CN201232149Y - 寒区地带的交通道路路基结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种寒区地带的交通道路的路基结构，路基铺设在冻土上，路基两侧设置护坡石，所述路基中沿道路纵向依次埋设若干个封闭的水箱，水箱位于路基两侧护坡石之间，水箱的上、下方均为路基，每个水箱的底面距冻土上限至少0.5m，水箱沿路基横断面的长度为水箱所处高度位置的路基宽度，每个水箱内盛装占水箱容积85％－90％的水。它通过在路基中埋设水箱，利用水箱中储存的水进行热交换，来实现冻土与路基外界之间的热平衡，从而达到保护冻土的目的。

Description

寒区地带的交通道路路基结构

技术领域

本实用新型涉及一种道路路基，具体涉及一种存在冻土的寒区地带的交通道路路基结构。

背景技术

大量的工程实践表明，在寒区地带的冻土区修筑公路或铁路存在难以解决的冻胀和融沉难题，在季节冻土区主要是冻胀问题，在多年冻土区主要是融沉问题。路基铺设于冻土上，位于路基下方的冻土因热平衡失调导致冻土上限下降而造成路基的不均匀沉降，是造成冻土区修筑的公路或铁路遭到破坏的主要原因。为了将冻土区的道路病害控制在工程运营允许的范围之内，目前国内外对多年冻土区的路基工程基本是采用“允许融化”和“保持冻结”的原则进行设计的，即在路基中埋设热棒防止冻土冻胀及融沉，或在路基中设置通风通道保持冻土冻结。这些措施虽然对解决冻土区的道路病害起到了一定的效果，但是在路基中埋设热棒，其工程的成本过高，通常只是在特殊路段才采用，不适于普遍路段采用；而在路基中设置通风通道，在日夜温差较大的地区，保持冻结的效果又不够理想，还加大了工程成本，尤其是在全球环境逐渐变暖的大趋势下，长期使用又会面临很大挑战。因此，如何防止冻土地带路基的病害问题，至今仍然是一个难以解决的世界性难题。

发明内容

本实用新型的目的是冻土地带筑路存在的问题，提供一种寒区地带的交通道路路基结构，它通过在路基中埋设水箱，利用水箱中储存的水进行热交换，来实现冻土与路基外界之间的热平衡，从而达到保护冻土的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：路基铺设在冻土上，路基两侧设置护坡石，其特征在于：所述路基中沿道路纵向依次埋设若干个封闭的水箱，水箱位于路基两侧护坡石之间，水箱的上、下方均为路基，每个水箱的底面距冻土上限至少0.5m，水箱沿路基横断面的长度为水箱所处高度位置的路基宽度，每个水箱内盛装占水箱容积85％-90％的水。

所述水箱包括箱体、盖板，箱体内设有若干立柱，盖板搁置在箱体和立柱上且与箱体密封，箱体靠护坡石一侧设置水管。

采用本结构的路基具有以下优点：

通过埋设在路基中的水箱，将冻土上限与路基的上部隔断，使路基表面吸收的外界热量须经过水箱才能向下传输，而水箱中的水具有较大的热容和在相变过程中吸热、放热的特点，在冷季，外界冷量进入路基，埋设在路基中的水箱中的水冻结成冰，在此过程中，水箱中的水相变吸热，可以减缓大量的冷量传输到冻土，导致冻胀破坏路基；在暖季，外界热量进入路基，埋设在路基中的水箱中的冰吸热逐渐融化，从而阻止热量向冻土传输，导致融沉破坏路基。由于储存有水的水箱在路基中形成了调节热平衡的结构层，能够在热交换的相变过程中吸、放热，起到能量的储存、转换作用，可以有效地抑制冻土区路基工程的冻胀和融沉等病害。

采用埋设在路基中的水箱中的水作为热交换介质来调节冻土区路基的热平衡，其建筑成本和使用成本都低于采用热棒的成本，而抑制冻胀和融沉的效果又优于现有冻土区路基所采取的任何措施，能够适用于冻土区的任何路段，具有普遍的实用意义。

每个水箱内盛装占水箱容积85％-90％的水，是因为水凝结成冰的膨胀率大约为9％，使水凝结成冰时膨胀的体积约小于水箱的容积，不会因水凝结成冰而造成对水箱的损坏。

在水箱的箱体内设有若干立柱，盖板搁置在箱体和立柱上且与箱体密封，能够保证水箱在路基中承受荷载时的强度和刚度，确保路基的牢固性。

所述水箱的箱体靠护坡石一侧设置水管，能够在水箱中的水在反复的冻、融循环过程中形成的损耗，导致水量减少时及时补足水量。

本实用新型结构简单，成本不高，在寒区带的任何冻土区筑路均有较高的经济意义和抑制路基工程的冻胀和融沉等病害效果。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例；

图2为本实用新型放大的局部剖面图；

图3为箱体的俯视局部图；

图4为本实用新型在斜坡的实施例。

附图中，1 为路基，2、2a、2b 为水箱，3 为冻土，4 为立柱，5 为箱盖，6为护坡石，7 为水管，8 为碎石，9 为箱体，10 为防漏层，11 为水，12 为水位传感器。

具体实施方式

参见图1至图3，本实用新型为一种寒区地带的交通道路的路基结构，路基1铺设在冻土3上，路基1两侧设置护坡石6，护坡石6采用抛片石结构，利用散乱的片石之间的缝隙空间，能够起到一定保温效果。所述路基1中沿道路纵向依次埋设若干个封闭的水箱2，所述水箱2的内空高度为0.2～0.5m，水箱2沿道路纵向长度为2～12m，通常长度为4～6m。水箱2位于路基1两侧护坡石6之间，水箱2的上、下方均为路基1，每个水箱2的底面距冻土3上限至少0.5m，水箱2沿路基1横断面的长度为水箱所处高度位置的路基宽度，每个水箱2内盛装占水箱容积85％-90％的水11。所述水箱2包括箱体9、盖板5，箱体9内设有若干立柱4，盖板5搁置在箱体和立柱上且与箱体密封，箱体9靠护坡石6一侧设置水管7，水管7穿出路基1和护坡石6，并安装有开关阀。所述水箱2内表面覆盖防漏层10，防止水箱2中的水11渗漏。在水箱2内设有水位传感器12，水位传感器12可采用浮子或干簧管。在平缓的路基1中，若干水箱2依次沿路基的纵向排列布置，相邻的两水箱接合处可用沥青设置收缩缝。

参见图4，所述路基1铺设于斜坡路段时，若干个水箱2呈阶梯状埋设于路基1中，其相邻的两个水箱2a、2b错位重叠，即前一水箱2a埋设在所处位置后，后一水箱2b与前一水箱2a相邻的一端部分重叠在前一水箱2a的上面，如果斜坡的坡度较大，因保持水箱的水平产生两水箱之间有较大的高差间隙，就在相邻的两个水箱2a、2b错位重叠之间的高差间隙中填充碎石8，以保持前后水箱错位重叠的水平。

本结构路基在路基中埋设水箱，可以通过水箱阻断雨水从路基下渗至冻土中，由于水箱中注入有占水箱容积85％-90％的水，通过水箱中的水储能、释能来调节路基中的热平衡，阻断、缓解冷量或热量向冻土的传输，防止路基的冻胀或融沉，消除寒区冻土带的道路病害。当水箱中的水减少后，通过水管补进所需水量，使水箱中始终保持足够的水来调节热平衡。

本结构路基适用于寒区地带的公路、铁路路基。

Claims (7)

1.一种寒区地带的交通道路的路基结构，路基铺设在冻土上，路基两侧设置护坡石，其特征在于：所述路基中沿道路纵向依次埋设若干个封闭的水箱，水箱位于路基两侧护坡石之间，水箱的上、下方均为路基，每个水箱的底面距冻土上限至少0.5m，水箱沿路基横断面的长度为水箱所处高度位置的路基宽度，每个水箱内盛装占水箱容积85％-90％的水。

2.根据权利要求1所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述水箱的内空高度为0.2～0.5m，水箱沿道路纵向长度为2～12m。

3.根据权利要求1或2所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述水箱包括箱体、盖板，箱体内设有若干立柱，盖板搁置在箱体和立柱上且与箱体密封，箱体靠护坡石一侧设置水管。

4.根据权利要求3所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述水箱内表面覆盖防漏层。

5.根据权利要求3所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述水箱内设有水位传感器。

6.根据权利要求1所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述路基铺设于斜坡路段时，若干个水箱呈阶梯状埋设于路基中，其相邻的两个水箱错位重叠。

7.根据权利要求6所述的寒区地带的交通道路的路基结构，其特征在于：所述相邻的两个水箱错位重叠之间的高度间隙填充碎石块。

Images