CN104532712A - 一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法与结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法与结构，步骤：A：测试其单轴饱和极限抗压强度；B、选取软质岩石判断分类；C、在路堤底部填筑一层砂砾；D、将软质岩石填料分层填筑于路基部位，最后加铺一层两布一膜复合土工膜；E、每填筑软质岩石后，填筑一层砂砾；F、对易湿化崩解的软质岩石，缩小夹层填料间距，铺设土工格栅进行路堤边坡加筋。该结构在路堤底部填筑一层砂砾，在砂砾上加铺一层两布一膜复合土工膜，将软质岩石依次分层填筑于路基部位，最后加铺一层两布一膜复合土工膜，路堤边坡处采用土工格栅，路床合格填料铺筑于顶层两布一膜复合土工膜之上。方法易行，提高稳定性，防治路基沉降变形病害效果显著，造价低廉。

Description

一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法与结构

技术领域

本发明涉及路基填筑与道路病害防治技术领域，更具体涉及一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，同时还涉及一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，根据路基工程环境特点与软岩填料工程特性。在路堤结构内设置透水性材料、复合土工防渗材料、间隔填筑改性土层对软岩路堤进行处治，防止外界水分渗入路基土体，防治路基不均匀沉降变形，保障软岩路堤结构长期稳定性。

背景技术

软质岩石是一种岩质较软，易风化，水稳定性较差的天然材料，同时具有一定的膨胀性及崩解性，材料遇水或风化作用后其强度会急剧降低。软质岩石在我国四川、重庆、贵州、湖北、湖南、滇东北地区等大量分布，山区高填方道路为降低外来材料运输成本、减少弃方对道路周围环境的影响，多采用就地取材，以挖方区爆破开挖产生的碎石土为主要路基填料。据调查，过去由于对软质岩石风化料工程性质认识不足与技术经济条件限制，全国修建的山区高等级公路，基本都出现路堤沉降问题，其中利用了软岩填料，特别是易风化和湿化的软质岩石及其风化物的填筑路堤在多年反复交通荷载和湿热环境条件下产生路床翻浆冒泥、路基不均匀沉降、边坡坍塌等严重病害，导致路基结构状态恶化、维修工程量增加，致使此类填料在公路工程中应用受到限制。本发明提出一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法与典型结构，充分利用沿线挖方软质岩石作为路基填料，并采用改性土层及复合土工材料在软质岩石路堤顶底面及中部进行防水包盖处治，起到防止水分入渗，防治路堤沉降变形，保护路基稳定的作用。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，方法易行，操作简便。该方法对工程现场软质岩石进行判断分类，充分利用当地挖方区爆破开挖产生的软质岩石作为路堤填料，降低工程成本，具有防 治软岩路堤不均匀沉降病害，提高软质岩石路堤的整体性能，保障路堤长期稳定性的特点。

本发明的另一个目的是在于提供了一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，适用性强，安全稳定耐久。该软岩路基典型结构对软质岩石进行预崩解或预碾压，判断分类选择岩性相对较好的碎石土进行路堤填筑，采用透水性材料、复合土工防渗材料、间隔填筑改性土层对软质岩石路堤进行处治，达到防止外界水分渗入路基土体，防治路基不均匀沉降变形，提高软质岩石路堤的整体性能的目的，以保障路堤长期稳定性。

为了实现上述的目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，其步骤是：

A、初判工程现场软质岩石风化状态，测试其单轴饱和极限抗压强度：根据工程现场软质岩石风化程度、粒度粗细及颜色等野外特征，对挖方区爆破开挖产生的软质岩石进行初判，选择除残积土状态及全风化状态之外状态相对较好的软质岩石测试其单轴饱和极限抗压强度；

B、依据软质岩石试样单轴饱和极限抗压强度与湿化崩解及风化特性按表1标准将其分为Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石、Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石四类，将可作为填料的软质岩石运于料场进行预湿化崩解及预碾压预处理，踢除或破碎大块硬质岩，然后再运往工地填筑。

软质岩石分类标准(表1)

C、做好地基处理，在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料。季节性冻土地区还应在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上加铺一层两布一膜复合土工膜防止地下冻结水上升至路基结构。

D、将预先处理好的软质岩石填料分层填筑于路基相应部位，碾压密实，完成路堤填筑后在最后一层软岩路堤顶部铺设一层第二两布一膜复合土工膜防渗；再铺筑路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石铺筑第二两布一膜复合土工膜上。

E、当Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，即在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上直接填筑软质岩石至设计路床(路堤)设计标高；当Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石填筑路堤高度超过6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑3.0～4.0m软质岩石后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料；

F、对易湿化崩解的Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石填筑高度大于3m时，考虑软岩路堤边坡受降雨等气候因素影响湿化变形较大，缩小夹层填料间距，每填筑1.0～2.0m软质岩石后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石或硬质岩石渣等夹层填料，并路堤边坡处采用整体性好、强度高、变形小的土工格栅进行路堤边坡加筋。

一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，它由软质岩石、Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石、Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣、两布一膜复合土工膜、路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石、土工格栅组成，选取较好软质岩石试样测试其单轴饱和极限抗压强度，根据软质岩石试样单轴饱和极限抗压强度、岩石湿化软化及崩解预碾压结果将其分为Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石、Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石四个类别，进行软岩路基典型结构填筑。典型路基填筑结构的特征在于：先在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料，再将软质岩石分层填筑于砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上方，土工格栅、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣位于软质岩石内部，第二两布一膜复合土工膜铺在软质岩石顶面，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石铺筑于第二两布一膜复合土工膜之上，软岩路基位于季冻区时，还需在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上加铺一层第一两布一膜复合土工膜防止地下冻结水上升至路基结构；然后，按照路基填料强度要求、软质岩石填料级别不同在路基相应部位，依次填筑软质岩石、间隔夹层及土工格栅 路堤加筋材料，并在最后一层软质岩石路堤顶部加铺一层第二两布一膜复合土工膜防渗。当Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上直接填筑软质岩石至设计路床(路堤)设计标高；当路堤高度大于6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑厚度3.0～4.0m软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料。当采用易湿化崩解的Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石作为填料时，考虑其路堤边坡受降雨等气候因素影响湿化变形较大，间隔(夹层)填筑间距应降低，当路堤高度超过3m时，即采用间隔夹层填筑法，每填筑厚度1.0～2.0m软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料，并路堤边坡处采用土工格栅等整体性好、强度高、变形小的土工合成材料进行路堤边坡加筋。

所述的软质岩石判别分类方法是，先对工程现场软质岩石状态进行初判，选择除残积土状态及全风化状态之外状态相对较好的软质岩石，依据试样单轴饱和极限抗压强度与岩石湿化崩解及预碾压结果对软质岩石进行判别分类：单轴饱和极限抗压强度在25～30Mpa,软化系数为0.75～0.6，在24小时内或经过一两个干湿循环后不发生崩解，或仅在某些尖棱角处有少量崩解，且崩解量不大于总量1％的软质岩石，为I类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在15～25Mpa，软化系数为0.6～0.45，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成块状，崩落的块体粒径多大于10mm的软质岩石，为II类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在5～15Mpa，软化系数为0.45～0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成碎块状，崩解物大都呈5～10mm碎块状堆积的软质岩石，为Ⅲ类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在小于5Mpa,软化系数小于等于0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环后崩解成渣状、渣粒状的软质岩石，为Ⅳ类软质岩石。

所述的软质岩石填筑位置是在软质岩石满足路基填料强度要求的条件下，I类软质岩石填筑路堤时视为填石路堤，填料可用于路堤、下路床部位；Ⅱ类软质岩石、Ⅲ类软质岩石填筑路堤时视为土石混填路堤填料，可用于路堤部位；Ⅳ级软质岩石用来填筑路堤时视为土质路堤，可用于下路堤填筑。

所述的直接填筑法是：当Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，直接在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上填筑软质岩石 至设计路床(路堤)设计标高，在软质岩石路堤顶部加铺一层第二两布一膜复合土工膜防渗；

所述的间隔夹层填筑法是：在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上填筑软质岩石，每填筑厚度3.0～4.0m的Ⅰ类软质岩石、Ⅱ类软质岩石，或每填筑厚度1.0～2.0mⅢ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料。

所述的两布一膜复合土工膜，所述的两布一膜复合土工膜包括第一两布一膜复合土工膜、第二两布一膜复合土工膜；第一两布一膜复合土工膜铺设在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上方，与软质岩石1相连，用于防止季冻区地下冻结水上升；第二两布一膜复合土工膜铺设在软质岩石顶面，与上方路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石相连，用于防止路基上部自由水下渗。

所述的路堤边坡加筋是当Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石填筑路堤高度超过3m时，考虑其路堤边坡受降雨等气候因素影响湿化变形较大，在路堤边坡处采用土工格栅等整体性好、强度高、变形小的土工合成材料进行路堤加筋处治，加筋材料层间距为60～80cm，加筋材料长度为3.0～5.0m。

所述的土工格栅包括第一土工格栅、第二土工格栅、第三土工格栅、第四土工格栅、第五土工格栅、第六土工格栅，土工格栅铺筑于Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石填筑路堤高度超过3m的软质岩石内部，长度为3.0～5.0m。第一土工格栅和第二土工格栅铺筑于路堤下部，层间距为60～80cm，分别与软质岩石相连，起加筋路堤底部边坡的作用；当Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石填筑厚度达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石，并依次铺筑第三土工格栅和第四土工格栅铺；第三土工格栅和第四土工格栅分别与软质岩石相连，层间距为60～80cm，起加筋路堤中部边坡的作用；当Ⅲ类软质岩石、Ⅳ类软质岩石填筑厚度再次达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑60～80cm的Ⅲ类软质岩石，并依次铺筑第五土工格栅和第六土工格栅铺；第五土工格栅和第六土工格栅分别与软质岩石相连，层间距为 60～80cm，起加筋路堤顶部边坡的作用；继续填筑Ⅲ类软质岩石至路堤顶部。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

本发明是一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，依据软质岩石湿化崩解及风化特性对软质岩石填料判别分类，按照路基填料强度要求、软质岩石填料的不同类别分层填筑于路基相应部位，充分利用现场挖方区爆破开挖产生的软质岩石类碎石土作为路堤填料，节约工程造价；通过在路基底部设置透水性材料，顶部设置复合土工防渗材料防止外界水分对路基土体的入渗影响；在季冻地区考虑地下水冻胀影响，在路堤底部透水性材料上加铺复合土工防渗材料，一方面为在冻胀力作用下上升的地下水提供排水通道，另一方面切断地下水的上升途径，保证路基湿度状态；采用间隔夹层填筑改性土层或良好路基填料对软质岩石路堤不均匀沉降变形进行防治，提高了软质岩石路堤结构的整体稳定性与局部稳定性，降低沉降变形，保障路堤结构长期稳定性。本发明施工方便，造价低廉，可广泛应用于我国四川、重庆、贵州，湖南、湖北、滇东北等地区软质岩石分布较多的软质岩石路基填筑。

附图说明

图1为一种高度大于3m易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

图2为一种高度大于6m不易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

图3为一种高度小于6m不易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

图4为一种季冻区高度大于3m易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

图5为一种季冻区高度大于6m不易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

图6为一种季冻区高度小于6m不易湿化崩解的软质岩石路基结构示意图

其中，1-软质岩石；1A-Ⅰ类软质岩石；1B-Ⅱ类软质岩石；1C-Ⅲ类软质岩石；1D-Ⅳ类软质岩石；2-砂砾或硬质岩石渣等透水性材料；3-砂砾、或改性软质岩石、或硬质岩石渣包括(3a-第一砂砾、或改性软质岩石、或硬质岩石渣；3b-第二砂砾、或改性软质岩石、或硬质岩石渣)；4-两布一膜复合土工膜包括(4a-第一两布一膜复合土工膜、4b-第一两布一膜复合土工膜)；5-路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石；6-土工格栅包括(6a-第一土工格栅；6b-第二土工格栅；6c-第三土工格栅、6d-第四土工格栅、6e-第五土工格栅、6f-第六土工格栅)。

具体实施方式

实施例1：

下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6，对本发明作进一步的详细描述：

一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，其步骤是：

A、初判工程现场软质岩石状态，测试其单轴饱和极限抗压强度：根据工程现场软质岩石风化程度、粒度粗细及颜色等野外特征，对挖方区爆破开挖产生的软质岩石进行初判，选择除残积土状态及全风化状态之外状态相对较好的软质岩石测试其单轴饱和极限抗压强度；

B、依据软质岩石试样单轴饱和极限抗压强度与湿化软化及崩解特性将其分为Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B、Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D四类，将可作为填料的软质岩石1运于料场进行预湿化崩解及预碾压预处理。

软质岩石分类标准(表1)

C、在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2。若为季节性冻土地区还应在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2上加铺第一两布一膜复合土工膜4a防止地下冻结水上升至路基结构。

D、将预先处理好的软质岩石1填料分层填筑于砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2之上(图1)；季冻区软质岩石1填料填筑于第一两布一膜复合土工膜4a之上(图4)。

E、对于易湿化崩解的Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑高度大于3m时，缩小夹层填料间距，每填筑1.0～2.0m软质岩石1后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3或其它符合要求的良好夹层 填料，并路堤边坡处采用土工格栅6等整体性好、强度高、变形小的土工合成材料进行路堤边坡加筋(图1)。

F、完成路堤填筑后，在最后一层软岩路堤顶部铺设第二两布一膜复合土工膜4b防渗，并在其上铺筑路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5完成路基填筑。

实施例2：

根据图1、图2、图3可知，一种防治公路软岩路基沉降变形病害的典型结构，它由软质岩石1、Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B、Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D、砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2、砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3或其它符合要求的良好夹层填料、两布一膜复合土工膜4、路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5、土工格栅6组成。其特征在于：在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2，再将软质岩石1分层填筑于砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2上方，土工格栅6、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料3位于软质岩石1内部，第二两布一膜复合土工膜4b铺在软质岩石1顶面，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5铺筑于第二两布一膜复合土工膜4b之上。Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料2上直接填筑软质岩石1，Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B填筑路堤高度超过6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑3.0～4.0m软质岩石1后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3，对Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑高度大于3m时，每填筑1.0～2.0m软质岩石1后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3，路堤边坡处采用土工格栅6等强度高、变形小的土工合成材料进行路堤边坡加筋，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5铺筑于第二两布一膜复合土工膜4b之上。若为季冻区还应在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2上加铺第一两布一膜复合土工膜4a，如图4、图5、图6所示。

所述的软质岩石1根据软质岩石湿化崩解状态、风化特性及试样单轴饱和极限抗压强度不同进行判别分类：单轴饱和极限抗压强度在25～30Mpa,软化系数为0.75～0.6，在24小时内或经过一两个干湿循环后不发生崩解，或仅在某些 尖棱角处有少量崩解，且崩解量不大于总量1％的软质岩石，为I类软质岩石1A；单轴饱和极限抗压强度在15～25Mpa，软化系数为0.6～0.45，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成块状，崩落的块体粒径多大于10mm的软质岩石，为II类软质岩石1B；单轴饱和极限抗压强度在5～15Mpa，软化系数为0.45～0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成碎块状，崩解物大都呈5～10mm碎块状堆积的软质岩石，为Ⅲ类软质岩石1C；单轴饱和极限抗压强度在小于5Mpa,软化系数小于等于0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环后崩解成渣状、渣粒状的软质岩石，为Ⅳ类软质岩石1D。I类软质岩石1A可用于路堤、下路床部位，视为填石路堤填料；Ⅱ类软质岩石1B、Ⅲ类软质岩石1C可用于路堤部位，视为土石混填路堤填料；Ⅳ类软质岩石1D可用于下路堤填筑，视为土质路堤填料。

所述的两布一膜复合土工膜4包括第一两布一膜复合土工膜4a、第二两布一膜复合土工膜4b；第一两布一膜复合土工膜4a铺设在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2上方，与软质岩石1相连，用于季冻区软岩路基，防止地下冻结水上升至路基结构；第二两布一膜复合土工膜4b铺在软质岩石1顶面，与上方路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5相连，防止上部自由水下渗。

所述的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3包括第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3a、第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3b，位于软质岩石1内部，主要填筑于高度大于6m的Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B软岩路堤，或高度大于3m的Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D软岩路堤内部。当填筑厚度3.0～4.0m的Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B，或每填筑厚度1.0～2.0mⅢ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D后，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3a，继续填筑厚度3.0～4.0m的Ⅰ类软质岩石1A、Ⅱ类软质岩石1B，或每填筑厚度1.0～2.0mⅢ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D后，再填筑一层厚度不少于30cm的第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3b。

所述的土工格栅6包括第一土工格栅6a、第二土工格栅6b、第三土工格栅6c、第四土工格栅6d、第五土工格栅6e、第六土工格栅6f，土工格栅6铺筑于Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑路堤高度超过3m的软质岩石1 内部，长度为3.0～5.0m。第一土工格栅6a和第二土工格栅1b铺筑于路堤下部，层间距为60～80cm，分别与软质岩石1相连，起加筋路堤底部边坡的作用；当Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑厚度达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3a或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D，并依次铺筑第三土工格栅6c和第四土工格栅铺6d；第三土工格栅6c和第四土工格栅6d分别与软质岩石1相连，层间距为60～80cm，起加筋路堤中部边坡的作用；当Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑厚度再次达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3b或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑60～80cm的Ⅲ类软质岩石1C，并依次铺筑第五土工格栅6e和第六土工格栅铺6f；第五土工格栅6e和第六土工格栅6f分别与软质岩石1相连，层间距为60～80cm，起加筋路堤顶部边坡的作用；继续填筑Ⅲ类软质岩石1C至路堤顶部。

图1中一种高度大于3m易湿化崩解的软质岩石路基典型结构施工方式如下：

路基填筑前应施作试验段，确定适合的路基填料的上料方式、摊铺厚度、压实机械、行驶速度、碾压遍数、检测方法、成品路基保护措施，并根据试验路段的经验和数据进行施工并控制施工质量，注意在施工过程中选择大型碾压机械施工对软质岩石1进行充分破碎，并选择合理的松铺厚度，确保达到要求的孔隙率，以防因填料软化或崩解而发生过大沉降。Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D在料场应先进行预湿化崩解及预碾压处理(预处理)，踢除或破碎大块硬质岩，然后再运往工地填筑。填筑前，先在处理好的地基上填筑一层不小于50cm厚的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2，将预处理好的同一类型的软质岩石1(Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D)按方格网均匀堆卸在路基上，逐层碾压成型，填筑60～80cm厚时在路堤边坡两侧各铺一层长度为3.0～5.0m第一土工格栅6a，再填筑软质岩石1至60～80cm厚时，在路堤边坡两侧各铺一层长度为3.0～5.0m第二土工格栅6b，提高下路堤边坡稳定性，再填筑Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D，至路堤边坡高度为1.0～2.0m时，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3a或其它符合要求的良好夹 层填料；继续填筑Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D，并依次铺筑第三土工格栅6c和第四土工格栅铺6d，第三土工格栅6c和第四土工格栅6d分别与软质岩石1相连，层间距为60～80cm，起加筋路堤中部边坡的作用；当Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石1D填筑厚度再次达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣3b或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑60～80cm的Ⅲ类软质岩石1C，并依次铺筑第五土工格栅6e和第六土工格栅铺6f；第五土工格栅6e和第六土工格栅6f分别与软质岩石1相连，层间距为60～80cm，起加筋路堤顶部边坡的作用；继续填筑Ⅲ类软质岩石1C至路堤顶部。在最后一层软质岩石1顶部铺设一层第二两布一膜复合土工膜4b，相邻两幅土工材料间搭接宽度不小于20cm，再填筑路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5，完成路基施工。

图2中一种高度大于6m不易湿化崩解的软质岩石路基典型结构，施工方式同上，采用间接夹层法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料2上分层碾压填筑将预处理好的同一类型的软质岩石(Ⅰ类软质岩石1A或Ⅱ类软质岩石1B)，填筑厚3.0～4.0m的软质岩石1，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石或硬质岩石渣等符合要求的良好夹层填料3，直至设计高度，在最后一层软质岩石1顶部铺设一层第二两布一膜复合土工膜4b，再填筑路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5，完成路基施工。

图3中一种高度小于6m不易湿化崩解的软质岩石路基典型结构，施工方式同上，采用直接填筑法，直接在砂砾或硬质岩石渣透水性材料2上分层碾压填筑将预处理好的同一类型的软质岩石1(Ⅰ类软质岩石1A或Ⅱ类软质岩石1B)至路床/路堤设计标高，在最后一层软质岩石1顶部加铺一层第二两布一膜复合土工膜4b防渗。若是Ⅱ类软质岩石1B填筑的路堤，再填筑路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石5，完成路基施工。

图4、图5、图6中一种季冻区软质岩石路基典型结构，施工方式分别同图1、图2、图3所示，不同的是，因考虑季冻区地下水冻结上升对路基性能的影响，需在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料2上加铺一层第一两布一膜复合土工膜4a，再按照路基结构与填料强度要求、软质岩石填料级别不同在路基相应部位。

Claims (8)

1.一种防治公路软岩路基沉降变形病害的设计方法，其步骤是：

A、根据工程现场软质岩石风化程度、粒度粗细及颜色野外特征，对挖方区爆破开挖产生的软质岩石进行初判，选择除残积土状态及全风化状态之外的软质岩石测试其单轴饱和极限抗压强度；

B、依据软质岩石试样单轴饱和极限抗压强度与湿化软化及崩解特性，将其分为Ⅰ类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)、Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)四类，作为填料的软质岩石(1)运至料场进行预湿化崩解及预碾压预处理，踢除或破碎大块硬质岩，然后再运往工地填筑；

软质岩石分类标准

C、做好地基处理，在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)，季节性冻土地区在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上加铺一层第一两布一膜复合土工膜(4a)防止地下冻结水上升至路基结构；

D、将处理的软质岩石(1)填料分层填筑于路基相应部位，碾压密实，完成路堤填筑后在最后一层软岩岩石(1)顶部铺设一层第二两布一膜复合土工膜(4b)防渗；再将路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石(5)铺筑于第二两布一膜复合土工膜(4b)上；

E、Ⅰ类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上直接填筑软质岩石(1)至设计路床、设计标高；Ⅰ类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)填筑路堤高度超过6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑3.0～4.0m软质岩石(1)后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3)；

F、对易湿化崩解的Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑高度大于3m时，缩小夹层填料间距，每填筑1.0～2.0m软质岩石(1)后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石(3)，并在路堤边坡处采用强度高、变形小的土工格栅(6)进行路堤边坡加筋。

2.权利要求1所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，它包括软质岩石(1)、砂砾(2)、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣(3)、两布一膜复合土工膜(4)、路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石(5)、土工格栅(6)，其特征在于：在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)，再将软质岩石(1)分层填筑于砂砾或硬质岩石渣等透水性材料(2)上方，土工格栅(6)、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣(3)位于软质岩石(1)内部，第二两布一膜复合土工膜(4b)铺在软质岩石(1)顶面，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石(5)铺筑于第二两布一膜复合土工膜(4b)之上，Ⅰ类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上直接填筑软质岩石(1)，Ⅰ类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)填筑路堤高度超过6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑3.0～4.0m软质岩石(1)后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3)，对Ⅲ类软质岩石1C、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑高度大于3m时，每填筑1.0～2.0m软质岩石(1)后，填筑一层厚度不大于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3)，路堤边坡处采用土工格栅(6)的土工合成材料进行路堤边坡加筋，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石(5)铺筑于第二两布一膜复合土工膜(4b)之上。当软岩路基处于季冻区时，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上加铺一层第一两布一膜复合土工膜(4a)。

3.权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的I类软质岩石(1A)填筑路堤时为填石路堤，填料用于路堤、下路床部位；Ⅱ类软质岩石(1B)、Ⅲ类软质岩石(1C)填筑路堤时为土石混填路堤填料，用于路堤部位；Ⅳ级软质岩石(1D)用来填筑路堤时为土质路堤，用于下路堤填筑。

4.权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的直接填筑法是I类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)填筑路堤高度小于6m时，直接在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上分层填筑软质岩石(1)至设计路床设计标高，在软质岩石路堤顶部加铺第二两布一膜复合土工膜(4b)。

5.权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的间隔夹层填筑法是在砂砾或硬质岩石渣透水性材料(2)上填筑软质岩石(1)，每填筑厚度3.0～4.0m的I类软质岩石(1A)、Ⅱ类软质岩石(1B)，或每填筑厚度1.0～2.0mⅢ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3)。

6.权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的两布一膜复合土工膜(4)包括第一两布一膜复合土工膜(4a)、第二两布一膜复合土工膜(4b)；第一两布一膜复合土工膜(4a)铺设在砂砾或硬质岩石渣(2)等透水性材料上方，与软质岩石1相连，第二两布一膜复合土工膜(4b)铺设在软质岩石顶面，与上方路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石相连。

7.权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的路堤边坡加筋是Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑路堤高度超过3m时，在路堤边坡处采用土工格栅(6)，加筋材料层间距为60～80cm，加筋材料长度为3.0～5.0m。

8.根据权利要求2所述的一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，其特征在于：所述的土工格栅(6)包括第一土工格栅(6a)、第二土工格栅(6b)、第三土工格栅(6c)、第四土工格栅(6d)、第五土工格栅(6e)、第六土工格栅(6f)，土工格栅(6)铺筑于Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑路的软质岩石(1)内部，长度为3.0～5.0m，第一土工格栅(6a)和第二土工格栅(1b)铺筑于路堤下部，层间距为60～80cm，分别与软质岩石(1)相连，Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑厚度达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3a)，继续填筑Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)，并依次铺筑第三土工格栅(6c)和第四土工格栅铺(6d)；第三土工格栅(6c)和第四土工格栅(6d)分别与软质岩石(1)相连，层间距为60～80cm，Ⅲ类软质岩石(1C)、Ⅳ类软质岩石(1D)填筑厚度达到1.0～2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第二砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣(3b)，继续填筑60～80cm的Ⅲ类软质岩石(1C)，并依次铺筑第五土工格栅(6e)和第六土工格栅铺(6f)；第五土工格栅(6e)和第六土工格栅(6f)分别与软质岩石(1)相连，层间距为60～80cm，继续填筑Ⅲ类软质岩石(1C)至路堤顶部。