一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，本發(fā)明采用路基雙隔離層的方法，其中下隔離層用于隔離道路多年最大凍深下的毛細(xì)水并最大限度地減少路基土體聚冰量，同時上隔離層用于隔離路床頂面的路面滲水并橫向排水，兩者綜合作用以期達(dá)到路基長期穩(wěn)定的目的。采用雙隔離層技術(shù)可更加有效地保證路基水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性，從而彌補我國寒冷地區(qū)公路設(shè)計中的不足。
【專利說明】一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及的是一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]我國凍土分布廣闊，多年凍土區(qū)面積215萬平方公里，季節(jié)凍土區(qū)是513.7萬平方公里，兩者之和約占國土面積的75%。我國北方大部分地區(qū)屬季節(jié)性冰凍地區(qū)，冬季，隨著大氣溫度的下降，在地-氣的熱交換過程中，土體溫度降到土中孔隙水的結(jié)晶點時，土體便發(fā)生凍結(jié)，土中孔隙水及來自外界水源的遷移水將會出現(xiàn)冰晶體。在負(fù)溫差影響下，水分向上移動形成聚冰層。在有水源補給的條件下，聚冰層不斷加厚，導(dǎo)致土體體積膨脹，產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形，即凍脹現(xiàn)象。它將會引起路基穩(wěn)定性減弱，甚至路面變形開裂。到了春季，隨著氣溫的上升，凍結(jié)后的土體從上層開始融化，但凍土層的下層尚未溶解，水分無法下滲，使土體含水量增大、強度降低，這時，常常發(fā)生路基沉陷及道路翻漿等融沉現(xiàn)象，影響行車安全?？傊?，無論是凍結(jié)還是融化，都將造成路面平整度的劣化，路基強度的破壞，嚴(yán)重威脅著工程建筑物的安全與穩(wěn)定，給公路尤其是高速公路的正常運行造成了安全隱患，其破壞后的治理也需要花費巨大的精力和財力。
[0003]路基病害具有隱蔽性、潛伏性，這是由路基在路面結(jié)構(gòu)中所處的特殊位置所決定的。路基作為路面的基礎(chǔ)要求具有足夠的強(剛)度和穩(wěn)定性。對于季凍區(qū)凍土，每年都要經(jīng)歷反復(fù)的凍融，對路基的強度及穩(wěn)定性都有嚴(yán)重的影響，因此路基凍害發(fā)生率較多年凍土區(qū)更高。路基強度是路面設(shè)計的依據(jù)，也是決定路面承載能力和結(jié)構(gòu)整體性的主要因素，對于浙青路面，70%?95%的彎沉取決于路基，而路基竣工后產(chǎn)生的不均勻沉降會直接引起路面平整度的迅速衰減和路面結(jié)構(gòu)的破壞，這正是長期以來我國公路早期損害普遍、嚴(yán)重，公路使用壽命偏短的重要原因之一。
[0004]水分遷移是產(chǎn)生凍脹的直接因素，面對來自路面、路基與路面間(部分公路)、邊坡、地表長期積水以及地下水等的水的威脅和冰凍的威脅，我們往往缺乏有效的保障措施，一些路基的強度衰減迅速，一些邊坡滑塌較重，并進(jìn)一步造成路面早期損壞嚴(yán)重。對于季凍區(qū)公路而言，路基潮濕狀態(tài)是決定路面承載能力的主要因素，是路基強度設(shè)計取值、路面結(jié)構(gòu)類型選擇的重要依據(jù)。它是由其所處的環(huán)境決定的，如夏秋季的降水與蒸發(fā)，冬季的溫度及其梯度，凍融與凍脹作用，尤其是凍前地下水和地表長期積水等。在路基土的濕度、溫度、土質(zhì)三者當(dāng)中，濕度的變化是路基強度變化的主因。研究路基冰凍穩(wěn)定技術(shù)，維持其濕度穩(wěn)定是如提，這對于保障季凍區(qū)路基冰凍穩(wěn)定，控制路基不均勻變形，提聞路基耐久性尤為重要。
[0005]為了限制凍土的水分遷移，保障路基的冰凍穩(wěn)定性，我國現(xiàn)行規(guī)范中采用路基臨界高度和最小填土高度控制路基干濕狀態(tài)，以防凍層厚度指標(biāo)控制設(shè)計，此外，《公路浙青路面設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，路基處于下列狀況的路段應(yīng)設(shè)置墊層:①地下水位高，排水不良，路基經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)的路段；②排水不良的土質(zhì)路塹有裂隙水、泉眼等不良的巖石挖方路段；③季節(jié)性冰凍地區(qū)可能產(chǎn)生凍脹的中濕、潮濕路段；④基層可能受污染的路段。也就是說，受地下水以及季凍區(qū)氣候因素影響下的中濕、潮濕路段都應(yīng)設(shè)墊層。墊層應(yīng)具有一定的強度和較好的水穩(wěn)定性，在冰凍地區(qū)尚需具有較好的抗凍性。
[0006]但是實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)存在以下問題:
[0007]1.墊層的設(shè)置雖然能降低地下水向路面結(jié)構(gòu)內(nèi)傳送的可能，但是路基內(nèi)仍然會有含水量的明顯增加，加之最大凍深一般超過了墊層的深度，在綜合凍融的影響下，造成路面基礎(chǔ)的軟化和不均勻，造成大量病害的發(fā)生。
[0008]2.目前墊層多采用粒料類，例如砂礫或碎石，直接攤鋪在路基上，在含水量增加和行車自重作用下，造成路基土對砂礫墊層的污染，最終結(jié)果形成了類似于泥結(jié)碎石的結(jié)構(gòu)，這嚴(yán)重降低了墊層作用的發(fā)揮。
[0009]3.目前我國公路基層多采用半剛性基層，該結(jié)構(gòu)在強度形成過程中不可避免的會發(fā)生干縮和溫縮開裂，最終以反射裂縫的形式發(fā)展到路表面，這將提供降水下滲的途徑。也就是說，有可能存在部分表層水滲入路基的可能性，而現(xiàn)有的砂礫墊層并無法阻止該部分水滲入路基。
[0010]所以，有必要從上部防水，下部阻水兩方面強化對路基含水量的控制，已保證路面使用性能和壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法。
[0012]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0013]一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括步驟:
[0014](I)路床頂面設(shè)置上隔離層；
[0015](2)路床下多年最大凍深處設(shè)置下隔離層。
[0016]進(jìn)一步的，所述的步驟(I)中，采用乳化浙青稀漿封層；做成兩側(cè)不小于0.5%的向外縱坡。
[0017]進(jìn)一步的,所述的步驟(2)中,采用天然砂碌或級配砂碌,厚度為150-200mm,砂石樂層上下面均需覆蓋土工布；砂礫中通過0.075mm篩孔顆粒含量不大于5%;砂礫下層路基土壓實度不少于90% ;砂礫層壓實度不少于96% ;下隔離層底面至道路表面深度需不小于道路多年最大凍深。
[0018]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)，有如下的有益效果:本發(fā)明采用路基雙隔離層的方法，其中下隔離層用于隔離道路多年最大凍深下的毛細(xì)水并最大限度地減少路基土體聚冰量，同時上隔離層用于隔離路床頂面的路面滲水并橫向排水，兩者綜合作用以期達(dá)到路基長期穩(wěn)定的目的。采用雙隔離層技術(shù)可更加有效地保證路基水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性，從而彌補我國寒冷地區(qū)公路設(shè)計中的不足。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]圖1是雙隔離層示意圖。
【具體實施方式】:[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0021]圖1是雙隔離層示意圖。一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，包括步驟:
[0022](I)路床頂面設(shè)置上隔離層；
[0023](2)路床下多年最大凍深處設(shè)置下隔離層。
[0024]進(jìn)一步的，所述的步驟(I)中，采用乳化浙青稀漿封層；做成兩側(cè)不小于0.5%的向外縱坡。
[0025]進(jìn)一步的，所述的步驟⑵中，采用天然砂碌或級配砂碌，厚度為150-200mm,砂石樂層上下面均需覆蓋土工布；砂礫中通過0.075mm篩孔顆粒含量不大于5%;砂礫下層路基土壓實度不少于90% ;砂礫層壓實度不少于96% ;下隔離層底面至道路表面深度需不小于道路多年最大凍深。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括步驟: (1)路床頂面設(shè)置上隔離層； (2)路床下多年最大凍深處設(shè)置下隔離層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述的步驟(I)中， 采用乳化浙青稀漿封層； 做成兩側(cè)不小于0.5%的向外縱坡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高季凍區(qū)公路路基冰凍穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中， 采用天然砂碌或級配砂碌，厚度為150-200mm,砂碌層上下面均需覆蓋土工布； 砂石樂中通過0.075mm篩孔顆粒含量不大于5% ； 砂礫下層路基土壓實度不少于90% ； 砂石樂層壓實度不少于96% ； 下隔離層底面至道路表面深度需不小于道路多年最大凍深。
【文檔編號】E01C3/06GK103966934SQ201410181848
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】魏建國, 李平, 方薇, 高新文, 丁吉喜, 鄭瑞紅, 白愛明, 郭香紅, 劉庭 申請人:長沙理工大學(xué)