一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构及方法技术

本发明专利技术公开一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构及方法

【技术实现步骤摘要】
一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构及方法


[0001]本专利技术涉及路基路面灾害防治
，尤其涉及一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构及方法
。

技术介绍

[0002]寒旱区高等级公路路基的修筑显著改变了路基土体的水热边界条件，阻隔了路基内部土体与大气的正常水热交换
。
这使得路基内部水分在温度梯度以及水势梯度的作用下不断向路基浅层聚集，形成覆盖效应
。
尤其是当前的宽幅沥青混凝土路基，由于沥青混凝土面层具有很强的不透水性，因此在大温差作用下路基内部向上迁移的液态水和水汽受到不透水路面的阻止而积聚在覆盖层下，导致土体含水率增大甚至达到饱和，路基覆盖效应显著
。
并且，由于沥青混凝土路面具有较强的吸热能力，这使得路基内部的热效应也较为显著
。
因此，路基浅层土体在路面热效应和覆盖效应作用下经历冻融干湿循环，导致路基填料孔隙率增大
、
承载力下降，加剧冻胀
、
融沉等病害，严重影响路基稳定性
。
但是，现有覆盖效应的主要防治措施是在路基土层一定深度处铺设一个不透水膜，以此来阻止不透水膜下部的水分向路基表层迁移，且该防治措施目前只在机场跑道中应用广泛
。
值得注意的是，单独设置不透水膜虽然能在一定程度上降低覆盖效应对路基的影响，但是对于不透水膜的位置要求严格，且往往会引起双覆盖效应
。
因此，工程领域急需一种处理效果更彻底和技术手段更全面的路基覆盖效应防治措施，以便能够有效避免覆盖效应导致的路基病害
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在克服现有路基覆盖效应防治技术单一
、
耗能较大而防治不及时以及监测不到位等相关技术问题，提出一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构
。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的，一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，包括路液固化土层
、
碎石砂砾层
、
隔水保温膜
、
填土基层，其中：所述路液固化土层位于路基土体结构的最上部，其目的是为了减弱甚至消除路基土体结构表面出现覆盖效应；所述碎石砂砾层在路基土体结构中位于所述路液固化土层的下部，其目的是为了使得下部土体中的水分通过较大的孔隙尽可能排出路基土体结构；所述隔水保温膜在路基土体结构中位于所述路液固化土层和碎石砂砾层之间，具有保温隔水的作用，其目的是为了防止下部土体中水分向上迁移而向路液固化土层渗透；所述填土基层在路基土体结构中位于所述碎石砂砾层的下部
。
[0005]所述路液固化土层的铺设深度为所建路基地区的最大冻结深度，即路基土体结构表面至最大冻结深度之间的土体均为路液固化土层，所述的最大冻结深度根据路基所建地区的监测数据测得
。
所述路液固化土层是对现场原始路基土体添加一定配比的固化剂搅拌而成，所述固化剂包括主要固化剂和辅助固化剂，主要固化剂为路液材料，占比约为现场土样质量的
8%
；辅助固化剂为粉煤灰或石灰或两者的混合，占比约为现场土样质量的
15%。
[0006]所述碎石砂砾层的中上部位，即靠近隔水保温膜的部位，设置有水平布设的空气
通风管道，所述空气通风管道的长度超过路基宽度，所述空气通风管道表面预置有若干小孔洞，其目的是便于碎石砂砾层中的水分通过小孔洞传输至空气通风管道，进而排出至路基土体结构外部
。
在所述路基土体结构两侧的天然场地上根据一定的间隔设置一组风力机装置，每一个风力机均设置于空气通风管的出口，目的在于向空气通风管吹入流通风，从而促使碎石砂砾层中所迁移的水分能通过空气通风管及时排出路基土体结构
。
[0007]所述填土基层横截面铺设为梯形，即填土基层的两侧设置为斜坡，斜坡倾斜角度设定为
30
°
。
填土基层向上迁移的水分通过覆盖于其上的碎石砂砾层和疏水管及时排出至路基土体结构两侧的疏水沟中
。
所述疏水沟设置于路基土体结构边缘，疏水沟和路基土体结构之间设置一层台阶，台阶边缘与路基边界贴合，目的使碎石砂砾层中的水直接流入疏水沟中
。
在所述路基土体结构两侧斜坡处布设防水层，目的是防止雨水及外部水分入侵至路基土体结构
。
[0008]进一步地，所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构包括一组以一定间隔设置的路基土体结构水热监测系统，用于监测路基土体结构在路面覆盖效应作用下的土体温度以及含水量的变化，同时及时统计并反馈监测结果，从而对所述路基土体结构的覆盖效应防治效果进行精准评估
。
所述的水热监测系统，主要装置包括水热探头
、
传输导线
、
数据采集箱和采集箱支架，所述数据采集箱内的装置包括数据采集装置
、
设备供电装置和数据远程反馈装置
。
所述水热探头水平布设间距为
1.5 m
，竖向布设间距为
0.3 m
，所述水热探头在隔水保温层上部铺设三组，在隔水保温层下部铺设一组，隔水层保温层下部铺设的水热探头距离隔水层保温膜
0.3 m。
[0009]本专利技术的应用提高了路基的稳定性，实现了路基内部水热变化过程的全面监测，采用新型材料路液提高路基土体强度，达到防治路基表层水分聚集的效果
。
采用带孔洞的通风管道不仅降低路基土层的温度而且使得路基内部聚集的水分能及时的蒸发排除，从而防治路液固化土层下部土体的水分聚集，达到防治覆盖效应的效果
。
该防治措施降低了成本，积累了监测数据，为同类型工程项目提供参考，为路基覆盖效应的防治以及路基内部水分变化积累了相应数据
。
附图说明
[0010]图1为本专利技术公开的路基土体结构的横截面示意图；图2为本专利技术公开的方法流程图；图中：1沥青混凝土覆盖层
、2
防水层
、3
隔水保温膜
、4
碎石砂砾层
、5
填土基层，6疏水管
、7
水热探头
、8
传输导线
、9
路液固化土层
、10
空气通风管
、11
路基结构边缘
、12
疏水沟
、13
采集箱支架
、14
数据采集箱
、15
风力机装置，
16
天然场地
。
具体实施方式
[0011]下面结合附图以及附图说明对本专利技术进行进一步说明
。
[0012]本专利技术公开的路基土体结构的横断面示意图如图1所示，本专利技术公开一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构
。
路基土体结构包括路液固化土层
9、
碎石砂砾层
4、
隔水保温膜
3、
填土基层5，其中：所述路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构及方法，其特征在于：包括路液固化土层（9），所述路液固化土层位于路基土体结构的最上部；碎石砂砾层（4），所述碎石砂砾层位于所述路液固化土层的下部；隔水保温膜（3），所述隔水保温膜位于路液固化土层（9）和碎石砂砾层（4）之间；填土基层（5），所述填土基层位于碎石砂砾层（4）的下部且在天然场地（
16
）的上部
。2.
根据权利要求1所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，其特征在于，所述路液固化土层（9）的铺设深度为所建路基地区原始路基土体的最大冻结深度，所述最大冻结深度根据路基所建地区的监测数据测得
。3.
根据权利要求1所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，其特征在于：所述路液固化土层（9）是对现场原始路基土体添加一定配比的固化剂搅拌而成，所述固化剂包括主要固化剂和辅助固化剂，主要固化剂为路液材料，占比约为现场土样质量的
8%
，辅助固化剂为粉煤灰或石灰或两者的混合，占比约为现场土样质量的
15%。4.
根据权利要求1所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，其特征在于：在所述碎石砂砾层（4）的中上部位，即靠近隔水保温膜的部位设置有空气通风管（
10
），所述空气通风管（
10
）的长度超出路基宽度，所述空气通风管（
10
）表面预置有若干小孔洞，以方便碎石砂砾层（4）中的水分通过空气通风管（
10
）的小孔洞排出至路基土体结构外部
。5.
根据权利要求1所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，其特征在于：在所述路基土体结构两侧的天然场地上根据一定的间隔设置一组风力机装置（
15
），每一个风力机装置（
15
）均设置于空气通风管（
10
）的出口，目的在于向空气通风管（
10
）吹入流通风，从而促使碎石砂砾层（4）中所迁移的水分能通过空气通风管（
10
）蒸发从而减弱路基土体中的水分
。6.
根据权利要求1所述的一种防治覆盖效应水分迁移的路基结构，其特征在于：所述填土基层（5）横截面铺设为梯形，即填土基层（5）的两侧设置为斜坡，斜坡倾斜角度为
30
°
，填土基层...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴国亮，柳鸿博，张瑞玲，赵仲新，
申请(专利权)人：江苏交水建智能装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：