复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法，所述结构从上至下依次包括基床表层、基床底层、路基本体，路基本体由膨胀土填筑区域和改良土填筑区域间隔分布组成；路基本体两侧边坡设置有防溜滑格栅，基床表层、基床底层底部以及路基本体中膨胀土填筑区域底部均设横向排水坡，膨胀土填筑区域的横向排水坡内埋设斜向泄水孔，斜向泄水孔周围设置有反滤层。本发明专利技术克服膨胀土不能用路堤填筑的技术偏见，使得膨胀土地区路堤填筑施工后质量满足要求，而且可大大减少改良费用、简化施工工艺流程，便于大规模施工连续填筑，达到技术合理、费用经济的目的，具有广阔的推广应用价值。

Structure and construction method of expansion soil embankment modified by composite package core method

The present invention discloses the expansive soil embankment structure and construction method of composite core modified method of reinforcement, the structure from top to bottom comprises a body surface layer of subgrade and roadbed, subgrade bottom, roadbed by expansive soil filling area and improved soil filling area interval distribution; subgrade slope on both sides of the main body is provided with an anti slippery grille the bedding surface layer and bottom, and the bottom layer of subgrade bed embankment in expansive soil embankment are located at the bottom of the area of transverse drainage slope, expansive buried transverse drainage slope soil filling area in oblique drainage holes, inclined drainage holes are arranged around the filter layer. The invention overcomes the technical prejudice of the expansive soil embankment can make expansive soil embankment construction quality meet the requirements, but also can greatly reduce the cost, simplify the construction process improvement, large-scale construction of continuous filling, achieve reasonable technology, economic cost, and has wide application value.

【技术实现步骤摘要】
复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法
本专利技术涉及铁路路基工程领域，具体地指一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法。
技术介绍
工程界常称膨胀土为灾害性土，其主要特性有：胀缩牲、裂隙性、超固结性，这三种特性复杂的共同作用使得其的工程性质极差，常常对各类工程建设造成巨大的危害，且其危害往往具多发性、反复性和长期潜在性。我国是膨胀土分布最广的国家之一，尤其是在长江与黄河的中下游，以及南部沿海和西南地区，膨胀土最为发育，分布最为普遍。以正在新建的蒙华铁路为例，其线路在三门峡至荆门段共分布膨胀土约211.3km，占线路总长约45.5％；其中强膨胀土约34.8km、中等膨胀土约109.8km、弱膨胀土约66.7km。三荆段膨胀土地段路基长度约155.83km，约占路基全长的63.3％。沿线膨胀土分布广泛，其中邓州至襄阳约120km范围内无优质填料可取，不可避免利用膨胀土填料，膨胀土改良土填方约1581万方。在全国膨胀土地区已修建的公路与铁路，路基普遍产生下沉外挤，基床翻浆冒泥，边坡冲蚀溜塌、塌滑与滑坡等严重病害，有的滑坡不仅造成路基成片破坏，甚至连同路基防护加固工程也一起毁坏，严重影响行车安全。每年因整治膨胀土地区路基病害，花费的投资均在5亿元以上，而且各种膨胀土路基的新生病害还在不断发生。通常情况下膨胀土分别区域修建铁路多采用桥梁形式通过。当受到某些条件限制，必须采用路基形式时，由于膨胀土的区域性分布，不可避免的要使用部分膨胀性较弱的填料来进行路基填筑施工，若路基全部直接采用膨胀土填料施工则很容易发生上述病害，所以目前采用膨胀土填筑路基多将其进行化学改良后填筑，改良剂的选择多为石灰或水泥，按照室内试验配合比确定改良剂的掺量进行试验段填筑，试验合格后推广全线使用，但改良土填筑存在施工工艺复杂、合格填料产量低不便于连续填筑、施工质量不易控制的困难，因此路基设计必须采用特殊的结构形式，从而达到既消除膨胀土填筑的不利特性，保证路基安全又能简化路基施工工艺，提高经济效益。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法，以解决采用部分膨胀土填筑路基雨季无法施工问题、膨胀土填料含水率变化产生胀缩破坏等质量问题，本专利技术不仅可以使得采用膨胀土填筑路基施工后满足质量要求，还可大大减少膨胀土改良处理费用，达到技术合理、费用经济的目的，且路堤填高越大，则越能体现出该路基结构的经济性。为实现上述目的，本专利技术一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，从上至下依次包括基床表层、基床底层、路基本体，其特殊之处在于，所述基床表层的两侧设置有护肩，所述基床底层的顶部两侧设置有上镶边，所述路基本体的底部两侧设置有下镶边，所述下镶边的底部设置有支撑护脚，所述路基本体的顶部、底部和边坡为改良土填筑区域，中部由膨胀土填筑区域和改良土填筑区域上下分层间隔分布组成；所述路基本体两侧边坡上下分层设置有防溜滑格栅，所述基床表层、基床底层底部以及路基本体两侧边坡均设横向排水坡，所述路基本体的横向排水坡内埋设斜向泄水孔，所述斜向泄水孔周围设置有反滤层。进一步地，所述路基本体的顶部改良土填筑区域中设置有防变形加筋层，所述膨胀土填筑区域的底部设置有隔水垫层。防变形加筋层设置于路基本体的顶部，防止整体失稳变形。隔水垫层使膨胀土填筑区域的渗水保持在膨胀土填筑区域中通过斜向泄水孔排出而不进入下方改良土填筑区域引起基床灾害。更进一步地，所述基床底层中采用AB填料填筑或者改良土填筑，采用改良土填筑时，在基床底层的顶部设置隔水垫层；采用AB填料填筑时，在基床底层的底部设置隔水垫层。如果基床底层填筑改良土，路基本体的顶层一般为膨胀土，费用比较经济；如果基床底层填筑AB组填料，路基本体的顶层应该为改良土防止产生基床病害。更进一步地，所述隔水垫层为中粗砂垫层，并在中粗砂垫层中部夹一层复合土工膜或者毛细排水板。更进一步地，所述防溜滑格栅由双向土工格栅水平铺设，外侧边缘为回折结构。更进一步地，所述基床表层、基床底层底部以及路基本体两侧边坡的横向排水坡的倾斜率为4％。更进一步地，所述路基本体的最上层膨胀土填筑区域中也设置有防变形加筋层。一种根据上述夹层法改良加固的膨胀土路堤结构的施工方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：1)制作改良土；2)检测地基承载力；3)分层填筑路基本体；4)填筑基床底层；5)填筑基床表层；其中步骤3)的具体步骤包括：31)将路基本体底部1～2层铺设改良土填筑区域，上部铺设一层隔水垫层；32)靠近边坡的两侧全部采用改良土填筑，在所述隔水垫层上铺设1～3层膨胀土填筑区域，对路基本体两侧用改良土、中间用膨胀土分开摊铺，统一碾压；33)在膨胀土填筑区域底部两侧埋设斜向泄水孔，然后铺设1～2层改良土填筑区域；34)继续填筑路基本体，采用改良土填筑区域与膨胀土填筑区域间隔填筑施工，如此循环；35)在所述路基本体顶部1～2层铺设改良土填筑区域；36)在路基本体两侧边坡沿垂直高度等间隔铺设防溜滑格栅。优选地，所述步骤4)采用AB填料填筑或者改良土填筑，采用AB填料填筑时，在所述基床底层底部铺设0.1m厚的中粗砂垫层，并在所述中粗砂垫层中部夹一层复合土工膜，形成隔水垫层；采用改良土填筑时，则在所述基床底层顶部铺设隔水垫层。优选地，填筑膨胀土填筑区域时，需对土料的膨胀性指标按规定的批次进行化验，确保土料的膨胀性浅势等级不得为强膨胀，只能采用弱、中膨胀土直接进行路基填筑；雨季施工时，在降雨来临前完成改良土填筑区域填筑即达到防水效果；当采用石灰改良路拌法施工时，将膨胀土摊铺在路基填筑面上，洒上石灰作为晾晒场地，待其含水率降低至合适范围后进行路拌法施工。本专利技术提供的一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法，其核心点在于其核心点在于路基本体两侧、顶面及底层均采用隔水填料处理，内部采用膨胀土直接填筑的结构形式。采用隔水填料处理路基两侧可防止外界环境对内部膨胀土填料含水率的影响，防止其产生胀缩变形和开裂，保证了路基质量，同时大幅减少改良土的使用量，提高了施工效率和经济效益。本专利技术提出的一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构及施工方法具有以下几方面的优点：(1)本专利技术应用于膨胀土地区路堤填筑工程，相比于常规的膨胀土地区缺乏优质填料情况下全部采用改良土来填筑路堤的设计形式，采用所述的路堤结构形式填筑路堤可大大减少改良土的数量、改良剂材料成本、施工工序及施工时间，从而降低了工程费用，提高了经济效益。(2)采用边坡部位填筑改良土，改良土填料较好的水稳性来有效避免通常膨胀土路基可能产生的边坡溜塌、提高其抗冲蚀能力。改良土填筑区域将路堤内部膨胀土填筑区域与外界环境隔开，隔绝了大气中的水分对膨胀土填料的影响，使其含水率基本保持稳定，保证了膨胀土填料的强度和稳定，满足了路基的安全质量要求。(3)路基本体中部采用改良土和膨胀土间隔填筑，进一步加强了路基隔水效果，同时使得路基施工受雨季影响降低，只要在降雨来临之前完成改良土填筑层即可保证路基填筑施工不受影响。(4)相较以往全部采用改良土填筑结构形式，由于改良土填筑施工工序复杂、工效慢，不利于大规模施工连续填筑，采用所述结构形式填筑路堤能够大大减少改良土使用量，且不受雨季影响，满足了大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，从上至下依次包括基床表层(1)、基床底层(2)、路基本体(3)，其特征在于：所述基床表层(1)的两侧设置有护肩(12)，所述基床底层(2)的顶部两侧设置有上镶边(13)，所述路基本体(3)的底部两侧设置有下镶边(14)，所述下镶边(14)的底部设置有支撑护脚(10)，所述路基本体(3)的顶部、底部和边坡为改良土填筑区域(6)，中部由膨胀土填筑区域(5)和改良土填筑区域(6)上下分层间隔分布组成；所述路基本体(3)两侧边坡上下分层设置有防溜滑格栅(7)，所述基床表层(1)、基床底层(2)底部以及路基本体(3)两侧边坡均设横向排水坡，所述路基本体(3)的横向排水坡内埋设斜向泄水孔(8)，所述斜向泄水孔(8)周围设置有反滤层(11)。

【技术特征摘要】
1.一种复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，从上至下依次包括基床表层(1)、基床底层(2)、路基本体(3)，其特征在于：所述基床表层(1)的两侧设置有护肩(12)，所述基床底层(2)的顶部两侧设置有上镶边(13)，所述路基本体(3)的底部两侧设置有下镶边(14)，所述下镶边(14)的底部设置有支撑护脚(10)，所述路基本体(3)的顶部、底部和边坡为改良土填筑区域(6)，中部由膨胀土填筑区域(5)和改良土填筑区域(6)上下分层间隔分布组成；所述路基本体(3)两侧边坡上下分层设置有防溜滑格栅(7)，所述基床表层(1)、基床底层(2)底部以及路基本体(3)两侧边坡均设横向排水坡，所述路基本体(3)的横向排水坡内埋设斜向泄水孔(8)，所述斜向泄水孔(8)周围设置有反滤层(11)。2.根据权利要求1所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特征在于：所述路基本体(3)的顶部改良土填筑区域(6)中设置有防变形加筋层(9)，所述路基本体(3)的最下层膨胀土填筑区域(5)中设置有隔水垫层(4)。3.根据权利要求1或2所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特征在于：所述基床底层(2)中采用AB填料填筑或者改良土填筑，采用改良土填筑时，在基床底层(2)的顶部设置隔水垫层(4)；采用AB填料填筑时，在基床底层(2)的底部设置隔水垫层(4)。4.根据权利要求3所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特征在于：所述隔水垫层(4)为中粗砂垫层，并在中粗砂垫层中部夹一层复合土工膜。5.根据权利要求1或者2所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特征在于：所述防溜滑格栅(7)由双向土工格栅水平铺设，外侧边缘为回折结构。6.根据权利要求1所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特征在于：所述基床表层(1)、基床底层(2)底部以及路基本体(3)两侧边坡的横向排水坡的倾斜率为4％。7.根据权利要求2所述的复合包芯法改良加固的膨胀土路堤结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占荣，李小和，李俊，赵新益，刘坡拉，文长军，骆斌，杨松，高威，林方勇，王宏志，邓栋，邹礼阳，曹阳春，刘盼，王双全，许齐翔，汤皋，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，中铁八局集团第一工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42