砂3、吹填砂中的樁基礎(chǔ)2、山皮石層4、水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青 混凝土層7，其特征在于山皮石層4和水泥穩(wěn)定碎石層6之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石 層厚度為20 80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40 80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30 60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100 160cm。所述固化泥砂層是由吹填砂混合海邊淤泥并加入專(zhuān)用無(wú)機(jī)類(lèi)固化劑組成，其中 吹填砂與海邊淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，專(zhuān)用無(wú)機(jī)類(lèi)固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量比 為1/20 1/10 ；吹填砂，為天然狀態(tài)，最大粒徑小于0. 5mm，含泥量按質(zhì)量百分比計(jì)小于 10%;海邊淤泥，自然狀態(tài)，高含水量，介于50 70%之間，液限40 45%，塑限10 15%， 屬于流塑狀態(tài)；所述百分比均按質(zhì)量百分比計(jì)。本發(fā)明專(zhuān)利設(shè)計(jì)的路基路面結(jié)構(gòu)形式整體方案是第一步采用袋裝砂圍堰護(hù)提，圍堰外部采用防滲土工布、模袋混凝土和提腳石護(hù)坡；第二步在圍堰內(nèi)部用吹填砂填筑； 第三步在吹填砂中打碎石樁或高壓旋噴樁等樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固；第四步樁基礎(chǔ)加固吹填砂的 上部壓實(shí)平整后鋪設(shè)土工格柵；第五步土工格柵上鋪設(shè)20 80cm厚山皮石；第六步山皮 石壓實(shí)后上面鋪設(shè)40 80cm厚固化劑處理的吹填砂和淤泥固化層；第七步固化泥砂層上 鋪30 60cm厚的水泥穩(wěn)定碎石層；第八步水泥穩(wěn)定碎石層上面鋪設(shè)符合設(shè)計(jì)要求的浙青 混凝土層。路基路面結(jié)構(gòu)整體形式如圖1所示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)可以大量利用濱海地區(qū)豐富的吹填砂和淤泥作為路床和路 基修筑材料，大量替代需要長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)摹⒊杀据^高的山皮石，降低工程造價(jià)并且提高綜合路 用性能。2)可以替代部分水泥穩(wěn)定碎石，使筑路工程直接投資減少20% 40%。


圖1路基路面結(jié)構(gòu)整體形式1-袋裝砂圍堰；2-樁基礎(chǔ)；3-吹填砂；4-山皮石層；5-固化泥砂層；6-水泥穩(wěn)定碎石層；7-浙青混凝土層；8-防滲保護(hù)層
具體實(shí)施例方式具體技術(shù)特征如下1.由袋裝砂圍堰1、圍堰外部的防滲保護(hù)層8、圍堰內(nèi)部的吹填砂3、吹填砂中的樁 基礎(chǔ)2、山皮石層4、固化泥砂層5、水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青混凝土層7構(gòu)成。2.袋裝砂圍堰1修筑在路床兩側(cè)，圍堰外部采用防滲土工布、模袋混凝土和提腳 石護(hù)坡等防水防潮措施8。3.圍堰高度標(biāo)為下路床頂面；圍堰內(nèi)部采用吹填砂3，吹填砂要求最大粒徑小于 0. 5mm，含泥量不大于10%，吹填砂高度壓實(shí)沉降后與圍堰高度相等或不低于圍堰高度0.5 米。4.吹填砂壓實(shí)后進(jìn)行樁基礎(chǔ)2施工，樁基礎(chǔ)深度要求穿透吹填砂達(dá)到海床底部的 承力層。5. 土工格柵上面鋪厚度為20 80cm山皮石層4，山皮石頂層鋪設(shè)40 80cm厚 固化泥砂層5，其中吹填砂與淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量 比為1/20 1/10。固化劑可以選用專(zhuān)用無(wú)機(jī)類(lèi)固化劑，要求固化土的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 要大于1. OMPa0鋪設(shè)過(guò)程中每20 30cm固化泥砂為一層，分層壓實(shí)，每層的壓實(shí)度要大于 96 %，彎沉值要求小于90 (0. Olmm)。6.山皮石層、固化泥砂層和水泥穩(wěn)定碎石層總厚度為100 160cm。7.固化泥砂層上面鋪設(shè)水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青混合料層7，其厚度和其它物理 力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求即可。1.路基層土工格柵上面鋪厚度為30cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)60cm固化泥砂 層，再上面為40cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為3 7，固化劑選用 北京光彩橫溢科技有限公司生產(chǎn)的特賽特固化劑，摻量為6% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量 比)，固化泥砂層鋪設(shè)過(guò)程中每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分3層鋪設(shè)。驗(yàn)收結(jié)果表明固 化泥砂層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.710^，壓實(shí)度分別97%，98%，98% .路面彎沉值為
488(0. Olmm)，現(xiàn)場(chǎng)承載比為40%，回彈模量為820MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。2.路基層土工格柵上面鋪厚度為20cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)80cm固化泥 砂層，再上面為60cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑 選用HAS型固土劑，摻量為5% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過(guò)程中每 20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分4層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 為1.9MPa，壓實(shí)度分別97%，97%，98%，98%。路面彎沉值為83 (0. Olmm)，現(xiàn)場(chǎng)承載比為 38%，回彈模量為790MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。3.路基層土工格柵上面鋪厚度為60cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)50cm固化泥砂 層，再上面為50cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑選用 HS型土體固化劑，摻量為8% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過(guò)程中每 25厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 1. 6MPa，壓實(shí)度分別97%，98%。路面彎沉值為86(0. Olmm)，現(xiàn)場(chǎng)承載比為42%，回彈模量 為1025MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。4.路基層土工格柵上面鋪厚度為80cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)40cm固化泥砂 層，再上面為30cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為5 5，固化劑選用 交通部公路科學(xué)研究所研制的新型復(fù)合粘土固化劑-NCS固化劑，摻量為10% (固化劑與泥 砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過(guò)程中每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié) 果表明固化泥砂層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.3MPa，壓實(shí)度分別98%，98%。路面彎沉值 為80(0. Olmm)，現(xiàn)場(chǎng)承載比為36%，回彈模量為806MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。5.路基層土工格柵上面鋪厚度為30cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)40cm固化泥砂 層，再上面為30cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑選用 北京奧特賽特固化劑，摻量為7% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過(guò)程中 每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度 為1. 2MPa，壓實(shí)度分別99%，98%。路面彎沉值為85(0. Olmm)，現(xiàn)場(chǎng)承載比為35%，回彈模 量為800MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。
權(quán)利要求
濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)，包括袋裝砂圍堰(1)、圍堰外部的防滲保護(hù)層(8)、圍堰內(nèi)部的吹填砂(3)、吹填砂中的樁基礎(chǔ)(2)、山皮石層(4)、水泥穩(wěn)定碎石層(6)和瀝青混凝土層(7)，其特征在于山皮石層(4)和水泥穩(wěn)定碎石層(6)之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石層厚度為20～80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40～80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30～60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100～160cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述固化泥砂層是由吹填砂混合海邊淤泥并加入專(zhuān)用無(wú)機(jī)類(lèi)固化劑組成，其中吹填砂與海 邊淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，專(zhuān)用無(wú)機(jī)類(lèi)固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量比為1/20 1/10 ；吹填砂，為天然狀態(tài)，最大粒徑小于0. 5mm，含泥量按質(zhì)量百分比計(jì)小于10% ；海邊淤 泥，自然狀態(tài)，含水量介于50 70%之間，液限40 45%，塑限10 15%，屬于流塑狀態(tài)； 所述百分比均按質(zhì)量百分比計(jì)。
全文摘要
濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級(jí)公路結(jié)構(gòu)涉及新型公路的路基路面結(jié)構(gòu)。該公路結(jié)構(gòu)包括袋裝砂圍堰(1)、圍堰外部的防滲保護(hù)層(8)、圍堰內(nèi)部的吹填砂(3)、吹填砂中的樁基礎(chǔ)(2)、山皮石層(4)、水泥穩(wěn)定碎石層(6)和瀝青混凝土層(7)，其特征在于山皮石層(4)和水泥穩(wěn)定碎石層(6)之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石層厚度為20～80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40～80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30～60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100～160cm。本發(fā)明可以大量利用濱海地區(qū)豐富的吹填砂和淤泥作為路床和路基修筑材料，大量替代需要長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)?、成本較高的山皮石，降低工程造價(jià)并且提高綜合路用性能；可替代部分水泥穩(wěn)定碎石，使筑路工程直接投資減少20％～40％。
文檔編號(hào)E01C3/00GK101967785SQ201010285990
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者丁峰, 何亞樓, 崔樹(shù)國(guó), 張務(wù)民, 李慶國(guó), 柳永年, 潘鳳文, 王立偉, 聶寧, 葛新春, 趙百杰, 韓金華 申請(qǐng)人:唐山市濱海大道建設(shè)指揮部