一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法技术

本发明专利技术提供了一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法，包括以下步骤：步骤一、平整路基；步骤二、将阴阳电极组件穿过安装座平行错位式布置在打好的孔位中；本发明专利技术在电极之间布设土壤水分传感器探针和温度传感器探针，能够精准的测量出对应电渗区域路基土体的含水率和温度，当含水率降低到规定值时，及时切断电源，避免电源能量的大量耗费，同时当温度较低时，可通过加热棒进行加热，保证内部水体的流动性，从而提高电渗效果，同时还可通过导料管向土壤中混入矿物盐，矿物盐与内部含水混合，降低水体的凝固点，提高其抗冻性，同时还可提高阴阳电极棒的导电性，进而提高电渗效果，排水效果和更好。和更好。

【技术实现步骤摘要】
一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法


[0001]本专利技术属于冻土治理
，涉及一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法。

技术介绍

[0002]冻土是温度低于0℃且含有冰的土或岩石，按照土体冻结时间的长短，可划分为多年冻土和季节冻土，其中季节冻土在我国分布极为广泛，近年来，随着我国经济的快速发展，一大批如“青藏公路”和“川藏公路”等国家重大寒区工程的建设，使公路交通事业在国民经济中的地位、作用和效益日益显著，但与此同时，季冻区路基的病害问题也不容忽视，其中以冻胀翻浆病害尤为显著，路基在冬季因温度下降而冻结，在春季融化阶段，路基上部融化的水分由于下部冻结层的阻碍无法迁移从而形成上层滞水，增大路基的土体含水率，严重影响了路基的使用寿命。
[0003]对于路基翻浆病害治理，目前施工现场多采用以下几种方法清除路基中的软弱夹层，换填良性土壤后重新碾压；(2)将路基中翻浆部位的过湿土翻晒，拌合均匀后重新碾压；(3)对于治理时间紧急的路段，可采用掺生石灰粉，拌匀且等待含水量适宜后重新填筑碾压。然而以上技术均需要对路基进行大量的填挖处理，耗时耗力且经济成本较高，不适应现代“高效率、低成本、高质量”的项目建设要求。
[0004]申请号201910951265.2公开了一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法，基于电渗排水原理，在冻胀与翻浆病害严重路基中插入导电合金作电极，使路基中水分在电场力的作用下，自路基中间横向定向迁移至两边，通过在电极之间布置的土壤水分传感器，精准控制电源通断时间，经过多级横向连续排水，减少路基中滞水层的含水率，从而达到治理路基冻胀翻浆的目的，本专利技术避免了路基大量开挖填埋工作，施工周期短，治理效率高，节约了大量的经济成本，适用于冻土区路基冻胀翻浆病害的治理，具有十分广阔的应用前景。
[0005]上述专利技术通过基于电渗排水原理可以有效排水，但是仍然存在以下缺点，第一，冻土中水体流动性较差，采用电渗排水向两侧排开的效率较低，同时内部温度较低，水体导电性较差，电渗排水的电路传导性不够，导致其排水困难，排水的效果较差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0008]一种治理冻土区路基冻胀翻浆的横向分级电渗排水法，包括以下步骤：
[0009]步骤一、平整路基：对路基土质情况进行探测，测量路基翻浆病害影响深度，在路基翻浆病害严重路段，使用机械设备处理掉路基硬化的面层，露出内部基层，清理现场以便设备布置；
[0010]步骤二、在路基表面打孔，然后在打孔好的处理路基表面铺上一层隔离垫，且隔离垫的安装座处与打孔孔位正对设置，将阴阳电极组件穿过安装座平行错位式布置在打好的
孔位中，且垂直于治理的路基表面打入路基土体中，阴阳电极组件用电缆线和导料管分别连接阴阳电极组件并延伸至电渗仪电流输入/输出端口；
[0011]步骤三、将阴阳电极组件内部的土壤水分传感器探针和温度传感器探针通过第一数据传输线和第二数据导线连接到智能数据记录仪，从而对检测路基各位点处土体的含水率和温度进行检测；
[0012]步骤四、将电渗仪接入蓄电池，启动阴阳电极组件记录第一电渗区域的初始路基土体含水率和初始温度，打开电渗仪开关按钮，阴阳电极组件内部的加热棒对电渗区域进行加热，同时通过导料管导入矿物盐粉，在进行电渗排水过程中，每间隔30min记录一次路基土体含水率，待阳极两侧土体含水率降低到相应路段的含水率规定值并趋于稳定时，关闭电渗仪开关按钮；
[0013]步骤五、第一电渗阶段结束后，连接第二电渗阶段的阴阳电极进行电渗排水，待含水率降低到规定值并趋于稳定时，关闭电渗仪开关按钮，如此往复进行，直到电渗排水至路基最外侧电极处结束，迁移至边坡处的水分在路基内外空气对流中自然蒸发，最终降低路基土体的含水率，从而达到治理路基冻胀翻浆的目的；
[0014]步骤六、在路基电渗排水工作全部结束后，将土壤水分传感器、温度传感器探针、数据传输线和电缆线回收归纳整理，而阴阳电极棒和加热棒埋置在路基中起到“加筋”作用，以增强路基整体强度，但由于水分从阳极至阴极横向定向迁移的影响，阳极周围会存在少许缝隙，与土体接触不密实，因此在埋置之前需在路基阳极中注入浆液加固，待注浆完成后，按照施工规范填筑路基面层并恢复通车。
[0015]在上述的一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法中，所述阴阳电极组件由支撑架、阴阳电极棒、加热棒、导料管、土壤水分传感器探针和温度传感器探针组成，所述支撑架的底端固定连接有阴阳电机棒，其所述加热棒设置有两组，分别对称设置在阴阳电机棒的两侧，所述导料管、土壤水分传感器探针和温度传感器探针设置在阴阳电机棒的边侧。
[0016]在上述的一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法中，所述阴阳电极棒采用热轧钢筋HPB300，抗拉强度设计值，抗压强度设计值，直径为20mm，电极棒长度为80cm。
[0017]在上述的一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法中，所述蓄电池由道路两侧的太阳能发电系统供应，其输出电压和电流强度根据治理路段土壤成分、含水率高低确定。
[0018]在上述的一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法中，步骤2中，所述阴阳电极组件的布置采用电极横向、纵向间距均为1m设置，电极插入深度为路基基层顶部以下60
‑
80cm。
[0019]在上述的一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法中，步骤3中，所述土壤水分传感器的布置，横向、纵向间距均为1m，布置深度为路基基层顶部以下40
‑
60cm。
[0020]与现有技术相比，本专利技术一种治理冻土区路基冻胀与翻浆的方法的优点为：
[0021]1、本专利技术基于“电渗法”的原理，通过在翻浆病害严重路基中插入阴阳电极，经过多级横向连续排水，来减少路基中滞水层的含水率，整个治理过程避免了路基的大量开挖填埋工作，施工周期短，治理效率高，流程简单易于操作，用于电渗的电缆线也可回收二次利用，节约了经济成本；
[0022]2、通过在电极之间布设土壤水分传感器探针和温度传感器探针，能够精准的测量出对应电渗区域路基土体的含水率和温度，当含水率降低到规定值时，及时切断电源，避免电源能量的大量耗费，同时当温度较低时，可通过加热棒进行加热，保证内部水体的流动
性，从而提高电渗效果，同时还可通过导料管向土壤中混入矿物盐，矿物盐与内部含水混合，降低水体的凝固点，提高其抗冻性，同时还可提高阴阳电极棒的导电性，进而提高电渗效果，排水效果和更好。
具体实施方式
[0023]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0024]一种治理冻土区路基冻胀翻浆的横向分级电渗排水法，包括以下步骤：
[0025]步骤一、平整路基：对路基土质情况进行探测，测量路基翻浆病害影响深度，在路基翻浆病害严重路段，使用机械设备处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种治理冻土区路基冻胀翻浆的横向分级电渗排水法，包括以下步骤：步骤一、平整路基：对路基土质情况进行探测，测量路基翻浆病害影响深度，在路基翻浆病害严重路段，使用机械设备处理掉路基硬化的面层，露出内部基层，清理现场以便设备布置；步骤二、在路基表面打孔，然后在打孔好的处理路基表面铺上一层隔离垫，且隔离垫的安装座处与打孔孔位正对设置，将阴阳电极组件穿过安装座平行错位式布置在打好的孔位中，且垂直于治理的路基表面打入路基土体中，阴阳电极组件用电缆线和导料管分别连接阴阳电极组件并延伸至电渗仪电流输入/输出端口；步骤三、将阴阳电极组件内部的土壤水分传感器探针和温度传感器探针通过第一数据传输线和第二数据导线连接到智能数据记录仪，从而对检测路基各位点处土体的含水率和温度进行检测；步骤四、将电渗仪接入蓄电池，启动阴阳电极组件记录第一电渗区域的初始路基土体含水率和初始温度，打开电渗仪开关按钮，阴阳电极组件内部的加热棒对电渗区域进行加热，同时通过导料管导入矿物盐粉，在进行电渗排水过程中，每间隔30min记录一次路基土体含水率，待阳极两侧土体含水率降低到相应路段的含水率规定值并趋于稳定时，关闭电渗仪开关按钮；步骤五、第一电渗阶段结束后，连接第二电渗阶段的阴阳电极进行电渗排水，待含水率降低到规定值并趋于稳定时，关闭电渗仪开关按钮，如此往复进行，直到电渗排水至路基最外侧电极处结束，迁移至边坡处的水分在路基内外空气对流中自然蒸发，最终降低路基土体的含水率，从而达到治理路基冻胀翻浆的目的；步骤六、在路基电渗排水工作全部结束后，将土壤水分传感器、温度传感器探针、数据传输线和电缆线回收归纳整理，而阴阳电极棒和加热棒埋置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德仁，杨佳乐，杨成，王旭，蒋代军，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：