CN114351526B - 一种软土路基结构体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软土路基结构体系及施工方法，软土路基结构体系包括底基层结构、基层结构、面层结构和导排结构；底基层结构包括地聚物抗滑挡板、地聚物加固软土层、地聚物约束管桩和软土地基；基层结构包括地聚物承载框格、垫层、地聚物混凝土衬垫层、改性粘土夯实层和地聚物绿植种植槽；面层结构包括地聚物稳定碎石层和沥青地聚物混凝土层；导排结构包括地聚物排水槽和排水沟。本软土路基结构体系采用抗压强度高、早强抗渗性能好、耐酸耐碱性强、低碳环保的绿色无机胶凝材料—地聚物制备软土路基结构体系，可实现路基均匀沉降，提高路基边坡稳定性，具备结构简单可靠、耐久性好、生态恢复率高、施工效率快、后期维修费用少的优点。

Description

一种软土路基结构体系及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种软土路基结构体系及施工方法。

背景技术

公路工程是我国交通的重点工程，伴随着我国经济建设的蓬勃发展，在特殊地质条件下修建的公路逐年增多，而软土在工程施工中尤为常见。软土具有天然含水率高、孔隙比大、压缩性高、力学性能差、灵敏度高的特点。目前，软土地基一般采用水泥深层搅拌桩加固。首先，水泥深层搅拌桩在施工过程中面临的工程环境变得更加复杂和恶劣，而水泥在受到土壤中各种离子侵蚀作用下，水泥土的抗压强度和耐久性会明显下降，导致水泥深层搅拌桩体间受力不均匀，进而造成软土路基发生不均匀沉降以及路堤产生大面积侧向开裂；其次，由于软土地基含水量较高，土壤中水分则会不断地侵入路基底部，久而久之，路面底下就会出现大面积亏空，坡脚的强度难以支撑路基上方压力，则会造成软土路基承载力显著下降，从而致使路面坍塌和不均匀沉降等情况发生；然后，在路基施工过程中，目前大多采用将黏土作为路基边坡护坡材料，而黏土在受到雨水侵入后，易造成黏土遭受冲刷流失，进而导致边坡发生局部塌陷等工程危害；最后，传统软土路基路面主要以普通混凝土作为主要结构材料，而普通混凝土在其制备、运输、施工中会产生大量的二氧化碳等温室气体，不符合低碳环保可持续发展理念。

鉴于此，有必要提供一种新的软土路基结构体系及施工方法，以解决或至少改善上述技术缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种软土路基结构体系及施工方法，旨在解决现有技术软土路基结构软基加固效果差且不环保的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种软土路基结构体系，包括：

导排结构，以及从底部到顶部依次设置的底基层结构、基层结构和面层结构；

所述底基层结构包括地聚物抗滑挡板、地聚物加固软土层、地聚物约束管桩和软土地基，所述地聚物抗滑挡板插入所述软土地基内，所述地聚物加固软土层设置于所述地聚物抗滑挡板和所述软土地基形成的凹槽内，所述地聚物约束管桩依次穿过所述地聚物加固软土层和所述软土地基，且所述地聚物约束管桩的底部与所述地聚物抗滑挡板的底部平齐设置；

所述基层结构包括基底层、设置于所述基底层上方的改性黏土夯实层，以及设置于所述基底层两侧的地聚物绿植种植槽，所述地聚物绿植种植槽通过连接杆连接；

所述面层结构包括层叠设置的地聚物稳定碎石层和沥青地聚物混凝土层，所述地聚物稳定碎石层设置于所述改性黏土夯实层和所述沥青地聚物混凝土层之间；

所述导排结构包括地聚物排水管和排水沟，所述地聚物排水管设置于所述沥青地聚物混凝土层两侧，所述排水沟设置在所述地聚物抗滑挡板外侧的所述软土地基的表面。

在一实施例中，所述基底层包括地聚物承载框格、垫层和地聚物混凝土衬垫层，所述地聚物承载框格设置于所述地聚物约束管桩上，所述垫层铺设在所述地聚物承载框格与所述地聚物加固软土层形成的腔室内，所述地聚物混凝土衬垫层设置于所述垫层的上表面，所述地聚物混凝土衬垫层的两侧形成有凸出端，所述地聚物绿植种植槽安装于所述地聚物混凝土衬垫层的凸出端。

在一实施例中，所述地聚物承载框格包括纵向杆件、横向杆件和连接纽扣；所述纵向杆件两端与所述地聚物抗滑挡板连接；所述横向杆件将相邻所述纵向杆件相连接，所述连接纽扣设置在所述纵向杆件与所述横向杆件连接处；所述垫层由卵石、碎石、砾石、再生混凝土骨料任意一种或多种组成。

在一实施例中，所述地聚物抗滑挡板面对所述地聚物承载框格的一侧形成有卡槽，所述地聚物承载框格卡装于所述卡槽；所述地聚物加固软土层为软土地基内注射地聚物注浆材料搅拌施工而成。

在一实施例中，所述地聚物绿植种植槽为H型结构，所述地聚物绿植种植槽包括相对设置的两块侧板和连接两块所述侧板的隔板，所述隔板将所述侧板分隔成上凹槽和下凹槽，所述上凹槽内铺设改性种植土，所述凸出端与所述下凹槽配合；

所述侧板上形成有凸型卡槽，所述凸型卡槽的底部开设有弧形滑槽；所述弧形滑槽槽内开设有限位孔；所述连接杆的两端设置有滚珠，所述滚珠与所述限位孔配合。

在一实施例中，所述地聚物约束管桩包括地聚物管体、地聚物搅拌桩和渗浆孔，所述地聚物管体套设于地聚物搅拌桩外圆周表面上，所述地聚物管体的位于所述地聚物加固软土层的一端开设有渗浆孔，所述地聚物搅拌桩为向所述地聚物管体内软土注射地聚物注浆材料搅拌形成。

在一实施例中，所述地聚物排水管包括管槽、过滤筛、土工布、滤水层和盖板，所述盖板上设置有集水槽，所述管槽的槽壁顶端开设有安装所述过滤筛的第一凹槽和安装所述盖板的第二凹槽；所述过滤筛、所述土工布和所述滤水层自所述管槽底部向所述盖板依次层叠设置。

在一实施例中，所述地聚物加固软土层、地聚物搅拌桩、地聚物稳定碎石层均采用第一地聚物浆体作为注浆材料，所述第一地聚物浆体以重量分数计包括如下组分：偏高岭土175～233份，粉煤灰175～233 份，矿渣117～175份，硅灰37～52份，硅酸钠溶液157～215份，氢氧化钠片状固体30～41份，拌合水179～247份；所述沥青地聚物混凝土层表面沿纵向中心线向两侧倾斜3％～5％；所述沥青地聚物混凝土层以重量分数计包括如下组分：沥青594～693份，偏高岭土42～56份，粉煤灰42～56份，矿渣28～42份，玻璃纤维6～8份，硅灰9～12份，河砂330～513份，碎石204～308份，硅酸钠溶液38～52份，氢氧化钠片状固体7～10份，拌合水43～59份。

在一实施例中，所述地聚物抗滑挡板、地聚物管体、地聚物承载框格、地聚物混凝土衬垫层、地聚物绿植种植槽、连接杆均采用第二地聚物混凝土材料预制而成；所述第二地聚物混凝土材料包括以重量分数计的如下组分：偏高岭土210～280份，粉煤灰210～280份，矿渣 140～210份，玻璃纤维28～39份，硅灰44～62份，河砂1008～1386份，碎石1887～2595份，硅酸钠溶液188～258份，氢氧化钠片状固体36～49 份，拌合水215～296份。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种软土路基结构体系施工方法，包括以下步骤：

测量放线，平整软土地基表层，以使得软土地基表层平整度高差不大于30mm；

将预制的地聚物抗滑挡板压入预埋深度，向地聚物抗滑挡板围挡内的软土喷射地聚物注浆材料并用搅拌机搅拌至软土达到初凝时停止搅拌构成地聚物加固软土层；将地聚物管体压入预设位置，然后通过搅拌桩机向地聚物管体内软土边注射地聚物浆体边搅拌构成地聚物搅拌桩；

将预制的地聚物承载框格嵌入地聚物抗滑挡板开设的卡槽内；将垫层材料填埋在地聚物承载框格的腔室内并将填埋材料压实平整至与地聚物承载框格表面平齐；

在所述垫层表面浇筑地聚物混凝土材料至预设高度构成地聚物混凝土衬垫层底层，然后待地聚物混凝土材料达到初凝时浇筑地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端；

将预制的地聚物绿植种植槽放置在地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端上，用地聚物注浆材料将地聚物绿植种植槽与地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端留下的空隙抹平；

将粘土、天然植物纤维、大宗工业废弃物按预设质量比制备改性粘土材料，然后将改性粘土材料铺设在由地聚物混凝土衬垫层与地聚物绿植种植槽组成的腔室内并夯实至预设高度形成改性粘土夯实层；

将预制的连接杆安装在地聚物绿植种植槽开设的凸型卡槽内，连接杆与凸型卡槽留下的空隙用地聚物注浆材料抹平；依次浇筑地聚物混凝土衬垫层、放置地聚物绿植种植槽、铺设改性粘土夯实层、安装连接杆直至到预设位置，最上面一层铺设改性粘土夯实层；

将过滤筛放置在管槽槽壁开设的第一凹槽内，然后将土工布覆盖在弧形过滤筛表面，之后在土工布上铺设滤水层，最后将盖板盖在第二凹槽内；

在最上层改性粘土夯实层表面铺设地聚物稳定碎石层，待地聚物稳定碎石层达到初凝时，将安装好的地聚物排水管放置在地聚物稳定碎石层两侧并与地聚物绿植种植槽接触，待地聚物稳定碎石层养护完成时，浇筑沥青地聚物混凝土层。

上述方案中，软土路基结构体系包括导排结构，以及从底部到顶部依次设置的底基层结构、基层结构和面层结构；底基层结构包括地聚物抗滑挡板、地聚物加固软土层、地聚物约束管桩和软土地基，地聚物抗滑挡板插入软土地基内，地聚物加固软土层设置于地聚物抗滑挡板和软土地基形成的凹槽内，地聚物约束管桩依次穿过地聚物加固软土层和软土地基，且地聚物约束管桩的底部与地聚物抗滑挡板的底部平齐设置；基层结构包括基底层、设置于基底层上方的改性黏土夯实层，以及设置于基底层两侧的地聚物绿植种植槽，地聚物绿植种植槽通过连接杆连接；面层结构包括层叠设置的地聚物稳定碎石层和沥青地聚物混凝土层，地聚物稳定碎石层设置于改性黏土夯实层和沥青地聚物混凝土层之间；导排结构包括地聚物排水管和排水沟，地聚物排水管设置于沥青地聚物混凝土层两侧，排水沟设置在地聚物抗滑挡板外侧的软土地基的表面。该软土路基结构体系采用抗压强度高、早强抗渗性能好、耐酸耐碱性强、低碳环保的绿色无机胶凝材料—地聚物制备软土路基结构体系，可实现路基均匀沉降，提高路基边坡稳定性，具备结构简单可靠、耐久性好、生态恢复率高、施工效率快、后期维修费用少的优点。

本发明主要具有以下有益效果：

一、耐久性高、结构使用周期长；本发明通过设置地聚物约束管桩，采取以地聚物管套设在搅拌桩外表面的桩基形式，可显著提高搅拌桩在恶劣环境中的耐久性，进而提高搅拌桩的结构使用周期，通过将地聚物约束管桩和地聚物软土加固层联结为整体，既可避免软土地基中水分对路基底部的侵蚀，防止路基底部的亏空，也可使路基均匀受力，防止路基产生不均匀沉降，提高路基承载能力。

二、抗变形能力强、承载力高；本发明通过将黏土中添加天然植物纤维、工业固体废弃物制备改性粘土，可有效增强黏土的抗压、抗弯力学性能，通过将改性粘土夯实层与地聚物混凝土衬垫层交替铺设替代传统路基的上下两层铺设方式，可提高黏土层的抗变形能力，避免因下层黏土层变形过大而导致上层路面产生大面积裂缝而降低路面使用寿命和增加路面后期维修费用。

三、生态恢复率高、导排过滤雨水性能好；本发明通过设置地聚物种植槽作为路基边坡护坡结构，既可提高路基边坡生态恢复率，又可避免黏土层遭受雨水冲刷流失，提高土壤资源的利用率，通过设置地聚物排水管可及时排出并过滤雨水，避免雨水渗入侵蚀沥青地聚物混凝土，造成路面产生裂缝。

四、绿色低碳环保、工业固废资源利用率高；本发明中地聚物抗滑挡板、地聚物管体、地聚物承载框格、地聚物混凝土衬垫层、地聚物绿植种植槽、连接杆均采用地聚物混凝土材料预制而成，地聚物加固软土层、地聚物搅拌桩、地聚物稳定碎石层均采用地聚物浆体作为注浆材料，地聚物材料作为绿色无机胶凝材料，具有早期强度高、抗压性能好、耐久抗腐蚀性能好、抗渗性强的特点，另一方面地聚物材料以铝硅为主要含量的大宗工业固体废弃物为前驱体，在提高工业废弃物资源利用率的前提下，有效降低水泥的使用量，从而显著减少了二氧化碳的排放量，符合低碳绿色环保可持续发展理念。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例软土路基结构体系的立体结构示意图；

图2为本发明实施例软土路基结构体系的横截面示意图；

图3为本发明实施例地聚物抗滑挡板的结构示意图；

图4为本发明实施例地聚物约束管桩的结构示意图；

图5为本发明实施例地聚物承载框格的结构示意图；

图6为本发明实施例地聚物绿植种植槽的结构示意图；

图7为沿图6所示的地聚物绿植种植槽沿B-B线的剖面示意图；

图8为图6在A处的放大结构示意图；

图9为本发明实施例连接杆的剖面示意图；

图10为本发明实施例地聚物排水管的结构示意图；

图11为本发明实施例管槽的结构示意图；

图12为图11中C处的放大结构示意图；

图13为本发明实施例弧形过滤筛的结构示意图；

图14为本发明实施例盖板的结构示意图；

图15本发明另一实施例软土路基结构体系施工方法的流程示意图。

附图标号说明：

1、地聚物抗滑挡板；101、卡槽；2、地聚物加固软土层；3、地聚物约束管桩；31、地聚物管体；32、地聚物搅拌桩；33、渗浆孔； 4、软土地基；5、地聚物承载框格；51、纵向杆件；52、横向杆件； 53、连接纽扣；6、垫层；7、地聚物混凝土衬垫层；8、地聚物绿植种植槽；81、侧板；811、凸型卡槽；812、弧形滑槽；813、限位孔； 82、隔板；9、连接杆；91、滚珠；10、改性粘土夯实层；11、地聚物稳定碎石层；12、沥青地聚物混凝土层；13、地聚物排水管；131、管槽；132、过滤筛；133、土工布；134、滤水层；135、盖板；136、第一凹槽；137、第二凹槽；138、滤水孔；139、集水槽；14、排水沟。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……) 仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参见图1-图14，根据本发明的一个方面，本发明提供一种软土路基结构体系，包括底基层结构、基层结构、面层结构、导排结构，底基层结构包括地聚物抗滑挡板1、地聚物加固软土层2、地聚物约束管桩3、软土地基4；地聚物抗滑挡板1向下垂直扦插至软土地基 4内；地聚物加固软土层2设置在由地聚物抗滑挡板1围挡内的软土地基4表层上；地聚物约束管桩3向下穿过地聚物加固软土层2插入至软土地基4内并达到与地聚物抗滑挡板1底端齐平位置处，地聚物约束管桩3顶端与地聚物加固软土层2表面平齐；

基层结构包括基底层、设置于基底层上方的改性黏土夯实层10，以及设置于基底层两侧的地聚物绿植种植槽8，地聚物绿植种植槽8 通过连接杆9连接；

具体地，基底层包括地聚物承载框格5、垫层6和地聚物混凝土衬垫层7，地聚物承载框格5设置于地聚物约束管桩3上，垫层6铺设在地聚物承载框格5与地聚物加固软土层2形成的腔室内，地聚物混凝土衬垫层7设置于垫层6的上表面，地聚物混凝土衬垫层7的两侧形成有凸出端，地聚物绿植种植槽8安装于地聚物混凝土衬垫层7 的凸出端；相邻地聚物绿植种植槽8通过连接杆9相连接；改性粘土夯实层10铺设在地聚物混凝土衬垫层7与地聚物绿植种植槽8围隔构成的腔室内，改性粘土夯实层8铺设高度与地聚物混凝土衬垫层7 两侧凸出端平齐，之后依次交替铺设地聚物混凝土衬垫层7、地聚物绿植种植槽8、改性粘土夯实层10及安装连接杆9，最上面一层铺设改性粘土夯实层10；

面层结构包括地聚物稳定碎石层11、沥青地聚物混凝土层12；地聚物稳定碎石层11铺设在最上层改性粘土夯实层10表面上；沥青地聚物混凝土层12铺设在地聚物稳定碎石层11上；

导排结构包括地聚物排水管13、排水沟14；地聚物排水管13对称设置在沥青地聚物混凝土层12、地聚物绿植种植槽8交汇处；排水沟14设置在地聚物抗滑挡板1外侧的软土地基4表层上。

该实施例地聚物抗滑挡板1、地聚物管体31、地聚物承载框格5、地聚物混凝土衬垫层7、地聚物绿植种植槽8、连接杆9均采用地聚物混凝土材料预制而成，地聚物加固软土层2、地聚物搅拌桩32、地聚物稳定碎石层11均采用地聚物浆体作为注浆材料，地聚物材料作为绿色无机胶凝材料，具有早期强度高、抗压性能好、耐久抗腐蚀性能好、抗渗性强的特点，并且显著减少了二氧化碳的排放量，符合低碳绿色环保可持续发展理念；并且可实现路基均匀沉降，提高路基边坡稳定性，具备结构简单可靠、耐久性好、生态恢复率高、施工效率快、后期维修费用少的优点。该软土路基结构体系尤其可为一种基于绿色无机胶凝材料的软土路基结构体系。

参照图3，在一实施例中，地聚物抗滑挡板1内侧板壁表面开设有与地聚物承载框格5相匹配的卡槽101；地聚物加固软土层2为软土地基4内注射地聚物材料搅拌施工而成，地聚物加固软土层2深度为200mm。该实施例通过卡槽101将地聚物承载框格5卡接在地聚物抗滑挡板1上，能够起到支撑地聚物承载框格5的作用，加强整体结构的强度。

参照图4，在一实施例中，地聚物约束管桩3包括地聚物管体31、地聚物搅拌桩32、渗浆孔33；地聚物管体31套设于地聚物搅拌桩 32外表面，位于地聚物加固软土层2内的地聚物管体31管壁开设有渗浆孔33，有利于管内加固土浆体透过渗浆孔33将地聚物加固软土层2与地聚物约束管桩3联结为整体，使地聚物约束管桩3与地聚物加固软土层2共同受力，利于地基均匀沉降；地聚物搅拌桩32为地聚物管体31内软土注射地聚物注浆材料搅拌施工而成；地聚物管体 31内径为100mm，外径为110mm，长度为3.0m；渗浆孔33直径为 10mm。该实施例采取以地聚物管体31套设在地聚物搅拌桩32外表面的桩基形式，可显著提高地聚物搅拌桩32在恶劣环境中的耐久性，进而提高地聚物搅拌桩32的结构使用周期，通过将地聚物约束管桩 3和地聚物软土加固层2联结为整体，既可避免软土地基4中水分对路基底部的侵蚀，防止路基底部的亏空，也可使路基均匀受力，防止路基产生不均匀沉降，提高路基承载能力。

参照图5，在一实施例中，地聚物承载框格5包括纵向杆件51、横向杆件52和连接纽扣53；纵向杆件51两端可嵌入卡槽16内，用于将两侧地聚物抗滑挡板1连接起来，避免地聚物抗滑挡板1发生不均匀沉降；横向杆件52将相邻纵向杆件51相连接；连接纽扣53设置在纵向杆件51与横向杆件52连接处，连接纽扣53横截面为正方形，边长为100mm；垫层6由卵石、碎石、砾石、再生混凝土骨料任意一种或多种组成，其中卵石、碎石、砾石、再生混凝土骨料粒径为15mm。这样设计地聚物承载框格5结构稳定，由纵向杆件51和横向杆件52形成的空腔可以填充垫层6。

参照图2和图6，在一实施例中，地聚物混凝土衬垫层7为U型结构，两侧凸出端处与地聚物绿植种植槽8相匹配；地聚物混凝土衬垫层7与改性粘土夯实层10铺设高度比为1：4；改性粘土夯实层10 由粘土、天然植物纤维、大宗工业废弃物组成，其质量比为12：2： 8；黏土含水率为12％，天然植物纤维由竹筋、剑麻、黄麻、大麻、玉米或秸秆纤维任意一种或多种组成，其中天然植物纤维长度为30mm；大宗工业固体废弃物由钢渣、高炉矿渣、煤渣、电石渣、粉煤灰、赤泥任意一种或多种组成。通过将黏土中添加天然植物纤维、工业固体废弃物制备改性粘土，可有效增强黏土的抗压、抗弯力学性能，通过将改性粘土夯实层10与地聚物混凝土衬垫层7交替铺设替代传统路基的上下两层铺设方式，可提高黏土层的抗变形能力，避免因下层黏土层变形过大而导致上层路面产生大面积裂缝而降低路面使用寿命和增加路面后期维修费用。此外，地聚物材料以铝硅为主要含量的大宗工业固体废弃物为前驱体，在提高工业废弃物资源利用率的前提下，有效降低水泥的使用量，从而显著减少了二氧化碳的排放量，符合低碳绿色环保可持续发展理念。

参照图6-图9，在一实施例中，地聚物绿植种植槽8为H型结构，包括侧板81和隔板82，侧板81和隔板82构成的上侧腔室内铺设改性种植土，改性种植土里栽种绿植；改性种植土组成和重量份数如下：种植土500～600份，生物聚合物15～18份，电石渣10～12份，稻壳或秸秆灰40～48份，硅灰13～15份；生物聚合物为木质素磺酸盐、木质素硫酸盐任意一种，既可弥补绿植生长初期根系发育不全固土能力不足的缺点，又可为绿植提供氮磷等必要的营养成分，并能将绿植所需水分保存在土体中；绿植为一种或多种阔叶灌木类乡土树种组成，其中根系发达、环境适应性强的树种应优先选用；侧板81与改性粘土夯实层10接触的板壁中部位置处开设有凸型卡槽811；凸型卡槽811 底部开设有弧形滑槽812；弧形滑槽812槽内开设有2个限位孔813；限位孔813均位于距弧形滑槽812两侧端点1/3位置处，用于限制连接杆9的位置；连接杆9两端设置有滚珠91；滚珠91直径小于限位孔813直径，便于连接杆9通过滚珠91经弧形滑槽812滑动至限位孔813处停止滚动。该实施例设置地聚物种植槽8作为路基边坡护坡结构，既可提高路基边坡生态恢复率，又可避免黏土层遭受雨水冲刷流失，提高土壤资源的利用率。

参照图10-图14，在一实施例中，地聚物排水管13包括管槽131、过滤筛132、土工布133、滤水层134、盖板135；管槽131槽壁顶端开设有与过滤筛132相匹配的第一凹槽136、与盖板135相匹配的第二凹槽137；过滤筛132耳部可嵌入第一凹槽136内，过滤筛132表面贯穿设置有滤水孔138；滤水孔138直径为10mm；土工布133覆盖在过滤筛132表面上；滤水层134铺设在土工布133上，并铺设至与管槽131槽壁顶端高度一致；滤水层134由卵石、砾石、木炭、沸石任意一种或多种滤水材料组成；盖板135可嵌入第二凹槽137内，盖板135表面贯穿设置有集水槽139；集水槽139沿盖板135横向设置有3个。通过设置地聚物排水管13可及时排出并过滤雨水，避免雨水渗入侵蚀沥青地聚物混凝土，造成路面产生裂缝。具体地，过滤筛132可以为弧性过滤筛。

在一实施例中，地聚物加固软土层2、地聚物搅拌桩32、地聚物稳定碎石层11均采用地聚物浆体作为注浆材料，地聚物浆体包括以重量分数计的如下组分：偏高岭土175～233份，粉煤灰175～233份，矿渣117～175份，硅灰37～52份，硅酸钠溶液157～215份，氢氧化钠片状固体30～41份，拌合水179～247份；地聚物稳定碎石层11铺设高度为300mm；沥青地聚物混凝土层12表面沿纵向中心线向两侧倾斜3％～5％，便于将雨水导排入地聚物排水管13中，沥青地聚物混凝土层12铺设高度为200mm，其中沥青地聚物混凝土层12包括以重量分数计的如下组分：沥青594～693份，偏高岭土42～56份，粉煤灰 42～56份，矿渣28～42份，玻璃纤维6～8份，硅灰9～12份，河砂330～513 份，碎石204～308份，硅酸钠溶液38～52份，氢氧化钠片状固体7～10 份，拌合水43～59份；其中玻璃纤维长度为25-35mm，具体地，可以为30mm。

在一实施例中，地聚物抗滑挡板1、地聚物管体31、地聚物承载框格5、地聚物混凝土衬垫层7、地聚物绿植种植槽8、连接杆9均采用地聚物混凝土材料预制而成；地聚物混凝土材料包括以重量分数计的如下组分：偏高岭土210～280份，粉煤灰210～280份，矿渣 140～210份，玻璃纤维28～39份，硅灰44～62份，河砂1008～1386份，碎石1887～2595份，硅酸钠溶液188～258份，氢氧化钠片状固体36～49 份，拌合水215～296份；其中玻璃纤维长度为25-35mm，具体地，可以为30mm。

参照图15，根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种软土路基结构体系施工方法，由工厂预制设计尺寸的地聚物抗滑挡板1、地聚物管体31、地聚物承载框格5、地聚物绿植种植槽8、连接杆9、地聚物排水管13；具体包括以下步骤：

S10，测量放线，平整软土地基4表层，以使得软土地基表层平整度高差不大于30mm；清除掉软土地基表层树枝树干及其他相关废弃物，将软土地基表层4找平至整度高差不大于30mm。

S20，将预制的地聚物抗滑挡板1压入预埋深度，向地聚物抗滑挡板1围挡内的软土喷射地聚物注浆材料并用搅拌机搅拌至软土达到初凝时停止搅拌构成地聚物加固软土层2；将地聚物管体31压入预设位置，然后通过搅拌桩机向地聚物管体内软土边注射地聚物浆体边搅拌构成地聚物搅拌桩32；

具体地，吊装预制的地聚物抗滑挡板1放置在预定位置处，用压力机将地聚物抗滑挡板1压入预埋深度，然后根据地聚物加固软土层 2深度，向地聚物抗滑挡板1围挡内的软土喷射地聚物注浆材料并用搅拌机搅拌至软土达到初凝时停止搅拌构成地聚物加固软土层2，之后平整地聚物加固软土层2表面，标注预制地聚物约束管桩3桩位，用压力机将地聚物管体31压入预设位置，然后通过搅拌桩机向地聚物管体31内软土边注射地聚物浆体边搅拌构成地聚物搅拌桩32。

S30，将预制的地聚物承载框格5嵌入地聚物抗滑挡板1开设的卡槽101内；将垫层材料填埋在地聚物承载框格5的腔室内并将填埋材料压实平整至与地聚物承载框格5表面平齐；

具体地，将预制的地聚物承载框格5放入地聚物抗滑挡板1开设的卡槽101内，并将地聚物承载框格5与卡槽101留下的空隙用地聚物注浆材料抹平；将选用的垫层6材料填埋在地聚物承载框格5的腔室内并将填埋材料压实平整至与地聚物承载框格5表面平齐。

S40，在垫层6表面浇筑地聚物混凝土材料至预设高度构成地聚物混凝土衬垫层7底层，然后待地聚物混凝土材料达到初凝时浇筑地聚物混凝土衬垫层7两侧凸出端；

S50，将预制的地聚物绿植种植槽8放置在地聚物混凝土衬垫层 7两侧凸出端上，用地聚物注浆材料将地聚物绿植种植槽8与地聚物混凝土衬垫层7两侧凸出端留下的空隙抹平；

S60，将粘土、天然植物纤维、大宗工业废弃物按预设质量比制备改性粘土材料，然后将改性粘土材料铺设在由地聚物混凝土衬垫层 7与地聚物绿植种植槽8组成的腔室内并夯实至预设高度形成改性粘土夯实层10；具体地，预设质量比为12：2：8。

S70，将预制的连接杆9安装在地聚物绿植种植槽8开设的凸型卡槽内，连接杆与凸型卡槽留下的空隙用地聚物注浆材料抹平；依次浇筑地聚物混凝土衬垫层7、放置地聚物绿植种植槽8、铺设改性粘土夯实层10、安装连接杆9直至到预设位置，最上面一层铺设改性粘土夯实层10；

S80，将过滤筛132放置在管槽131槽壁开设的第一凹槽136内，然后将土工布133覆盖过滤筛132表面，之后在土工布133上铺设滤水层134，最后将盖板135盖在第二凹槽137内；

具体地，过滤筛132为弧性筛，在土工布133上铺设挑选好的滤水材料至与管槽131顶端平齐构成滤水层134，将盖板135盖在第二凹槽137内之后，将过滤筛132、盖板135与凹槽留下的空隙用地聚物材料抹平，即完成地聚物排水管13的组装。

S90，在最上层改性粘土夯实层10表面铺设地聚物稳定碎石层 11，待地聚物稳定碎石层达到初凝11时，将安装好的地聚物排水管 13放置在地聚物稳定碎石层11两侧并与地聚物绿植种植槽8接触，待地聚物稳定碎石层11养护完成时，浇筑沥青地聚物混凝土层12。具体地，地聚物绿植种植槽8与地聚物排水管13之间留下的空隙用地聚物注浆材料抹平，待地聚物稳定碎石层11养护完成时，浇筑沥青地聚物混凝土层12，即可最终施工完成基于绿色无机胶凝材料—地聚物的软土路基结构体系。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，本领域技术人员可以理解，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种软土路基结构体系，其特征在于，包括：

导排结构，以及从底部到顶部依次设置的底基层结构、基层结构和面层结构；

所述底基层结构包括地聚物抗滑挡板、地聚物加固软土层、地聚物约束管桩和软土地基，所述地聚物抗滑挡板插入所述软土地基内，所述地聚物加固软土层设置于所述地聚物抗滑挡板和所述软土地基形成的凹槽内，所述地聚物约束管桩依次穿过所述地聚物加固软土层和所述软土地基，且所述地聚物约束管桩的底部与所述地聚物抗滑挡板的底部平齐设置；

所述基层结构包括基底层、设置于所述基底层上方的改性黏土夯实层，以及设置于所述基底层两侧的地聚物绿植种植槽，所述地聚物绿植种植槽通过连接杆连接；

所述面层结构包括层叠设置的地聚物稳定碎石层和沥青地聚物混凝土层，所述地聚物稳定碎石层设置于所述改性黏土夯实层和所述沥青地聚物混凝土层之间；

所述导排结构包括地聚物排水管和排水沟，所述地聚物排水管设置于所述沥青地聚物混凝土层两侧，所述排水沟设置在所述地聚物抗滑挡板外侧的所述软土地基的表面；

所述地聚物约束管桩包括地聚物管体、地聚物搅拌桩和渗浆孔，所述地聚物管体套设于地聚物搅拌桩外圆周表面上，所述地聚物管体的位于所述地聚物加固软土层的一端开设有渗浆孔，所述地聚物搅拌桩为向所述地聚物管体内软土注射地聚物注浆材料搅拌形成。

2.根据权利要求1所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述基底层包括地聚物承载框格、垫层和地聚物混凝土衬垫层，所述地聚物承载框格设置于所述地聚物约束管桩上，所述垫层铺设在所述地聚物承载框格与所述地聚物加固软土层形成的腔室内，所述地聚物混凝土衬垫层设置于所述垫层的上表面，所述地聚物混凝土衬垫层的两侧形成有凸出端，所述地聚物绿植种植槽安装于所述地聚物混凝土衬垫层的凸出端。

3.根据权利要求2所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物承载框格包括纵向杆件、横向杆件和连接纽扣；所述纵向杆件两端与所述地聚物抗滑挡板连接；所述横向杆件将相邻所述纵向杆件相连接，所述连接纽扣设置在所述纵向杆件与所述横向杆件连接处；所述垫层由卵石、碎石、砾石、再生混凝土骨料任意一种或多种组成。

4.根据权利要求3所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物抗滑挡板面对所述地聚物承载框格的一侧形成有卡槽，所述地聚物承载框格卡装于所述卡槽；所述地聚物加固软土层为软土地基内注射地聚物注浆材料搅拌施工而成。

5.根据权利要求2所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物绿植种植槽为H型结构，所述地聚物绿植种植槽包括相对设置的两块侧板和连接两块所述侧板的隔板，所述隔板将所述侧板分隔成上凹槽和下凹槽，所述上凹槽内铺设改性种植土，所述凸出端与所述下凹槽配合；

所述侧板上形成有凸型卡槽，所述凸型卡槽的底部开设有弧形滑槽；所述弧形滑槽槽内开设有限位孔；所述连接杆的两端设置有滚珠，所述滚珠与所述限位孔配合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物排水管包括管槽、过滤筛、土工布、滤水层和盖板，所述盖板上设置有集水槽，所述管槽的槽壁顶端开设有安装所述过滤筛的第一凹槽和安装所述盖板的第二凹槽；所述过滤筛、所述土工布和所述滤水层自所述管槽底部向所述盖板依次层叠设置。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物加固软土层、地聚物搅拌桩、地聚物稳定碎石层均采用第一地聚物浆体作为注浆材料，所述第一地聚物浆体以重量分数计包括如下组分：偏高岭土175~233份，粉煤灰175~233份，矿渣117~175份，硅灰37~52份，硅酸钠溶液157~215份，氢氧化钠片状固体30~41份，拌合水179~247份；所述沥青地聚物混凝土层表面沿纵向中心线向两侧倾斜3%~5%；所述沥青地聚物混凝土层以重量分数计包括如下组分：沥青594~693份，偏高岭土42~56份，粉煤灰42~56份，矿渣28~42份，玻璃纤维6~8份，硅灰9~12份，河砂330~513份，碎石204~308份，硅酸钠溶液38~52份，氢氧化钠片状固体7~10份，拌合水43~59份。

8.根据权利要求7所述的软土路基结构体系，其特征在于，所述地聚物抗滑挡板、地聚物管体、地聚物承载框格、地聚物混凝土衬垫层、地聚物绿植种植槽、连接杆均采用第二地聚物混凝土材料预制而成；所述第二地聚物混凝土材料包括以重量分数计的如下组分：偏高岭土210~280份，粉煤灰210~280份，矿渣140~210份，玻璃纤维28~39份，硅灰44~62份，河砂1008~1386份，碎石1887~2595份，硅酸钠溶液188~258份，氢氧化钠片状固体36~49份，拌合水215~296份。

9.一种软土路基结构体系施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

测量放线，平整软土地基表层，以使得软土地基表层平整度高差不大于30mm；

将预制的地聚物抗滑挡板压入预埋深度，向地聚物抗滑挡板围挡内的软土喷射地聚物注浆材料并用搅拌机搅拌至软土达到初凝时停止搅拌构成地聚物加固软土层；将地聚物管体压入预设位置，然后通过搅拌桩机向地聚物管体内软土边注射地聚物浆体边搅拌构成地聚物搅拌桩；

将预制的地聚物承载框格嵌入地聚物抗滑挡板开设的卡槽内；将垫层材料填埋在地聚物承载框格的腔室内并将填埋材料压实平整至与地聚物承载框格表面平齐；

在所述垫层表面浇筑地聚物混凝土材料至预设高度构成地聚物混凝土衬垫层底层，然后待地聚物混凝土材料达到初凝时浇筑地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端；

将预制的地聚物绿植种植槽放置在地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端上，用地聚物注浆材料将地聚物绿植种植槽与地聚物混凝土衬垫层两侧凸出端留下的空隙抹平；

将粘土、天然植物纤维、大宗工业废弃物按预设质量比制备改性粘土材料，然后将改性粘土材料铺设在由地聚物混凝土衬垫层与地聚物绿植种植槽组成的腔室内并夯实至预设高度形成改性粘土夯实层；

将预制的连接杆安装在地聚物绿植种植槽开设的凸型卡槽内，连接杆与凸型卡槽留下的空隙用地聚物注浆材料抹平；依次浇筑地聚物混凝土衬垫层、放置地聚物绿植种植槽、铺设改性粘土夯实层、安装连接杆直至到预设位置，最上面一层铺设改性粘土夯实层；

将过滤筛放置在管槽槽壁开设的第一凹槽内，然后将土工布覆盖在弧形过滤筛表面，之后在土工布上铺设滤水层，最后将盖板盖在第二凹槽内；

在最上层改性粘土夯实层表面铺设地聚物稳定碎石层，待地聚物稳定碎石层达到初凝时，将安装好的地聚物排水管放置在地聚物稳定碎石层两侧并与地聚物绿植种植槽接触，待地聚物稳定碎石层养护完成时，浇筑沥青地聚物混凝土层。

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