一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基及其構(gòu)筑方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基及其構(gòu)筑方法。所述路基從上至下依次由玻璃纖維加筋灰土改良黃土層、灰土改良黃土層、壓實黃土層組成。所述玻璃纖維加筋灰土改良黃土層為兩層鋼塑土工格柵與玻璃纖維加筋灰土改良黃土相結(jié)合的復(fù)合地基，所述灰土改良黃土層由灰土改良黃土形成。本發(fā)明能夠消除黃土鐵路路基濕陷和振陷，同時能夠明顯地改善黃土鐵路路基的抗壓、抗剪、抗振強度，明顯提高其路基后期強度，同時施工簡單，造價相對低廉。
【專利說明】
一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基及其構(gòu)筑方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鐵路路基加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基及其構(gòu)筑方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著西部大開發(fā)的快速進(jìn)展，在黃土廣泛分布的西北地區(qū)，交通建設(shè)發(fā)展顯著，其中作為連接各個城市的交通樞紐一一鐵路在西北地區(qū)的交通建設(shè)中占據(jù)著尤為重要的地位。而在黃土地區(qū)，由于黃土的特殊性質(zhì)，鐵路筑路過程中不可避免的會面臨黃土濕陷和振陷性破壞的難題。
[0003]隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展需要，鐵路列車的安全運行對線路平順度的要求在不斷提尚，尤其是尚速鐵路必須具備尚平順性、尚穩(wěn)定性、尚精度、小殘變、少維修等特點。而對于濕陷性黃土區(qū)的鐵路建設(shè)，無論設(shè)計還是施工，稍有不慎，就會造成巨大損失。其主要原因是由于黃土在水的作用下產(chǎn)生濕陷而造成路基強度和穩(wěn)定性的破壞。其次列車的長期振動使黃土路基密度增大，孔隙減小，產(chǎn)生沉陷，路基最終出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，造成鐵路運tx事故。由此可見，黃土路基的強度和穩(wěn)定性是保證鐵路路基穩(wěn)定的基礎(chǔ)，提尚黃土路基抗壓、抗剪和抗振的性能是目前于黃土地區(qū)建設(shè)鐵路的急需解決的關(guān)鍵問題。
[0004]現(xiàn)今鐵路路基處理技術(shù)領(lǐng)域中廣泛采用加筋土對路基進(jìn)行加固處理，以解決天然路基承載力不足或變形量過大的問題，防止工程后期路基不均勻沉降對高速鐵路運行帶來的不利影響。但是現(xiàn)今的加筋材料多單純依靠鋼筋、土工格柵等帶狀或網(wǎng)狀筋條以提高鐵路路基承載力及抗振陷能力，但實際上這些加筋材料缺乏韌性，難以有效控制路基豎向變形，并且造成施工造價的大幅提尚。
[0005]因此，如何經(jīng)濟合理的在滿足路基加固及消除黃土濕陷的基礎(chǔ)上，消除由于機車振動引起的黃土路基振陷，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基及其構(gòu)筑方法，以用于消除黃土鐵路路基濕陷和振陷。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0008]—種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，所述路基從上至下依次由玻璃纖維加筋灰土改良黃土層、灰土改良黃土層、壓實黃土層組成。
[0009]進(jìn)一步，所述玻璃纖維加筋灰土改良黃土層為兩層鋼塑土工格柵與玻璃纖維加筋灰土改良黃土相結(jié)合的復(fù)合地基，所述灰土改良黃土層由灰土改良黃土形成。
[0010]進(jìn)一步，所述玻璃纖維加筋灰土改良黃土由玻璃纖維、石灰和黃土按照質(zhì)量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纖維作為加筋材料均勾摻入石灰和黃土中；所述灰土改良黃土中石灰占黃土重量的6% ;所述黃土為西北地區(qū)Q3或Q2黃土。
[0011 ]進(jìn)一步，所述玻璃纖維采用直徑為I Ιμπι，長度為20mm，密度為2.5g/cm3，抗拉強度為1.25GPa的無堿玻璃纖維絲。
[0012]進(jìn)一步，所述灰土改良黃土層的壓實系數(shù)大于或等于0.93。
[0013]進(jìn)一步，所述壓實黃土層中壓實黃土的壓實系數(shù)大于或等于0.93。
[0014]本發(fā)明還提供上述的鐵路玻璃纖維加筋黃土路基的構(gòu)筑方法，包括如下步驟:
[0015]步驟1、施工前準(zhǔn)備及場地平整；
[0016]步驟2、壓實黃土層:對路基黃土進(jìn)行整平夯實，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)彳丁處理；
[0017]步驟3、灰土改良黃土層的鋪設(shè):將黃土和石灰按照100:6的重量比經(jīng)拌和機加水進(jìn)行拌合，運至路基處，進(jìn)行填筑、壓實作業(yè);底部兩層分層填筑壓實厚度為25cm，其余各層分層填筑壓實厚度為15-18cm，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)行處理；
[0018]步驟4、玻璃纖維加筋灰土改良黃土層的鋪設(shè):將玻璃纖維、石灰和黃土以0.5:6:100的重量比加水經(jīng)拌和機進(jìn)行拌合，運至路基處，進(jìn)行平整、攤鋪、壓實等施工作業(yè)，從基床表層頂面起，分層填筑玻璃纖維加筋灰土改良黃土層，底部兩層壓實填筑厚度為25cm，其余各層壓實填筑厚度為15_18cm;
[0019]步驟5、路基基床頂面的鋪設(shè)及軌道的布設(shè)。
[0020]進(jìn)一步，所述該地黃土最優(yōu)含水率即為指該地黃土達(dá)到最大干密度時最合適的含水量，在該含水量下可達(dá)到最佳的擊實效果，拌合后的含水率與最優(yōu)含水率差異應(yīng)控制在-2%?+2%之間。
[0021 ]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0022]本發(fā)明采用玻璃纖維加筋灰土改良黃土與雙向土工格柵相結(jié)合組成復(fù)合加筋路基的方式用以消除黃土鐵路路基濕陷和振陷。黃土由于其大空隙、垂直節(jié)理發(fā)育，遇水敏感性導(dǎo)致大量黃土路基工程發(fā)生不均勻沉降或?qū)е侣坊碌仁鹿?。玻璃纖維最大的特征是抗拉強度大，剛性大，抗拉強度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是6.3?6.9g/d，濕潤狀態(tài)5.4?5.8g/d。在灰土改良黃土中加入玻璃纖維可有效地改善黃土大孔隙多孔的微觀結(jié)構(gòu)特征，而這種多孔結(jié)構(gòu)是黃土在水、力共同作用下產(chǎn)生濕陷、振陷的首要條件，因此將玻璃纖維作為加筋材料與黃土顆粒可以更加緊密的結(jié)合，共同承擔(dān)外力，大大提高黃土的抗拉、抗壓和抗剪性能，從而有效控制黃土地基的豎向變形;其次雙向土工格柵的鋪設(shè)能減輕或消除地基變形量過大的問題并大幅度提高路基承載力，因此將玻璃纖維加筋灰土與雙向土工格柵結(jié)合組成復(fù)合加筋路基能夠明顯地改善黃土鐵路路基的抗壓、抗剪、抗振強度，有效的消除黃土濕陷性并增強路基的抗振性能，并且明顯提高其路基后期強度。而采用灰土改良黃土可以明顯的提高路基強度，同時施工簡單，造價低廉。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，所述路基從上至下依次由玻璃纖維加筋灰土改良黃土層1、灰土改良黃土層2、壓實黃土層3組成。
[0026]玻璃纖維加筋灰土改良黃土層I為兩層鋼塑土工格柵與玻璃纖維加筋灰土改良黃土相結(jié)合的復(fù)合地基，灰土改良黃土層2由灰土改良黃土形成，所用鋼塑土工格柵4為雙向土工格柵，內(nèi)部設(shè)有鋼絲，其主要物理力學(xué)性質(zhì)如下:鋼塑土工格柵單位面積質(zhì)量為520g/m2 ；尺寸為40 X 40mm ；抗拉強度:縱向26.09kN/m，橫向25.91 kN/m;延伸率:縱向12.3%，橫向12.8%。
[0027]玻璃纖維加筋灰土改良黃土由玻璃纖維4、石灰和黃土按照質(zhì)量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纖維4作為加筋材料均勻摻入石灰和黃土中；灰土改良黃土中石灰占黃土重量的6% ;黃土為西北地區(qū)Q 3或Q2黃土。
[0028]玻璃纖維4采用直徑為I Ιμπι，長度為20mm，密度為2.5g/cm3，抗拉強度為1.25GPa的無堿玻璃纖維絲。
[0029]灰土改良黃土層2的壓實系數(shù)大于或等于0.93。
[0030]壓實黃土層3中壓實黃土的壓實系數(shù)大于或等于0.93。
[0031]本發(fā)明實施例還提供一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基的構(gòu)筑方法，包括如下步驟:
[0032]步驟1、施工前準(zhǔn)備及場地平整；
[0033]步驟2、壓實黃土層3:對路基黃土進(jìn)行整平夯實，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)彳丁處理；
[0034]步驟3、灰土改良黃土層2的鋪設(shè):按照最優(yōu)含水量，將風(fēng)干粉碎篩分后的黃土和石灰按照100:6的重量比經(jīng)拌和機加水進(jìn)行拌合，使拌合后的灰土含水率接近該地黃土最優(yōu)含水率后，運至路基處，進(jìn)行填筑、壓實作業(yè);底部兩層分層填筑壓實厚度為25cm，其余各層分層填筑壓實厚度為15-18cm，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)行處理；
[0035]步驟4、玻璃纖維加筋灰土改良黃土層I的鋪設(shè):按照最優(yōu)含水量，將粉干粉碎篩分后的玻璃纖維、石灰和黃土以0.5:6:100的重量比經(jīng)拌和機進(jìn)行拌合，使拌合后的加筋灰土含水率接近該地黃土最優(yōu)含水率后，運至路基處，進(jìn)行平整、攤鋪、壓實等施工作業(yè)，從基床表層頂面起，分層填筑玻璃纖維加筋灰土改良黃土層，底部兩層壓實填筑厚度為25cm，其余各層壓實填筑厚度為15-18cm;分別在玻璃纖維加筋灰土改良黃土層1/3埋深和2/3埋深處鋪設(shè)雙向土工格柵；
[0036]步驟5、路基基床頂面5的鋪設(shè)及軌道的布設(shè)。
[0037]其中，玻璃纖維加筋灰土改良黃土層I的鋪設(shè)具體操作方法為三階段，五區(qū)間，九流程。三階段是:施工準(zhǔn)備階段、施工階段、整修驗收階段;五個區(qū)間為:填筑區(qū)、平整區(qū)、碾壓區(qū)、土工格柵鋪設(shè)區(qū)、檢測區(qū)；九流程是:測量放樣、路槽基底處理、填料拌和、分層攤鋪、整平、碾壓夯實、鋪設(shè)土工格柵、檢驗簽證、邊坡修整。
[0038]該地黃土最優(yōu)含水率即為指該地黃土達(dá)到最大干密度時最合適的含水量，在該含水量下可達(dá)到最佳的擊實效果，拌合后的含水率與最優(yōu)含水率差異應(yīng)控制在-2%?+2%之間。
[0039]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述路基從上至下依次由玻璃纖維加筋灰土改良黃土層、灰土改良黃土層、壓實黃土層組成。2.如權(quán)利要求1所述的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述玻璃纖維加筋灰土改良黃土層為兩層鋼塑土工格柵與玻璃纖維加筋灰土改良黃土相結(jié)合的復(fù)合地基，所述灰土改良黃土層由灰土改良黃土形成。3.如權(quán)利要求2所述的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述玻璃纖維加筋灰土改良黃土由玻璃纖維、石灰和黃土按照質(zhì)量比0.5:6:100形成，其中的玻璃纖維作為加筋材料均勾摻入石灰和黃土中；所述灰土改良黃土中石灰占黃土重量的6% ;所述黃土為西北地區(qū)Q3或Q2黃土。4.如權(quán)利要求3所述的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述玻璃纖維采用直徑為I Iym，長度為20mm，密度為2.5g/cm3，抗拉強度為1.25GPa的無堿玻璃纖維絲。5.如權(quán)利要求3所述的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述灰土改良黃土層的壓實系數(shù)大于或等于0.93。6.如權(quán)利要求3所述的一種鐵路玻璃纖維加筋黃土路基，其特征在于，所述壓實黃土層中壓實黃土的壓實系數(shù)大于或等于0.93。7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的鐵路玻璃纖維加筋黃土路基的構(gòu)筑方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、施工前準(zhǔn)備及場地平整； 步驟2、壓實黃土層:對路基黃土進(jìn)行整平夯實，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)彳丁處理； 步驟3、灰土改良黃土層的鋪設(shè):將黃土和石灰按照100:6的重量比經(jīng)拌和機加水進(jìn)行拌合，運至路基處，進(jìn)行填筑、壓實作業(yè);底部兩層分層填筑壓實厚度為25cm，其余各層分層填筑壓實厚度為15-18cm，壓實完畢后，進(jìn)行驗收，對不符合標(biāo)準(zhǔn)的基底進(jìn)行處理； 步驟4、玻璃纖維加筋灰土改良黃土層的鋪設(shè):將玻璃纖維、石灰和黃土以0.5:6:100的重量比加水經(jīng)拌和機進(jìn)行拌合，運至路基處，進(jìn)行平整、攤鋪、壓實等施工作業(yè)，從基床表層頂面起，分層填筑玻璃纖維加筋灰土改良黃土層，底部兩層壓實填筑厚度為25cm，其余各層壓實填筑厚度為15-18cm; 步驟5、路基基床頂面的鋪設(shè)及軌道的布設(shè)。
【文檔編號】E01C3/04GK106049211SQ201610600185
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月27日 公開號201610600185.9, CN 106049211 A, CN 106049211A, CN 201610600185, CN-A-106049211, CN106049211 A, CN106049211A, CN201610600185, CN201610600185.9
【發(fā)明人】謝婉麗, 郭倩怡, 杜蕾, 趙東安, 王勇
【申請人】西北大學(xué)