本發(fā)明屬于季節(jié)性凍土區(qū)公路或機場路基工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于季節(jié)性凍土區(qū)路基防凍排水設(shè)施及施工方法。

背景技術(shù)：

季節(jié)性凍土是冬季凍結(jié)春季融化的土層。在我國季節(jié)性凍土區(qū)面積大約513.7萬平方千米，占國土面積的53.5％。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，在季節(jié)性凍土區(qū)人類的經(jīng)濟活動愈加緊密，工程建設(shè)不斷開展，相應(yīng)公路和機場工程也愈來愈多。凍土作為構(gòu)筑物地基，在凍結(jié)狀態(tài)時，具有較高的強度和較低的壓縮性或不具壓縮性。凍土融化后則承載力降低，壓縮性增高，使地基產(chǎn)生融沉；相反，在凍結(jié)過程中又產(chǎn)生凍脹，對地基均為不利。

目前，常用換填墊層防止凍融現(xiàn)象發(fā)生。即便按此方法，路肩仍出現(xiàn)凍融破壞，且由于路面較寬，換填墊層工程量較大，造價較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種綜合考慮季節(jié)性凍土區(qū)道路周邊地表水和地下水處理、結(jié)構(gòu)形式簡單、截排水性能好、墊層用材少的季節(jié)凍土區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施及施工方法，能夠阻止凍融對路基路面的破壞，便于運營期間維護。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種適用于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施，包括基層下鋪設(shè)有被反濾層包裹的級配碎石層，路基兩側(cè)溝槽周邊鋪設(shè)反濾層，路基兩側(cè)溝槽反濾層內(nèi)鋪砌有截排水層，道路兩側(cè)鋪設(shè)有被反濾層包裹的級配碎石層，截排水層上鋪設(shè)碎石層，碎石層上鋪設(shè)反濾層，然后鋪設(shè)保溫層，保溫層上鋪砌素土層，素土層上鋪砌地表植被層。

本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是：

一種建設(shè)上述適用于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施的施工方法，具體按以下步驟進行：

步驟1：在基層下鋪設(shè)一層由反濾層包裹的級配碎石層，修建基層，然后修建面層；級配碎石層厚20cm；

步驟2：確定季節(jié)性凍土地區(qū)上限的位置，在路基兩側(cè)開挖有一定順坡的溝槽，溝槽寬1m，深入季節(jié)性凍土上線以下0.7m；

步驟3：采用小型振動壓路機夯實溝槽底部土體，溝槽底部30cm深度內(nèi)的密實度達92％以上，溝槽底部和側(cè)壁鋪設(shè)無紡?fù)凉げ挤礊V層；

步驟4：在鋪設(shè)的無紡?fù)凉げ挤礊V層內(nèi)鋪設(shè)截排水層，然后在面層和基層兩側(cè)鋪設(shè)碎石層，在截排水層上鋪設(shè)碎石層；

步驟5：在碎石層5上鋪設(shè)保溫層，在碎石層4側(cè)面和頂面鋪設(shè)保溫層；

步驟6：在溝槽內(nèi)保溫層上分層回填、分層壓實黏土至距地表20cm處，密實度達90％以上，形成素土層；

步驟7：在素土層上植草皮，形成地表植被層。

本發(fā)明首次將路基防凍墊層和保溫截排水機理應(yīng)用到季節(jié)性凍土地區(qū)路基的防凍設(shè)施中，具有以下幾個優(yōu)點：

1.結(jié)構(gòu)形式簡單，截排水性能和路基防凍性能好，適用于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施，施工方便。

2.路基防凍碎石墊層鋪設(shè)厚度減小，節(jié)約用材，節(jié)省造價。

3.施工工藝簡單。

4.截排水層阻止了地表水和地下水對路基的破壞，同時又避免周圍土顆粒進入截排水層。

5.保溫層起到良好的保溫作用，在冬季使得截排水層內(nèi)的水不會凍結(jié)而順利排走，進而阻止了路基的凍融破壞。

6.本發(fā)明的路基防凍和截排水設(shè)施結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不宜失效，具有簡單實用，維護費用低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的路基防凍和截排水設(shè)施斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.碎石層，2.反濾層，3.截排水層，4.碎石層，5.碎石層，6.保溫層，7.素土層，8.地表植被層，9.季節(jié)凍土上限。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種適用于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施及施工方法，該設(shè)施包括基層下碎石層及碎石層的反濾層，道路兩側(cè)截排水設(shè)施的反濾層、截排水層、碎石反濾層、保溫層、素土層和地表植被層。施工時，在基層下鋪設(shè)碎石層，在道路兩側(cè)開挖一定順坡的溝槽，溝槽底部和側(cè)壁鋪設(shè)反濾層，在反濾層內(nèi)鋪砌截排水層和碎石層，在道路兩側(cè)鋪設(shè)碎石層，三部分碎石層相連，將水匯集至截排水層，在道路兩側(cè)碎石層側(cè)面和頂面鋪設(shè)保溫層，保溫層上分層回填素土，表層植草皮。本路基防凍和排水設(shè)施通過碎石層和截排水層匯集排水，用保溫層保障排水層內(nèi)的水不會凍結(jié)并排水場外，保證路基在運營期間不會發(fā)生凍融破壞。

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的路基防凍和截排水設(shè)施，設(shè)置有基層下鋪設(shè)有被反濾層2包裹的級配碎石層1，路基兩側(cè)溝槽周邊鋪設(shè)反濾層2，路基兩側(cè)溝槽反濾層2內(nèi)鋪砌有截排水層3，道路兩側(cè)鋪設(shè)有被反濾層2包裹的級配碎石層4，截排水層3上鋪設(shè)碎石層5，碎石層5上鋪設(shè)反濾層，然后鋪設(shè)保溫層6(此處碎石層5與保溫層6之間的“反濾層”：在圖1中為加黑加粗的一圈，僅做示意)，保溫層6上鋪砌素土層7，素土層7上鋪砌地表植被層8。

本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是：

一種建設(shè)上述適用于季節(jié)性凍土地區(qū)的路基防凍和截排水設(shè)施的施工方法，具體按以下步驟進行：

本發(fā)明所述的路基防凍和截排水設(shè)施，具有結(jié)構(gòu)形式簡單不宜失效、防凍性能和截排水性能好、造價低等優(yōu)點，是保持季節(jié)性凍土地區(qū)道路質(zhì)量的重要措施，以下為本發(fā)明的施工方法。

1、在道路施工時，開挖至路槽設(shè)計標高下20cm處，采用振動壓路機壓實底部土層，使其下土層壓實度符合規(guī)范要求后，然后鋪設(shè)反濾層在路槽底面下開挖20cm在基層下鋪設(shè)由無紡?fù)凉げ挤礊V層2包裹的級配碎石層1，壓實，之后按設(shè)計要求修建道路基層和面層，無紡?fù)凉げ及乃槭瘜右环矫婵梢詫⑺两嘏潘畬?，一方面可阻斷毛細水的上升，在冬季凍結(jié)時減小凍脹對路基的影響。

2、結(jié)合地質(zhì)勘探情況確定季節(jié)性凍土上限9的位置，在道路兩側(cè)開挖有一定順坡的溝槽，溝槽寬1.2～1.5m，深入季節(jié)性凍土上限以下0.7m，采用挖掘機開挖，挖出的土堆至溝側(cè)一定距離，以便回填時用；

3：采用小型振動壓路機夯實溝槽底部土體，溝槽底部30cm深度內(nèi)的密實度達92％以上，溝槽底部和側(cè)壁鋪設(shè)無紡?fù)凉げ挤礊V層2；

反濾土工布采用符合國家標準的無紡?fù)凉げ?，土工布?guī)格不小于300g/m²，抗拉強度不小于6kN/m，滲透系數(shù)為5×10^-2～5×10^-1cm/s。使用土工布可節(jié)省工程量，有效防止土顆粒進入截排水層和碎石層，且施工方便；

4：在鋪設(shè)的無紡?fù)凉げ挤礊V層2內(nèi)鋪設(shè)截排水層3，然后在面層和基層兩側(cè)鋪設(shè)碎石層4，在截排水層3上鋪設(shè)碎石層5；面層和基層兩側(cè)鋪設(shè)無紡?fù)凉げ及乃槭瘜右环矫婵梢詫⑺两嘏潘畬?，一方面可減小道路兩側(cè)土凍脹對道路的側(cè)向擠壓破壞；截排水層上的碎石其作用在于將水引致截排水層和防止土顆粒進入截排水層；

截排水層分層堆砌壓實平整，確保其穩(wěn)定性，為保證排水效果，截排水層材料選用孔隙率較大的大粒徑碎石鋪設(shè)而成，為保證截排水層的耐久性及有效性，選用單軸抗壓強度不小于25MPa，粒徑7～15cm的碎石鋪砌而成，且嚴禁采用遇水軟化的石料，碎石應(yīng)堅硬、不易風(fēng)化，風(fēng)化等級為中風(fēng)化、微風(fēng)化、未風(fēng)化；

碎石層1、4和5由級配均勻、不易風(fēng)化、遇水不軟化、粒徑2～7cm的碎石鋪砌而成，鋪砌時下部鋪設(shè)大粒徑碎石，上部鋪設(shè)小粒徑碎石。

5、在無紡?fù)凉げ及乃槭瘜?上鋪設(shè)保溫層6，在無紡?fù)凉げ及乃槭瘜?側(cè)面和頂面鋪設(shè)保溫層6；保溫層6采用60mm的保溫隔熱板，兩層交錯鋪設(shè)，能夠起到較好的保溫作用。

6、在溝槽內(nèi)保溫層上分層回填、分層壓實素土至距地表20cm處，密實度達90％以上，形成素土層7；

7、在素土層7上植草皮，形成地表植被層8。

本發(fā)明的內(nèi)容不限于所列舉實例，實例為本發(fā)明的一種表現(xiàn)形式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的形式上變換，如路基下碎石墊層位置變化，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。