CN105421161A - 一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构 - Google Patents

一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构 Download PDF

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赵彦旭
杲斐
吕擎峰
魏存兰
李文波
裴有陆
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    • E01B2/00—General structure of permanent way
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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Abstract

本发明公开了一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构，它涉及土木工程技术领域；基床与路堤之间设置有隔水排水层；隔水排水层可采中粗砂夹渗透系数小于防渗复合土工材料，复合土工材料的渗透系数小于10-11cm/s，复合土工材料上下分别设置5～15cm的中粗砂；本发明能防止黄土路堤湿化变形，延长使用寿命，提高了安全性。

Description

一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构
技术领域：
本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构。
背景技术：
目前的铁路路堤结构分为基床和基床以下路堤，基床多采用透水填料填筑，在干旱半干旱地区，黄土是典型的非饱和土，相应的强度、变形和湿陷都具有非饱和上的机理，黄土的压实过程实际是一个与非饱和土有关的工程问题，其目的是改善土的力学和水力学特性。许多湿陷性黄土用做路基填料时常处于非饱和状态，在遇到水分长时间的浸泡就会出现湿化变形。
压实黄土渗透系数一般在10-6cm/s～10-4cm/s数量级，在含水量增大的情况下，压实黄土会产生较大的变形，从而引起上部结构的功能丧失和破坏，如：甘肃境内的包兰铁路、陇海铁路、兰青铁路、兰新铁路等用黄土作为路堤填料的地段，在低降雨强度下长历时降雨后的路堤沉降问题长期困扰该段铁道的维护，这一病害的根源在于非饱和压实黄土的增湿变形和强度损失。西北地区黄土分布较广泛，受到工程成本和地质条件的影响，不得不选用黄土作为路基的填料。铁路工程的相关规范明确要求“旅客列车速度目标值≤200km/h或货物列车速度目标值≤120km/h的铁路，黄土仅能做为基床底层或基床以下路堤的填筑材料”。因此，研究压实黄土路堤的湿化变形，找到一种能够避免因降雨等因素而引起路堤湿化变形的新型路堤结构形式显得非常重要。
目前铁路设计规范规定，在旅客列车设计行车速度≤200km/h或货物列车设计行车速度≤200km/h时，I级铁路基床底层可采用黄土改良土做填料，基床以下路堤可以采用黄土做填料，II级铁路基床底层可采用黄土做填料，基床以下路堤可以采用黄土做填料，但是基床表层都为渗透系数较大的级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石等填筑，黄土做为基床底层或基床以下路堤时会受到湿化变形的问题。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明的一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构，它包含基床、路堤；它还包含隔水排水层；基床与路堤之间设置有隔水排水层；隔水排水层可采中粗砂夹渗透系数小于防渗复合土工材料，复合土工材料的渗透系数小于10-11cm/s，复合土工材料上下分别设置5～15cm的中粗砂。
作为优选，所述的隔水排水层可采用≥30cm厚的经水泥、石灰、粉煤灰等改性的黄土。
作为优选，所述的基床的厚度大于60cm，顶面设置4％的人字形排水坡，在中间最高，两侧边缘最低；基床表层采用三种填料，第一种为掺加一定比例的石灰、水泥、粉煤灰的级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第二种为级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第三种为满足承载力、强度和级配的其它材料。
本发明有益效果为：能防止黄土路堤湿化变形，延长使用寿命，提高了安全性。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1-基床；2-路堤；3-隔水排水层。
具体实施方式：
下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含基床1、路堤2；它还包含隔水排水层3；基床1与路堤2之间设置有隔水排水层3。
基床表层的设置。基床表层的厚度应在60cm以上，顶面设置4％的人字形排水坡，在中间最高，两侧边缘最低。基床表层按照铁路路基设计规范要求，一般采用三种填料，第一种为掺加一定比例的石灰、水泥、粉煤灰的级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第二种为级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第三种为满足承载力、强度和级配的其他材料。
基床底层的设置。基床底层厚度的设置按照铁路工程路基设计规范，采用不同的厚度，一般的厚度要求大于190cm。填筑材料可同基床表层的填料，也可采用强度高、水稳定性好、继配等指标符合铁路工程路基设计施工规范的碎石土、卵石土、砂土、砂质粘土等材料，也可采用经过掺加石灰、水泥、粉煤灰等材料的改良土。
基床与基床以下黄土路堤之间隔水排水层的设置。隔水排水层可采中粗砂夹渗透系数小于防渗复合土工材料，复合土工材料的渗透系数小于10-11cm/s，土工材料上下分别设置5～15cm的中粗砂。排水隔水层也可采用≥30cm厚的经水泥、石灰、粉煤灰等改性的黄土，经发明人研究后，确定水泥含量在4％～5％，石灰含量在6％～9％，粉煤灰含量在10％的改性黄土在冻融循环下的渗透性达到10-8cm/s，能够满足工程要求的，同时微观结构最为稳定和优越。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构，其特征在于：它包含基床、路堤；它还包含隔水排水层；基床与路堤之间设置有隔水排水层；隔水排水层可采中粗砂夹渗透系数小于防渗复合土工材料，复合土工材料的渗透系数小于10-11cm/s，复合土工材料上下分别设置5～15cm的中粗砂。
2.根据权利要求1所述的一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构，其特征在于：所述的隔水排水层可采用≥30cm厚的经水泥、石灰、粉煤灰等改性的黄土。
3.根据权利要求1所述的一种防止黄土路堤湿化变形的路堤结构，其特征在于：所述的基床的厚度大于60cm，顶面设置4％的人字形排水坡，在中间最高，两侧边缘最低；基床表层采用三种填料，第一种为掺加一定比例的石灰、水泥、粉煤灰的级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第二种为级配碎石、级配砂砾石、天然砂砾石；第三种为满足承载力、强度和级配的其它材料。
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