本實用新型涉及交通建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多年凍土區(qū)抗凍融儲熱橫向擴散通風路肩結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

多年凍土地區(qū)黑色路面吸熱問題，一直是寒區(qū)道路工程研究的重點?，F(xiàn)有研究資料顯示：高寒高海拔地區(qū)，道路的修筑改變了沿線熱收支狀態(tài)，瀝青路面層底溫度遠高于天然地表，溫差約8-14℃，修筑黑色路面后沿線吸熱量比天然地表增加約18%。黑色瀝青路面持續(xù)的吸熱作用導致路基下伏多年凍土層不斷升溫、融化，凍土上限不斷下降，進而產(chǎn)生了諸如沉降、波浪、翻漿等凍土路基病害，尤其在高溫、高含冰量凍土路段，病害特征尤為顯著，嚴重降低該地區(qū)道路通行能力，危害公路運營安全。

為了維護多年凍土地區(qū)路基穩(wěn)定性，從路基降溫調(diào)控的角度出發(fā)，國內(nèi)外研究者以片塊石、通風管等多孔介質(zhì)材料為降溫材料，提出了多種溫度調(diào)控措施，并在青藏鐵路、公路及國道G214線進行了試驗。例如：賴遠明，張明義等基于多孔介質(zhì)理論，系統(tǒng)研究了片塊石材料降溫機理，提出了片塊石路基的多種鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式，并將研究成果推廣應(yīng)用于青藏鐵路實體工程，取得了良好的效果；李寧，李國玉等人提出通風管路基，通過預(yù)埋水泥管道將冷空氣引入路基，進而達到降低路基溫度效果，在其后續(xù)研究中，通過在水泥管道安裝溫控隔熱門，實現(xiàn)了不同外界氣溫條件下，通風管自動開啟與關(guān)閉，一定程度緩解了夏季熱量進入路基的問題；劉偉，江葉學民等提出一種帶孔的通風砌塊結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于路基體內(nèi)，一方面增強路基剛度，另一方面，利用孔隙通風作用，調(diào)控路基溫度，但由于砌塊內(nèi)通風孔僅10-15cm，相較于10m幅寬二級路，甚至26m幅寬的高速公路，過小的孔徑，能否達到預(yù)期的通風效果，還有待于長期觀測數(shù)據(jù)驗證。此外，上述路基溫度調(diào)控措施，均是作用于路基體，而對于直接吸收太陽輻射的路面結(jié)構(gòu)層溫度調(diào)控，卻鮮有研究涉及；從調(diào)控熱流導向上分析，所有措施均是豎向溫度調(diào)控，即阻止熱量向下傳播，卻很少涉及橫向?qū)?、蓄熱方案?/p>

隨著我國西部區(qū)域經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，該地區(qū)對高等級道路需求愈發(fā)凸顯，在高等級道路幅寬增加近一倍的工況下，以傳統(tǒng)通風管、片塊石材料為主的豎向溫度調(diào)控措施很難達到預(yù)期降溫效果，應(yīng)采用其他措施予以輔助。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種多年凍土區(qū)抗凍融儲熱橫向擴散通風路肩結(jié)構(gòu)，通過通風砌塊孔徑，將熱量排出路肩，減少黑色瀝青路面吸熱，調(diào)控凍土路基溫度，保護其下部的多年凍土。

本實用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種多年凍土區(qū)抗凍融儲熱橫向擴散通風路肩結(jié)構(gòu)，其特征在于：

于路基的頂面自下而上依次鋪筑墊層和路面結(jié)構(gòu)層，路面結(jié)構(gòu)層自下而上包括下基層、上基層、下面層和上面層，墊層嵌入路基頂面；

于路基的頂面之上、路面結(jié)構(gòu)層的兩側(cè)沿道路方向壘砌通風砌塊，通風砌塊與路面結(jié)構(gòu)層之間添加片塊石。

通風砌塊頂面與路面結(jié)構(gòu)層頂面齊平，通風砌塊內(nèi)側(cè)垂直，外側(cè)與路基邊坡坡度一致；

通風砌塊壘砌以無機結(jié)合料作為粘接劑。

片塊石粒徑為20cm-40cm，孔隙率控制在20%-40%之間，堆砌厚度不低于50cm。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型直接作用于路面結(jié)構(gòu)層進行溫度調(diào)控，調(diào)控目標直指凍土路基吸熱源，調(diào)控效率更為高效；該橫向?qū)峤Y(jié)構(gòu)，可與傳統(tǒng)豎向阻熱調(diào)控措施配合使用，提高多年凍土區(qū)溫度調(diào)控效果；

2、該特殊路肩結(jié)構(gòu)中的水份，可沿通風砌塊孔徑排出，片塊石材料在較為干燥的環(huán)境下，對多年凍土區(qū)凍融循環(huán)作用具有較強的適應(yīng)性。

3、結(jié)構(gòu)簡單，主要材料片塊石，取材方便，成本低，通風砌塊為預(yù)制品，強度高、整體性好，統(tǒng)一安裝裝配，施工工藝簡便、實用，具有較好的應(yīng)用推廣前景。

附圖說明

圖1為路肩橫向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為通風砌塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為路肩縱向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-上面層；2-下面層；3-上基層；4-下基層；5-墊層；6-路基；7-通風砌塊；8-片塊石。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型進行詳細的說明。

本實用新型涉及的一種多年凍土區(qū)抗凍融儲熱橫向擴散通風路肩結(jié)構(gòu)，于路基6的頂面自下而上依次鋪筑墊層5和路面結(jié)構(gòu)層，路面結(jié)構(gòu)層自下而上包括下基層4、上基層3、下面層2和上面層1，墊層5嵌入路基6頂面。于路基6的頂面之上、路面結(jié)構(gòu)層的兩側(cè)沿道路方向壘砌通風砌塊7，通風砌塊7與路面結(jié)構(gòu)層之間添加片塊石8。

通風砌塊7頂面與路面結(jié)構(gòu)層頂面齊平，通風砌塊7內(nèi)側(cè)垂直，外側(cè)與路基6邊坡坡度一致。通風砌塊7壘砌以無機結(jié)合料作為粘接劑。

片塊石8粒徑為20cm-40cm，孔隙率控制在20%-40%之間，堆砌厚度不低于50cm。

本實用新型充分結(jié)合片塊石路基和通風管路基的優(yōu)點，并將此應(yīng)用于凍土路肩， 采用片塊石，通風砌塊為主要材料的特殊通風路肩結(jié)構(gòu)，一方面利用塊石、通風砌塊對流作用，直接作用于路面結(jié)構(gòu)層，調(diào)控其溫度，另一方面，將路面流向路肩、片塊石層的水份沿通風砌塊孔徑排除，提高路肩抗凍融能力通過與路面結(jié)構(gòu)層對流換熱作用，將路面吸收的太陽輻射熱量導出并儲存于片塊石材料中，并最終通過通風砌塊孔徑，將熱量排出路肩，減少黑色瀝青路面吸熱，調(diào)控凍路基溫度，保護其下部的多年凍土。此外，路肩中的水份，也可由通風砌塊排出，片塊石作為一種典型的散體物料，在干燥狀態(tài)下對凍融循環(huán)作用具有極強的適應(yīng)性。

為保證對流效果，片塊石材料粒徑以20-40cm為宜，且鋪設(shè)厚度不應(yīng)低于50cm；為了便于路肩結(jié)構(gòu)熱量水份排出，通風砌塊孔徑應(yīng)為連通，為保證路肩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，通風砌塊應(yīng)以水泥、石灰等無機結(jié)合料為粘結(jié)劑進行漿砌施工，以抵抗來自塊石材料的側(cè)向壓力；該路肩結(jié)構(gòu)沿路面行車方向連續(xù)布置，以保證其溫度調(diào)控效果。

在太陽輻射作用下，當路面氣溫開始升高時，片塊石材料通過對流換熱作用，將路面結(jié)構(gòu)層中熱量導入自身，并通過通風砌塊孔徑將熱量排出，以達到調(diào)節(jié)路面溫度目的；來自路面匯集的水份，可通過通風砌塊孔徑排除，保證該結(jié)構(gòu)處于較為干燥狀態(tài)，提高結(jié)構(gòu)抗凍融能力。

施工時：

（1）路基施工完畢，路面基層施工前，于下基層4邊緣處開始鋪設(shè)通風砌塊7施工，路基橫向鋪筑至邊坡處為止，縱向沿行車方向連續(xù)鋪筑。

（2）通風砌塊7以水泥砂漿、石灰砂漿等無機結(jié)合料為粘結(jié)劑，保證具有足夠強度，施工過程中，應(yīng)保證砌塊通風管貫通，使塊石中熱量、水份能順利導出路肩。

（3）通風砌塊施工完成后，進行下基層4、上基層3、下面層2、上面層1施工。

（4）路面施工完畢后，開始在結(jié)構(gòu)層與通風砌塊間空隙處堆砌片塊石8，片塊石粒徑以20cm-40cm為宜。

（5）片塊石堆砌后，可采用3噸-5噸小型壓路機，不開振動情況下進行穩(wěn)壓施工，但施工作業(yè)需在通風砌塊漿砌施工7天后進行。

本實用新型的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。