一种季冻区粘土路基刚度增强结构的制作方法

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1.本技术涉及路基工程技术领域，尤其涉及一种季冻区粘土路基刚度增强结构。

背景技术：

2.我国地域辽阔，跨度范围大，季冻区面积约占全国面积的一半。季冻区路基由于大气温度的变化，产生的冻胀、融沉现象十分普遍。对于粘土路基而言，其发生冻胀、融沉现象尤为显著。冻胀、融沉发生常常会导致路基结构的破坏。另外，粘土路基自身刚度不大，由于长期冻融循环作用，粘土路基刚度会不断地下降，从而导致粘土路基由于刚度不足，在车辆荷载作用下，粘土路基会逐渐发生不均匀沉降变形，从而导致路面平整度下降，甚至路面结构破坏，严重影响了行车安全。为了保证季冻区粘土路基具有足够的刚度，同时也为了减少冻融循环对粘土路基刚度影响，发明一种季冻区粘土路基刚度增强结构非常必要。
3.目前路基刚度增强方法主要有：强夯法、物理法和化学法。强夯法是将具有一定质量的夯锤提升到一定高度后，让其自由落下，夯击路基土层，从而达到加固土层，提高路基刚度的目的，该方法施工周期较长。物理法是指在路基填筑前，将路基填料中掺入粗粒料(如：砂、砂砾等)，然后进行路拌，最后采用压路机进行现场碾压密实，从而提升路基的刚度。化学加固法是在路基填料中加入添加剂(如，水泥、石灰等)，然后进行机械拌和，最后运至路基现场，采用压路机进行碾压密实，从而提升路基的刚度。无论是物理法还是化学法，施工周期都比较长，而且成本造价高。
4.目前路基冻害防治的方法主要有：换填法和隔水法。换填法是将冻胀土换填为非冻胀土进行路基填筑。该法虽然是一种可靠的路基冻害治理措施，但是施工周期长，另外，换填法所需的非冻胀土的量巨大，很难保证路基沿线有足够的土源，在实际工程应用存在较大的局限性，同时换填法也会造成大量的弃土，导致巨大的环境破坏。隔水法是在路基中设置隔水层，隔水层主要由各种防水材料制成，如：防渗土工膜、防渗土工布等。实际施工过程中，无论是防渗膜还是防渗土工布，都不可避免地遭受各种各样的破坏，从而导致整个路基隔水实效，工程应用效果不佳。

技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种季冻区粘土路基刚度增强结构，采用土工格室与保温隔热层联合作用，既能增强粘土路基的刚度，又能防止由于季冻区冻融循环作用导致粘土路基刚度的下降，从而达到减少粘土路基变形的目的，所述技术方案如下：
6.本技术提供一种季冻区粘土路基刚度增强结构，包括粘土路基基体、保温隔热层及刚度加强层，所述保温隔热层位于所述粘土路基基体表面，以防止粘土路基内水分冻结导致粘土路基融沉；所述刚度加强层位于所述保温隔热层背离所述粘土路基基体的表面，以增强粘土路基的刚度；其中，所述刚度加强层包括土工格室，在所述土工格室填充粘土，以扩散车辆传递的附加荷载。
7.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，所述刚度加强层还
包括土工格室垫层和土工格室保护层，所述土工格室垫层位于所述保温隔热层与所述土工格室之间，所述土工格室保护层位于所述土工格室背离所述土工格室垫层的表面，且所述土工格室保护层的表面形成粘土路基顶面；其中，在所述土工格室回填超出所述土工格室容纳空间的粘土并经碾压密实后形成所述土工格室保护层。
8.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，所述保温隔热层为泡沫轻质土层，所述保温隔热层在垂直于地面方向上的厚度为30cm。
9.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，在所述保温隔热层背离所述粘土路基基体的表面填筑粘土并经碾压密实后形成所述土工格室垫层，所述土工格室垫层在垂直于地面方向上的厚度为10cm。
10.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，所述土工格室的高度为10cm，所述土工格室的单元格室的边长为40cm。
11.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，所述土工格室保护层在垂直于地面方向上的厚度为10cm。
12.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，在所述粘土路基基体在垂直于地面方向上距离所述粘土路基顶面60cm高度面上设有所述保温隔热层。
13.本技术一些实施例提供的一种季冻区粘土路基刚度增强结构带来的有益效果为：本技术采用土工格室与保温隔热层联合作用，既能增强粘土路基的刚度，减小车辆附加荷载引起路基的变形，又能防止由于季冻区冻融循环作用导致粘土路基刚度的下降，从而达到减少粘土路基变形的目的。
附图说明
14.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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获得其他的附图。
15.图1是本技术的季冻区粘土路基刚度增强结构断面示意图。
16.附图标记：1-粘土路基基体，11-粘土路基顶面，2-保温隔热层，3-刚度加强层，31-土工格室，32-土工格室垫层，33-土工格室保护层。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理
的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
19.本技术提供一种季冻区粘土路基刚度增强结构，如图1所示，包括粘土路基基体1、保温隔热层2及刚度加强层3，所述保温隔热层2位于所述粘土路基基体1表面，以防止粘土路基内水分冻结导致所述粘土路基融沉；所述刚度加强层3位于所述保温隔热层2背离所述粘土路基基体1的表面，以增强粘土路基的刚度；其中，所述刚度加强层3包括土工格室31，在所述土工格室31填充粘土，以扩散车辆传递的附加荷载。
20.其中，粘土路基基体1、保温隔热层2及刚度加强层3共同构成粘土路基。
21.根据上述实施例，本技术通过在粘土路基基体1上方设置土工格室31，可增强粘土路基的刚度，扩散车辆传递下来的附加荷载，减少粘土路基内的动应力，从而达到减少粘土路基变形的目的；然而土工格室31虽然可以提高路基刚度，但无法防止由于冻融循环作用，导致路基刚度的下降，本技术通过在土工格室31下方设置保温隔热层2，可以防止保温隔热层2下方粘土路基基体1内水分发生冻结，从而防止路基冻涨现象的发生，路基由于没有冻结，也就不会产生融沉现象。本技术采用土工格室31与保温隔热层2联合作用，既能增强粘土路基的刚度，又能防止由于季冻区冻融循环作用，导致粘土路基刚度的下降，从而达到减少粘土路基变形的目的。
22.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，如图1所示，所述刚度加强层3还包括土工格室垫层32和土工格室保护层33，所述土工格室垫层32位于所述保温隔热层2与所述土工格室31之间，所述土工格室保护层33位于所述土工格室31背离所述土工格室垫层32的表面，且所述土工格室保护层33的表面形成粘土路基顶面11；其中，在所述土工格室31回填超出所述土工格室31容纳空间的粘土并经碾压密实后形成所述土工格室保护层33。
23.其中，土工格室31铺设时应张拉、固定，并采用粘土回填张拉后的土工格室31，粘土回填高度应超出土工格室31的顶面，具体超出数值根据现场所用的粘土的松铺系数计算得出,然后采用压路机碾压密实，形成土工格室保护层33。
24.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，所述保温隔热层2为泡沫轻质土层，所述保温隔热层2在垂直于地面方向上的厚度为30cm。通过采用泡沫轻质土层作为保温隔热层2，利用泡沫轻质土自身强度较高的特性，可以进一步增强粘土路基的刚度。
25.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，如图1所示，在所述保温隔热层2背离所述粘土路基基体1的表面填筑粘土并经碾压密实后形成所述土工格室垫层32，所述土工格室垫层32在垂直于地面方向上的厚度为10cm。
26.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，如图1所示，所述土工格室31的高度为10cm，所述土工格室31的单元格室的边长为40cm。
27.其中，土工格室31是由强化的材料经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构，在土工格室31填入粘土构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体，可有效的增强路基的承载能力，且具有分散荷载作用。
28.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，如图1所示，土工格
室保护层33在垂直于地面方向上的厚度为10cm。
29.例如，在一个实施例提供的季冻区粘土路基刚度增强结构中，如图1所示，在所述粘土路基基体1在垂直于地面方向上距离所述粘土路基顶面11约60cm高度面上设有所述保温隔热层2。
30.具体地，在粘土路基基体1在垂直于地面方向上距离粘土路基顶面11约60cm高度面上采用平地机精平场地，然后填筑泡沫轻质土作为保温隔热层2。
31.本技术的季冻区粘土路基刚度增强结构的施工步骤为：在粘土路基基体1填筑到距离粘土路基顶面11约60cm时，采用平地机精平场地，然后填筑泡沫轻质土作为保温隔热层2，泡沫轻质土的厚度为30cm；在填筑完泡沫轻质土后，采用粘土作为填料，进行土工格室垫层32的填筑，然后采用压路机碾压密实，压实后的土工格室垫层32的厚度为10cm；在施工完土工格室垫层32后，在其上方铺设土工格室31，土工格室31的高度为10cm，每一单元格室的边长为40cm，土工格室31铺设时应张拉、固定；采用粘土回填张拉后的土工格室31，粘土回填高度应超出土工格室31的顶面约15cm，具体数值,根据现场所用的粘土的松铺系数计算得出,然后采用压路机碾压密实，形成土工格室保护层33，工格室保护层33的厚度为10cm。
32.本技术的季冻区粘土路基刚度增强结构，既能增强粘土路基的刚度，减小车辆附加荷载引起路基的变形，又能防止由于季冻区冻融循环作用，导致粘土路基刚度的下降。
33.尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本技术的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：

1.一种季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，包括：粘土路基基体；保温隔热层，位于所述粘土路基基体表面，以防止粘土路基内水分冻结导致粘土路基融沉；刚度加强层，位于所述保温隔热层背离所述粘土路基基体的表面，以增强粘土路基的刚度；其中，所述刚度加强层包括土工格室，在所述土工格室填充粘土，以扩散车辆传递的附加荷载。2.根据权利要求1所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，所述刚度加强层还包括：土工格室垫层，位于所述保温隔热层与所述土工格室之间；土工格室保护层，位于所述土工格室背离所述土工格室垫层的表面，且所述土工格室保护层的表面形成粘土路基顶面；其中，在所述土工格室回填超出所述土工格室容纳空间的粘土并经碾压密实后形成所述土工格室保护层。3.根据权利要求1所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，所述保温隔热层为泡沫轻质土层，所述保温隔热层在垂直于地面方向上的厚度为30cm。4.根据权利要求2所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，在所述保温隔热层背离所述粘土路基基体的表面填筑粘土并经碾压密实后形成所述土工格室垫层，所述土工格室垫层在垂直于地面方向上的厚度为10cm。5.根据权利要求2所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，所述土工格室的高度为10cm，所述土工格室的单元格室的边长为40cm。6.根据权利要求2所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，所述土工格室保护层在垂直于地面方向上的厚度为10cm。7.根据权利要求2所述季冻区粘土路基刚度增强结构，其特征在于，在所述粘土路基基体在垂直于地面方向上距离所述粘土路基顶面60cm高度面上设有所述保温隔热层。

技术总结

本申请公开了一种季冻区粘土路基刚度增强结构，包括粘土路基基体、保温隔热层及刚度加强层，所述保温隔热层位于所述粘土路基基体表面，以防止粘土路基内水分冻结导致粘土路基融沉；所述刚度加强层位于所述保温隔热层背离所述粘土路基基体的表面，以增强粘土路基的刚度；其中，所述刚度加强层包括土工格室，在所述土工格室填充粘土，以扩散车辆传递的附加荷载；本申请采用土工格室与保温隔热层联合作用，既能增强粘土路基的刚度，又能防止由于季冻区冻融循环作用导致粘土路基刚度的下降，从而达到减少粘土路基变形的目的。而达到减少粘土路基变形的目的。而达到减少粘土路基变形的目的。