一种节能型填方路基排水结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种节能型填方路基排水结构及施工方法，包括多层路基填料和多层土工格栅依次交替铺设形成路基，直至填筑的路基填料达到设计的路基标高，每一层土工格栅的横向两端点分别设置条形固定板，最顶部路基填料的顶面为水平设置，其上铺筑基层和路面，而第二层路基填料内埋入排水管，用于将入渗水排进路基边坡底部的左边沟或右边沟；因此，本发明专利技术通过设置价格低廉、性能优越的土工格栅结构，来加强路基填料的整体性，特别是土工格栅为下凹二次抛物线型，能发挥受拉性能，减少不均匀沉降和避免排水管的损坏，故具有构造简单、施工便利、费用低廉、安全可靠的使用优点，其结合相应的施工方法，更具有较高的经济效益、节能环保效益和社会效益。效益和社会效益。效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型填方路基排水结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及一种节能型道路建设领域，具体是指一种节能型填方路基排水结构及施工方法。

技术介绍

[0002]路基是轨道或路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物，在工程数量、占地面积及投资方面都占有重要地位。路基的主要作用是为路面铺设及行车运营提供必要条件，并承受路面及交通荷载的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。填方路基是道路路基的一种形式，路基的工后沉降一般路基中心比路基边缘沉降量要大，加上环境的影响特别是降水的影响，使路基中心的沉降更为突出。为了提高路堤的承载能力和减少不均匀沉降，除了强化处理路基地基基础外，常用土工格栅加强路基结构和路基内横向设置排水管排放渗透水。目前常见的土工格栅都是沿同一路基高程水平直线布设的，理论分析和实际工程检测结果表明，土工格栅的受拉性能和竖向支撑作用没有得到充分的发挥，这对于克服填方路基工后沉降路基中心比路基边缘沉降量大的特点针对性不强，同时路基内横向设置的排水管由于不均匀沉降导致排水功能失效或断裂，因此需要对土工格栅的铺设方式和排水结构进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种节能型填方路基排水结构，其特征在于所述的填方路基排水结构是以填方路基梯形横断面的地基（1）底部中心为最低点，并向路基（2）两侧边缘按二次凹形抛物线的形状依次填筑多层路基填料，最底部的第一层路基填料经压实后沿路基纵向铺筑第一层土工格栅（71），继而在第一层土工格栅上填筑第二层路基填料，该第二层路基填料经压实后的填筑形状也为二次凹形抛物线，在第二层路基填料上沿路基纵向铺筑第二层土工格栅（71），并按此循环依次交替铺设多层路基填料和多层土工格栅（71），直至填筑的路基填料达到设计的路基标高，每一层土工格栅（71）的横向两端点分别设置条形固定板（72），最顶部的最后一层路基填料顶面为水平设置，并在该最后一层路基上铺筑基层（3）和路面（4）；所述的第二层路基填料内埋入排水管（6），并由该排水管将路面（4）、基层（3）和路基（2）内的入渗水（61）排进路基边坡底部的左边沟（51）或右边沟（52）。2.根据权利要求1所述的一种节能型填方路基排水结构，其特征在于所述的土工格栅（71），以埋置在排水管上方的该层土工格栅作为计算层为例，路面（4）顶宽为B，两侧的边坡（21）至两端固定板（72）之间的水平距离分别为C1、C2，则该层土工格栅两端固定板之间的长度为l，即l=C1+B+C2，于是B宽度内基层和路面、路基填料和车辆荷载的竖向均布荷载强度，两端固定板O、A至路基顶部边缘的竖向荷载强度呈线性分布、，土工格栅（71）与路基填料之间的摩阻系数为，土工格栅（71）的反力为；取路基（2）纵向单位长度进行受力分析，对土工格栅（71）分两种铺设情况进行分析：一是两端固定板O、A之间直线水平布设，当路基发生不均匀沉降后的土工格栅曲线为，最大沉降处中点D的沉降为；二是两端固定板O、A之间凹形抛物线布设，最大下凹处中点D的下凹量为，当路基（2）发生不均匀沉降后的土工格栅曲线为，最大沉降处中点D处的沉降也为，则中点D处的下凹量和沉降为，该直线型和抛物线型的土工格栅进行分析有关计算公式为：公式一、
公式二、根据土力学、弹性力学和力的平衡原理分别对左半段土工格栅（71）的中点D取矩和水平方向求合力,得式中土工格栅直线型布设和抛物线型布设的摩阻力竖向分力总和分别为抛物线型土工格栅的最大下凹量一般要大于直线型土工格栅的最大沉降量，可见
下凹抛物线布设的土工格栅比直线型布设的土工格栅能够提供更大的竖向支撑力，即能更大地发挥土工格栅的受拉性能和竖向支撑作用，故能更有效地减少路基路面的差异沉降；同时可见，下凹形抛物线布设的土工格栅最大下凹量越大所提供的竖向支撑作用越显著；上述分析方法同样适用其余各层土工格栅受力分析，多层土工格栅能提供更大的竖向支撑力，有效减少路基路面不均匀沉降，保持路基内的排水管（6）正常排放基层（3）、路面（4）的入渗水（61）；公式三、按照道路等级和工程所在地的气候气象条件，确定设计降水频率的降水强度相应的入渗强度，提出设计路基（2）的最高地下水位h
m
，以免水位过高而浸泡软化路基填料，造成路基翻浆，在连续降雨最不利的条件下简化降雨入渗补给地下水的水量与排水量相等，则路基（2）内的地下水流属于稳定流，且左边沟（51）和右边沟（52）截面满足相应边坡流入的降水量和路面路基入渗降水量，则路基内排水管（6）排水的微分方程及其他计算公式为上述微分方程为非线性，为了简化分析，取微分号中为平均值，于是 式中式中为路基降水入渗的浸润曲线方程，在路基中v
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处，求的极大值得路基设计最高地下水位h
m
为
式中由此算出路基内单位纵向长度排水管的半径公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：——分别为基层（3）和路面（4）顶部的宽度、左侧路肩边缘至计算层土工格栅左侧固定板的距离、右侧路肩边缘至计算层土工格栅右侧固定板的距离，；——分别为计算层直线型土工格栅产生最大差异沉降后的抛物线方程、曲线型土工格栅最大下凹量的抛物线方程、曲线型土工格栅产生最大差异沉降后的抛物线方程、以计算层土工格栅两端固定板连线中点为坐标原点的横坐标，；——分别为曲线型土工格栅最大下凹量、直线型土工格栅或曲线型土工格栅在车辆荷载作用时最大差异沉降量；为了方便路基填料填筑和碾压施工，曲线型土工格栅最大下凹量，每层土工格栅下凹量为基层和路面顶面宽度的3%～5%；多层土工格栅的总和限制在最大工后沉降量之内，一般≤30cm；要求，；——分别为直线型土工格栅（71）在路基边缘与中心产生最大差异沉降后呈抛物线的线形参数，、无量纲；——分别为曲线型土工格栅（71）在路基边缘与中心的最大下凹后的抛物线
的线形系数，、无量纲；——分别为曲线型土工格栅（71）在路基边缘与中心产生最大差异沉降后抛物线的线形系数，、无量纲；——计算层土工格栅（71）两端固定板（72）竖向中线的水平长度，；——分别为路基单位纵向长度计算层土工格栅C1段所受的路基路面填料和车辆荷载的强度、路基单位纵向长度计算层土工格栅C2段所受的路基路面填料和车辆荷载的强度、路基单位纵向长度计算层土工格栅B段所受的路基路面填料和车辆荷载的强度、，；——分别为土工格栅（71）与路基填料之间的摩阻力...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍富军，陈杰，罗平，曹林林，邹光启，林紫嫣，邹旭辉，王效义，宋衍豪，郑嘉伦，江雪锋，章镕涛，陈铭，杜雨波，
申请(专利权)人：宁波市海曙区交通投资建设有限公司，
类型：发明
国别省市：