一种多年冻土区片石气冷路堤结构制造技术

本实用新型专利技术涉及多年冻土区筑路工程技术领域，具体涉及一种多年冻土区片石气冷路堤结构。本实用新型专利技术为克服现有技术存在的增加热阻技术不能改善多年冻土地基热状况的问题，提供的技术方案是：一种多年冻土区片石气冷路堤结构，包括基底以及基底上部从上到下依次呈梯形设置的道渣层、路基填料层、反滤层，基底上部设置有土路拱，土路拱上自路堤中心向两侧设有４％的横坡，反滤层和底部的土路拱之间设置有片石层，片石层包覆在土路拱之上，其宽度大于反滤层的宽度。本实用新型专利技术能增加多年冻土地基的冷储量，降低多年冻土地基土体地温，改善多年冻土地基的热状况，使多年冻土地基的热状况朝有利于路基稳定方向发展。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多年冻土区筑路工程
，具体涉及一种多年冻土区 片石气冷路堤结构。技术背景虽然世界上在多年冻土区建筑铁路已有百年以上的历史，但既有的多年冻 土区铁路病害相当严重。多年冻土区道路路基的病害率远高于其他构筑物的病 害率，其中由于高含水量多年冻土融化所造成的路基融沉病害占路基总病害率 的85%。发生路基融沉病害的主要原因是在多年冻土上限附近的细粒土和有 一定量细粒土充填的粗颗粒土中往往存在厚层地下水和高含冰量冻土，因其埋 葬浅，很容易受天然因素和人为活动的影响而融化，因融化而产生的融沉导致 多年冻土区路基变形和破坏。1、 现有保护多年冻土的路基工程措施为防止路基基底下高含水量冻土融化，多年冻土区已建成的铁路、公路基 本上都采用增加路基填高或在路基内铺设保温板的工程措施，通过增加热阻保 护多年冻土。2、 现有保护多年冻土路基工程措施的不足多年冻土是温度敏感性岩土介质，保持多年冻土稳定的根本途径是增加多 年冻土的冷储量，使多年冻土始终处于负温状态。国内外大量的工程实践证明， 增加热阻的措施，只能够延緩多年冻土的融化，不能增加多年冻土的冷储量， 从根本上改善多年冻土地基的热状况。
技术实现思路
本技术要克服现有技术存在的增加热阻技术不能改善多年冻土地基热状况的问题。为克服现有技术存在的问题，本技术所提供的技术方案是 一种多年 冻土区片石气冷路堤结构，包括基底7以及基底7上部从上到下依次呈梯形设 置的道渣层l、路基填料层2、反滤层，其特殊之处在于基底上部设置有土路 拱6, 土路拱6上自路堤中心向两侧设有4 %的横坡，反滤层和底部的土路拱6 之间设置有片石层5，片石层5包覆在土路拱6之上，其宽度大于反滤层的宽 度。上述反滤层为双层结构，包括下层0. 2m的碎砾石垫层4和上层0. 2m的中 粗砂垫层3。上述片石层5、碎砾石垫层4、中粗砂垫层3的底面、顶面均自路提中心向 两侧设有4%的横坡。上述片石层5顶面的宽度超出反滤层宽度至少2m。上述片石层5的厚度为1.0~1.2m，其两边与道渣层2表面的垂直高度至 少为3. 5m。本技术是一种主动保护多年冻土的工程结构，与现有技术相比，它的 优点是能增加多年冻土地基的冷储量，降低多年冻土地基土体地温，改善多 年冻土地基的热状况，使多年冻土地基的热状况朝有利于路基稳定方向发展。 近几年的研究表明作为保护多年冻土的工程措施，片石气冷路堤是切实可行， 安全可靠的，可取得良好的社会效益。附图i兌明附图是本技术的结构示意图。具体实施方式下面将通过具体实施例对本技术做详细的说明。参见附图， 一种多年冻土区片石气冷路堤结构，包括基底7以及基底7上 部从上到下依次呈梯形设置的道渣层1、路基填料层2、反滤层、片石层5和土路拱6,所说的反滤层为双层结构，包括下层0. 2m的碎砾石垫层4和上层0. 2m 的中粗砂垫层3。所说的片石层5包覆在土路拱6之上，其宽度超出反滤层宽 度至少2m,片石层5的厚度为1. 0~ 1. 2m,其两边与道渣层1表面的垂直高度 至少为3. 5m。。所述片石层5、碎砾石垫层4、中粗砂垫层3及土路拱6的底面、 顶面均自路堤中心向两侧设有4%的横坡。 本技术的制造过程是1) 施工准备(1)片石气冷路堤施工前，首先对片石的饱水抗压强度及规格进行检测， 要求其抗压强度不小于15Mpa;片石最大尺寸不超过40cm,最小尺寸不得小于 20cm;石料质地坚硬，不易风化，无裂紋。(2 )根据设计图进行现场测量放样，确定片石填筑位置和填筑宽度及高度。 (3)检测路基基底的标高、密实度，当检测结果达到设计要求后，方可进 行上部路基的施工。2) 基底土路拱的施工基底土路拱标高、密实度必须符合实际要求，路拱横坡坡度为4%,以保证 横向排水。3) 片石层的施工(l)根据测量放样结果，现场预埋020的钢筋，其上用红油漆标志出分 层填筑厚度和设计高度，以控制每层填筑高度及设计高度。预埋钢筋沿线路方 向每12. 5m布设一根；横向每15m布设一根。(2 )路i是设计边坡坡脚3. 0m范围内，人工码砌直径大于30cm的硬质石料。 (3)片石层的填筑① 倾填片石施工时，首先在石料场对片石按设计的粒径要求进行人工挑选， 用挖掘机或装载机装车、自卸汽车运输至施工现场，然后再进行人工挑选。② 片石填筑釆用先低后高、先两侧后中央投料、水平分层填筑的方法，分 层高度为50cm。③ 填筑时，先根据分层厚度、填筑宽度、松铺系数等计算填石数量，并在 其下层表面上用白灰划出方格网，按方格网卸料。④根据预埋钢筋的分层厚度标志挂线，将所卸的片石用推土机或挖掘机整 平，局部人工找平。 片石层的压实采用振动压路机，碾压时先两侧后中间纵向进行，反复碾压，行与行之间重叠0. 4m以上，前后相邻地段重叠2. 0m以上，碾压遍数由试 验确定，量测以碾压后标高稳定为准。 片石层填筑完后，对片石层表面存在的的缝隙人工用小石块填塞以防止 碎砾石漏入片石空隙。4) 碎砾石垫层施工(l)碎砾石填筑前，对倾填片石有较大空隙的地方人工用小石块填塞。在 倾填片石顶面上用白灰划出方格网，按方格网卸料。(2 )人工插钢筋挂线控制碎砾层虚铺厚度，推土机配合人工摊平，压路机 碾压，碾压只允许静压，严禁振动碾压。5) 中粗砂垫层施工(1) 中粗砂垫层施工前，首先需对中粗砂进行外观、筛分析、细度模量、 含泥量、有机物含量等的冲企验，要求选用颗粒级配良好、质地坚硬耐久的中粗 砂，砂中不得含有杂草、垃圾及粒径大于10mm的石块等杂质，含泥量不得大 于5%。(2) 依据设计要求进行测量放样，放出线路中桩及边桩，以控制中粗砂垫 层填筑宽度、长度以及顶面自路堤中心向两侧设不小于4%的排水横坡。(3) 中粗砂垫层填筑前，根据设计厚度及填筑宽度、长度、虛铺系数计算 出填料数量，同时在其下垫层上用白灰划出方格网，按方格网卸料。(4) 根据测量放样结果，于边桩、中桩位置插杆挂线，控制填筑厚度和排 水横坡坡率。(5) 平整采用推土机初平、平地机配合人工终平，碾压采用振动压路机振 动碾压，碾压时遵循先两侧后中间、先慢后快、先弱振后强振的原则，行与行 之间重叠0. 4m以上，前后相邻地段重叠2. 0m以上。(6 )中粗砂垫层的密实标准须达到相对密度不小于0. 7。6)铺设道渣层、路基填料层。与现有技术相比，本技术的片石气冷路堤与 一般路堤的不同有以下几点1 )为防止路堤基底积水，在原地面上(基底)设路拱，自路堤中心向两侧 设4%的横坡。2)于路拱上倾填厚的片石层，片石粒经0.2-0. 4m，为保证片石层的空隙 度，片石级配尽可能差，路堤基底下片石层顶面的宽度应超出片石顶面处路提 宽度2m。3 )为防止片石层上细粒土沉落填塞片石层中的孔隙，在片石层上铺设双层 反滤层，即下层O. 2m碎砾石层、上层O. 2m中粗砂层。本技术左侧的传热机理片石气冷路堤的左侧位于主导风向的背风侧， 片石层暖季的当量导热系数是寒季当量导热系数的1/5-1/10，甚至更少，片石 层发挥了"热半导体"作用，传入冻土地基中的冷量大于传入冻土地基中的热量， 增加路堤及地基中的冷储量。其右侧传热机理片石气冷路堤的右侧位于主导风向的迎风侧，片石层的 强迫对流传热在片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多年冻土区片石气冷路堤结构，包括基底（７）以及基底（７）上部从上到下依次呈梯形设置的道渣层（１）、路基填料层（２）、反滤层，其特征在于：基底上部设置有土路拱（６），土路拱（６）上自路堤中心向两侧设有４％的横坡，反滤层和底部的土路拱（６）之间设置有片石层（５），片石层（５）包覆在土路拱（６）之上，其宽度大于反滤层的宽度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹元平，冉理，葛建军，包黎明，李肖伦，吴云生，赵军，勾振铎，王多青，王申平，
申请(专利权)人：铁道第一勘察设计院，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]