CN105908587A - 一种冻土地区路基保温施工方法 - Google Patents

一种冻土地区路基保温施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多年冻土地区路基保温施工方法。它包括以下步骤：（1）在冻土层中挖除地面线以下的冻土，铺设聚丙烯基布作保温护道；（2）采用低液限粘土铺设毛细水隔离层，用碾压设备碾压2~3遍；（3）采取一次倾填的方式铺设块石层；（4）在块石层上铺设小石块；（5）铺设砾石反滤层和厚中粗砂反滤层；（6）依次铺设土工布层及单掺或混杂纤维混凝土层，单掺或混杂纤维混凝土的水胶比为0.28；（7）铺筑路堤填土。其优点是：解决冻土地区路基结构问题，可以抑制裂缝发展，进而提高混凝土的抗冻融性能，同时，可以进一步防止冻土发生融化，这种路基可以保护路基下的多年冻土，避免冻胀和融沉发生，提高路基结构的安全性和稳定性。

Description

一种冻土地区路基保温施工方法
技术领域
本发明涉及一种路基结构的施工方法，尤其是一种多年冻土地区路基保温施工方法。
背景技术
冻土的危害主要分为冻胀和融陷两种。冻土是指土冻结时由于所含水分冻结成冰产生体积膨胀，使路基土产生不均匀的胀力，对公路工程造成损坏。路基土中有着无数的毛细管，地下水通过路基中的毛细管上升到路基里面，冬季来临，地表中的水分首先冻结成冰晶体，接着结合水的最外层也开始冰冻，使冰晶体逐渐增大，并在土层中形成冰夹层。路基土中的水分冰冻后体积将增加 9%，出现体积膨胀，这种现象称为冻胀影响。冻胀产生冻胀力，使路基随着膨胀发生隆起，冻胀的因素包括土质、水分、湿度、冰土层厚度、冻结速度等。当温度条件和土质一定的时候，水分是影响冻胀力的主要因素。如果形成的冻胀力大于基底上面的荷载，路基有可能被抬起，使路基及路面开裂。当温度回升土层解冻时，路基土中积聚的冰晶体就会融化，土中含水量将大大增加，加之细粒土排水能力差，或基底下还有土层未解冻，上面已融化的水渗透不到路基深处，基底土层就会处于饱和软化状态，强度大大降低，使路基发生下陷，也就是融陷。不论冻胀或融陷，一般都是不均匀性的，这样每年冻融交替，造成路基及路面开裂。在地下水位较高、细粒土较多、承载力差的土层上修筑公路，冻害尤为严重。
在高原寒冷地区道路施工，经常会遇到冻土地段。如何确保道路路基底部的冻土不受破坏，保证道路路基的稳定性和耐久性是亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够确保道路路基底部的冻土不受破坏，保证道路路基的稳定性和耐久性的冻土地区路基保温施工方法。
为了解决上述技术问题，本发明的冻土地区路基保温施工方法，包括以下步骤：
（1）在冻土层中挖除地面线以下的冻土，铺设聚丙烯基布作保温护道；
（2）采用低液限粘土铺设毛细水隔离层，用碾压设备碾压2~3遍；
（3）采取一次倾填的方式铺设块石层；
（4）在块石层上铺设小石块，采用碾压设备碾压6~8遍；
（5）铺设砾石反滤层和厚中粗砂反滤层；
（6）依次铺设土工布层及单掺或混杂纤维混凝土层，所述单掺或混杂纤维混凝土的水胶比为0.28；
（7）铺筑路堤填土。
所述步骤（4）中块石层的铺筑厚度为125cm。
所述步骤（5）中砾石反滤层的厚度为23cm，采用碾压设备碾压7~9遍，所述厚中粗砂反滤层的厚度为24cm，采用碾压设备碾压7~9遍。
所述步骤（6）中纤维混凝土的成分参数如下：水泥476kg/m3、粉煤灰119kg/m3、水166.6 kg/m3、砂692.2kg/m3、小石子286.8kg/m3、大石子669.1 kg/m3、减水剂8.925kg/m3，其中小石子粒径为5-10mm、大石子粒径为10-20mm。
所述单掺纤维是聚丙烯短纤维A或聚丙烯长纤维B，所述混杂纤维是在单纤维的基础上，再加入聚丙烯纤维A或聚丙烯纤维B。
所述冻土层中设置有热棒。
所述热棒由横梁、立柱、护面和热锚管组成，所述热锚管由冷凝段、蒸发段和锚固段组成。
所述热棒的下端斜插入冻土层。
所述热棒的下端直插入冻土层。
所述热棒的顶端具有反光板。
本发明的优点在于：
解决冻土地区路基结构问题，通过对整体结构的设计铺设以及采用新材料满足隔层材料需求，大幅度提高了路基在一个冻融周期内的净放热量，采用单掺或混杂纤维高性能混凝土层，可以抑制裂缝发展，进而提高混凝土的抗冻融性能，同时，通过在该路基中设置热棒，可以进一步防止冻土发生融化，这种路基可以保护路基下的多年冻土，避免冻胀和融沉发生，提高路基结构的安全性和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的冻土地区路基保温施工方法作进一步详细说明。
实施例一：
本发明的冻土地区路基保温施工方法，包括以下步骤：
（1）在冻土层中挖除地面线以下的冻土，铺设聚丙烯基布作保温护道；
（2）采用低液限粘土铺设毛细水隔离层，用碾压设备碾压2~3遍；
（3）采取一次倾填的方式铺设块石层，以保证足够的孔隙；
（4）在块石层上铺设小石块，防止下述反滤层漏入块石层从而影响通风效果，块石层的铺筑厚度为125cm，采用碾压设备碾压6~8遍；
（5）铺设砾石反滤层和厚中粗砂反滤层；砾石反滤层的厚度为23cm，采用碾压设备碾压7~9遍，厚中粗砂反滤层的厚度为24cm，采用碾压设备碾压7~9遍；
（6）依次铺设土工布层及单掺纤维高性能混凝土层，单掺纤维高性能混凝土在已有的纤维混凝土的基础上，增加小粒径石子的比例，降低了水胶比，其水胶比为0.28；其中，纤维混凝土的成分参数具体为：水泥476kg/m3、粉煤灰119kg/m3、水166.6 kg/m3、砂692.2kg/m3、小石子286.8kg/m3、大石子669.1 kg/m3、减水剂8.925kg/m3，其中小石子粒径为5-10mm、大石子粒径为10-20mm；该步骤中所说的单掺纤维是聚丙烯短纤维A或聚丙烯长纤维B；
（7）铺筑密实的路堤填土。
进一步地，在冻土地区路基中的冻土层中设置有热棒，以降低地基温度，防止多年冻土融化，提高地基冻土的冻结强度、抗剪强度和抗压强度，所说的热棒由横梁、立柱、护面和热锚管组成，所述热锚管由冷凝段、蒸发段和锚固段组成，所说的热棒的下端斜插入冻土层或直插入冻土层，热棒的顶端具有反光板。
实施例二：
本发明的冻土地区路基保温施工方法，包括以下步骤：
（1）在冻土层中挖除地面线以下的冻土，铺设聚丙烯基布作保温护道；
（2）采用低液限粘土铺设毛细水隔离层，用碾压设备碾压2~3遍；
（3）采取一次倾填的方式铺设块石层，以保证足够的孔隙；
（4）在块石层上铺设小石块，防止下述反滤层漏入块石层从而影响通风效果，块石层的铺筑厚度为125cm，采用碾压设备碾压6~8遍；
（5）铺设砾石反滤层和厚中粗砂反滤层；砾石反滤层的厚度为23cm，采用碾压设备碾压7~9遍，厚中粗砂反滤层的厚度为24cm，采用碾压设备碾压7~9遍；
（6）依次铺设土工布层及混杂纤维高性能混凝土层，混杂纤维高性能混凝土在已有的纤维混凝土的基础上，增加小粒径石子的比例，降低了水胶比，其水胶比为0.28；其中，纤维混凝土的成分参数具体为：水泥476kg/m3、粉煤灰119kg/m3、水166.6 kg/m3、砂692.2kg/m3、小石子286.8kg/m3、大石子669.1 kg/m3、减水剂8.925kg/m3，其中小石子粒径为5-10mm、大石子粒径为10-20mm；
该步骤中所说的混杂纤维是在单纤维的基础上，再加入聚丙烯纤维A或聚丙烯纤维B。
（7）铺筑密实的路堤填土。
进一步地，在冻土地区路基中的冻土层中设置有热棒，以降低地基温度，防止多年冻土融化，提高地基冻土的冻结强度、抗剪强度和抗压强度，所说的热棒由横梁、立柱、护面和热锚管组成，热锚管由冷凝段、蒸发段和锚固段组成，所说的热棒的下端斜插入冻土层或直插入冻土层，热棒的顶端具有反光板。

Claims (10)

1.一种冻土地区路基保温施工方法，包括以下步骤：
（1）在冻土层中挖除地面线以下的冻土，铺设聚丙烯基布作保温护道；
（2）采用低液限粘土铺设毛细水隔离层，用碾压设备碾压2~3遍；
（3）采取一次倾填的方式铺设块石层；
（4）在块石层上铺设小石块，采用碾压设备碾压6~8遍；
（5）铺设砾石反滤层和厚中粗砂反滤层；
（6）依次铺设土工布层及单掺或混杂纤维混凝土层，所述单掺或混杂纤维混凝土的水胶比为0.28；
（7）铺筑路堤填土。
2.按照权利要求1所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述步骤（4）中块石层的铺筑厚度为125cm。
3.按照权利要求1所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述步骤（5）中砾石反滤层的厚度为23cm，采用碾压设备碾压7~9遍，所述厚中粗砂反滤层的厚度为24cm，采用碾压设备碾压7~9遍。
4.按照权利要求1所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述步骤（6）中纤维混凝土的成分参数如下：水泥476kg/m3、粉煤灰119kg/m3、水166.6 kg/m3、砂692.2kg/m3、小石子286.8kg/m3、大石子669.1 kg/m3、减水剂8.925kg/m3，其中小石子粒径为5-10mm、大石子粒径为10-20mm。
5.按照权利要求1或4所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述单掺纤维是聚丙烯短纤维A或聚丙烯长纤维B，所述混杂纤维是在单纤维的基础上，再加入聚丙烯纤维A或聚丙烯纤维B。
6.按照权利要求1所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述冻土层中设置有热棒。
7.按照权利要求6所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述热棒由横梁、立柱、护面和热锚管组成，所述热锚管由冷凝段、蒸发段和锚固段组成。
8.按照权利要求7所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述热棒的下端斜插入冻土层。
9.按照权利要求7所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述热棒的下端直插入冻土层。
10.按照权利要求8或9所述的冻土地区路基保温施工方法，其特征在于：所述热棒的顶端具有反光板。
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