CN210596858U - 一种高原冻土区路基结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种高原冻土区路基结构，包括：排水区以及设在排水区两侧的稳定区，稳定区的高度大于排水区，排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布、无纺防渗土工布以及碎石层；至少两层的有纺土工布的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界；至少一层无纺防渗土工布完全覆盖在有纺土工布表面；碎石层的底端设置多个多孔隙中空塑料管，多孔隙中空塑料管沿轨道或路面垂直方向，均匀铺设于无纺防渗土工布表面，多孔隙中空塑料管的长度与稳定区的宽度相同；稳定区为干砌片石层，干砌片石层的孔隙率大于碎石层的孔隙率。采用前述的路基结构，有效地减少了道路的冻胀或者融沉问题，提高了高原冻土区道路安全性。

Description

一种高原冻土区路基结构

技术领域

本申请涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种高原冻土区路基结构。

背景技术

道路工程技术领域，通常需要先在土区表面开挖或填筑形成路基，再在路基上铺设轨道或路面。路基作为支撑轨道或路面及其交通荷载的重要结构，要求其具有坚固性、稳定性和耐久性。但是，路基的性能受土区本身的环境影响较大，尤其是在高原地区海拔较高、温度极低的高原冻土区中建设路基时，由于高原冻土区中含有冰，且冻土中的冰受季节性影响较大，使得在高原冻土区中建设路基存在较大的困难。

高原冻土区对路基的影响具体为：在冬季，随着气温的降低，路基土体冻结，体积增大，同时，路基土体在冻结过程中发生水分迁移，使得冻结形成的固态冰含量急剧增大，导致路基土体体积膨胀，该现象称为冻胀，冻胀致使路面发生变形或者产生裂缝。到了春夏季节，随着外界温度的上升，冻结的土体从表层开始融化，但路基下部的冻土区尚未融化，这部分未融化的冻土层便形成不透水层阻挡了路基上部融化水分的下渗，同时，冻胀作用产生的路面裂缝使得外界降水更容易渗入路基土体内部，造成路基局部含水量急剧增大，在土体自身重力以及外部行车荷载作用下，路基便会发生凹陷，该现象称为融沉，融沉致使道路产生翻浆、弹簧、冒泥等现象，给行车带来严重威胁。

针对上述问题，现有的解决方法是采用冻土换填的方法，冻土换填一般是利用块片石或者河卵石换填一定深度的冻土区，在上述方法中，冻土换填之后，路基内的水仍无法及时排出，到相应的季节依然可能会出现冻胀或者融沉问题，进而无法彻底解决高原冻土区道路安全的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种高原冻土区路基结构，以解决现有技术中，冻土换填之后，路基内的水仍无法及时排出，到相应的季节依然可能会出现冻胀或者融沉问题，进而无法彻底解决季节性冻土区道路安全的问题。

本申请实施例公开一种高原冻土区路基结构，所述路基结构建设于冻土换填后形成的换填冻土区中，所述路基结构包括：沿轨道或路面垂直方向设置的排水区以及设置在所述排水区两侧的稳定区，所述稳定区的高度大于所述排水区，其中，

所述排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布、无纺防渗土工布以及碎石层；

所述有纺土工布的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界，所述有纺土工布至少为两层，用于隔离所述排水区与位于所述有纺土工布下方的高原冻土区；

所述无纺防渗土工布完全覆盖在所述有纺土工布表面，所述无纺防渗土工布至少为一层，用于阻止轨道或路面渗水以及路基内的水下渗至冻土区；

所述碎石层由碎石堆叠而成，所述碎石层的底端设置有多个多孔隙中空塑料管，所述多孔隙中空塑料管沿轨道或路面垂直方向，均匀铺设于所述无纺防渗土工布表面，所述多孔隙中空塑料管的长度与所述稳定区的宽度相同，所述碎石层用于将路面渗水以及路基内的水下渗至所述多孔隙中空塑料管，以便所述多孔隙中空塑料管将路面渗水以及路基内的水及时排出；

所述稳定区包括由干砌片石堆叠而成的干砌片石层，所述干砌片石层的孔隙率大于所述碎石层的孔隙率，所述干砌片石层用于加固所述排水区的边缘。

可选地，所述有纺土工布为双层。

可选地，所述多孔隙中空塑料管的材质为纤维橡胶加钢丝。

可选地，所述多孔隙中空塑料管的直径为20cm或30cm。

可选地，所述多孔隙中空塑料管的铺设间距为300-500m。

可选地，所述碎石层的填充高度为60-80cm。

本申请实施例公开了一种高原冻土区路基结构，所述路基结构包括：排水区以及设在排水区两侧的稳定区，稳定区的高度大于排水区，排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布、无纺防渗土工布以及碎石层；至少两层的有纺土工布的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界；至少一层无纺防渗土工布完全覆盖在有纺土工布表面；碎石层的底端设置多个多孔隙中空塑料管，多孔隙中空塑料管水平间隔铺设于无纺防渗土工布表面，多孔隙中空塑料管沿轨道或路面垂直方向设置，且其长度与所述路基结构的宽度相同；稳定区为干砌片石层，干砌片石层的孔隙率大于碎石层的孔隙率。本申请提供的路基结构中，将有纺土工布101作为基底，利用无纺防渗土工布102将换填冻土区和高原冻土区隔离开，由于排水区具有较好的渗水功能，使得轨道或路面的渗水能够通过多孔隙中空塑料管103排出排水区，再由稳定区将渗水迅速排出路基结构，解决了路基结构内部存水而导致路基结构冻胀或者融沉的问题。采用本申请的路基结构，有效地减少了道路的冻胀或者融沉问题，提高了高原冻土区道路安全性，同时降低公路的维修费用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种高原冻土区路基结构的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种高原冻土区路基结构沿路线方向剖面图；

图3是本申请实施例提供的一种高原冻土区路基结构中，多孔隙中空塑料管的结构示意图。

其中：101-有纺土工布；102-无纺防渗土工布；103-多孔隙中空塑料管；104-碎石层；105-干砌片石层。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

本申请提供了一种高原冻土区路基结构，以解决现有技术中，冻土换填之后，路基内的水仍无法及时排出，到相应的季节依然可能会出现冻胀或者融沉问题，进而无法彻底解决季节性冻土区道路安全的问题。

参照图1和图2，示出了一种高原冻土区路基结构，所述路基结构建设于冻土换填后形成的换填冻土区中，所述路基结构包括：沿轨道或路面垂直方向设置的排水区以及设置在所述排水区两侧的稳定区，所述稳定区的高度大于所述排水区。

本申请的路基结构建设在高原冻土区，具体可建设在受季节变换影响较大的季节性高原冻土区，在建设所述路基结构之前，在坡道上挖有一定深度的梯形土边沟，例如，1m深的梯形土边沟，所述路基结构整体也可称为换填结构，路基结构建设在冻土换填后形成的换填冻土区中，路基结构包括两个部分：一部分是排水区，另外一部分是设置在排水区两侧的稳定区，这样既可以使道路或轨道中的水及时排出，又可以保证路基的稳定性。

所述排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布101、无纺防渗土工布102以及碎石层104；所述有纺土工布101的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界，所述有纺土工布101至少为两层，用于隔离所述排水区与位于所述有纺土工布101下方的高原冻土区。

其中，所述有纺土工布101可采用现有的有纺土工布101，本申请不做具体限定。

所述有纺土工布101平铺在挖有一定深度的高原冻土区上，所述有纺土工布101至少为两层，所述有纺土工布101为渗水层，所述有纺土工布101具有平面隔离下方高原冻土区，且具有保护加固的功能，同时所述有纺土工布101可以减少换填冻土区与下方高原冻土区的水流串联，对其上层铺设的无纺防渗土工布102起到保护作用，防止碎石层104摊铺碾压时，高原冻土区对无纺防渗土工布102破坏。

所述无纺防渗土工布102完全覆盖在所述有纺土工布101表面，所述无纺防渗土工布102至少为一层，用于阻止轨道或路面渗水以及路基内的水下渗至冻土区。

所述无纺防渗土工布102紧贴铺设在所述有纺土工布101表面，所述无纺防渗土工布102至少为一层，所述有纺土工布101为不透水层，所述有纺土工布101用以隔离已换填冻土区与下方高原冻土区，阻止路面渗水与路基内水下渗，且其具有良好的导水性能，它可以路基结构内部形成排水通道，将路基结构内多余液体和气体外排。

所述碎石层104由碎石堆叠而成，所述碎石层104的底端设置有多个多孔隙中空塑料管103，所述多孔隙中空塑料管103沿轨道或路面垂直方向，均匀铺设于所述无纺防渗土工布表面102，所述多孔隙中空塑料管103的长度与所述稳定区的宽度相同，所述碎石层104用于将路面渗水以及路基内的水下渗至所述多孔隙中空塑料管103，以便所述多孔隙中空塑料管103将路面渗水以及路基内的水及时排出。

其中，所述碎石层104为大小不一的碎石堆积并碾压而成，碎石的直径为2-15cm；在施工时，首先在所述无纺防渗土工布102表面间隔水平铺设多孔隙中空塑料管103，多孔隙中空塑料管103铺设方向是沿轨道或路面垂直方向，将两端通孔设置在道路两侧，方便排水，然后再铺设碎石层104，并对其碾压，也就是说，在多孔隙中空塑料管103之间以及多孔隙中空塑料管103上分层铺设碎石层104，即碎石层104的底端设置有多个多孔隙中空塑料管103。所述多孔隙中空塑料管103的长度与所述路基结构的宽度相同，过长影响美观，且造成浪费，过短，无法彻底排空路基内的水。碎石层104有一定的孔隙，可将路面渗水以及路基内的水下渗至多孔隙中空塑料管103，然后由多孔隙中空塑料管103将水及时排出。

另外，参照图3，所述多孔隙中空塑料管103表面有多个空隙，便于路面渗水以及路基内的水全方位的渗入多孔隙中空塑料管103中，增强排水效果。

可选地，所述碎石层104的填充高度为60-80cm。

其中，所述碎石层104的填充高度为60-80cm，可以保证轨道或路面距离下方冻土区的足够远，进而确保轨道或路面的坚固性和稳定性。

可选地，所述多孔隙中空塑料管103的直径为20cm或30cm。

其中，高原冻土区的多为山区，其路面崎岖不平，路面是上坡和下坡连续存在，在连续的上坡和下坡之间的路基结构内积水量比较多，需要使用直径较大多孔隙中空塑料管103，也就是使用直径为30cm的多孔隙中空塑料管103，在上坡的顶端处可以使用直径稍小的多孔隙中空塑料管103，也就是直径为20cm的多孔隙中空塑料管103。

可选地，所述多孔隙中空塑料管103的铺设间距为300-500m。

其中，所述多孔隙中空塑料管103的铺设间距根据实际地形需要择优选取，需要注意的是在连续的上坡和下坡之间的路基结构内必须设置多孔隙中空塑料管103，因此此处积水较多，需要及时排出，以避免对路基结构造成影响。

所述稳定区包括由干砌片石堆叠而成的干砌片石层105，所述干砌片石层105的孔隙率大于所述碎石层104的孔隙率，所述干砌片石层105用于加固所述排水区的边缘。

所述稳定区顾名思义就是可以使路基结构更加稳定的部分，所述稳定区是由片石干砌堆叠而成，无需使用机械碾压减少施工周期，所述干砌片石层105的孔隙率大于所述碎石层104的孔隙率，有利于路基内水的排出，同时，干砌片石层105保证了路基结构两侧的稳定性，减少路基结构边缘的冲刷，同时也起到了抵挡路基结构外侧土墙的作用。进而确保了轨道或路面的坚固性、稳定性和耐久性。

本申请实施例公开了一种高原冻土区路基结构，所述路基结构包括：排水区以及设在排水区两侧的稳定区，稳定区的高度大于排水区，排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布101、无纺防渗土工布102以及碎石层104；至少两层的有纺土工布101的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界；至少一层无纺防渗土工布102完全覆盖在有纺土工布101表面；碎石层104的底端设置多个多孔隙中空塑料管103，多孔隙中空塑料管103水平间隔铺设于无纺防渗土工布102表面，多孔隙中空塑料管103沿轨道或路面垂直方向设置，且其长度与所述路基结构的宽度相同；稳定区为干砌片石层105，干砌片石层105的孔隙率大于碎石层104的孔隙率。本申请提供的路基结构中，将有纺土工布101作为基底，利用无纺防渗土工布102将换填冻土区和高原冻土区隔离开，由于排水区具有较好的渗水功能，使得轨道或路面的渗水能够通过多孔隙中空塑料管103排出排水区，再由稳定区将渗水迅速排出路基结构，解决了路基结构内部存水而导致路基结构冻胀或者融沉的问题。

采用本申请的路基结构，有效地减少了路基的冻胀或者融沉问题，提高了高原冻土区道路安全性，同时降低公路的维修费用。

可选地，所述路基结构还包括设置于所述干砌片石层105两侧的水沟。

其中，由于高原冻土区两侧均为山区，因此路基结构的两侧高度可能会高于所述路基结构，如此，便不利于排水，因此，在所述干砌片石层105两侧均设置有水沟，方便排水。

可选地，所述有纺土工布101为双层。

其中，所述有纺土工布101选择双层，双层有纺土工布101隔离效果更好，也起到对上层换填冻土区的加固功能。

可选地，所述多孔隙中空塑料管103的材质为纤维橡胶加钢丝。

其中，所述多孔隙中空塑料管103为纤维橡胶加钢丝浇筑而成，增加强度以及抗压能力和耐久性。

为了更好的说明本申请的效果，作为示例，采用本申请实施例公开的一种高原冻土区路基结构，在海拔5500米左右且温差为40℃的季节性冻土区中，建设在其上的公路在三年内未受到损坏，减少了维护费用。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种高原冻土区路基结构，其特征在于，所述路基结构建设于冻土换填后形成的换填冻土区中，所述路基结构包括：沿轨道或路面垂直方向设置的排水区以及设置在所述排水区两侧的稳定区，所述稳定区的高度大于所述排水区，其中，

所述排水区包括：从下到上依次铺设的有纺土工布、无纺防渗土工布以及碎石层；

所述有纺土工布的底端紧贴于换填冻土区与高原冻土区的边界，所述有纺土工布至少为两层，用于隔离所述排水区与位于所述有纺土工布下方的高原冻土区；

所述无纺防渗土工布完全覆盖在所述有纺土工布表面，所述无纺防渗土工布至少为一层，用于阻止轨道或路面渗水以及路基内的水下渗至冻土区；

所述碎石层由碎石堆叠而成，所述碎石层的底端设置有多个多孔隙中空塑料管，所述多孔隙中空塑料管沿轨道或路面垂直方向，均匀铺设于所述无纺防渗土工布表面，所述多孔隙中空塑料管的长度与所述稳定区的宽度相同，所述碎石层用于将路面渗水以及路基内的水下渗至所述多孔隙中空塑料管，以便所述多孔隙中空塑料管将路面渗水以及路基内的水及时排出；

所述稳定区包括由干砌片石堆叠而成的干砌片石层，所述干砌片石层的孔隙率大于所述碎石层的孔隙率，所述干砌片石层用于加固所述排水区的边缘。

2.根据权利要求1所述的路基结构，其特征在于，所述有纺土工布为双层。

3.根据权利要求1所述的路基结构，其特征在于，所述多孔隙中空塑料管的材质为纤维橡胶加钢丝。

4.根据权利要求1所述的路基结构，其特征在于，所述多孔隙中空塑料管的直径为20cm或30cm。

5.根据权利要求1所述的路基结构，其特征在于，所述多孔隙中空塑料管的铺设间距为300-500m。

6.根据权利要求1所述的路基结构，其特征在于，所述碎石层的填充高度为60-80cm。

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