高地下水位粉质土地区低路堤结构及施工方法技术

本发明专利技术公开一种高地下水位粉质土地区低路堤结构及施工方法，低路堤由底向上依次为基底翻挖处理层、防渗垫层、路床、路面结构层组成，所述的防渗垫层厚度为３０～４０ｃｍ，为碎石、沙砾或者是掺加了４～５％的水泥或是石灰的处治土，防渗垫层高于天然地表；路床和路面结构层采用常规材料；在中央分隔带两侧各设有一个槽，槽的深度大于路面结构层的厚度，槽的宽度为０．３～０．４５ｍ，槽底直至路床层，在槽内填筑碎石或者砂砾，构成一道有反滤排水作用的排水墙，在排水墙底部设有横向排水管通向路基外侧。在进行低路堤施工时可以有效阻止毛细水上升、加速路基排水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路工程领域，特别涉及一种高地下水位粉质土地区毛细水处治与低路堤的施工方法。
技术介绍
路基作为路面的支承结构物，承受由路面传来的荷载，其强度、稳定性和耐久性直接影响路面的使用性。低路堤是指路堤高度小于重型汽车荷载作用下路基工作区深度的路基。高等级公路低路堤设计理念是一种全新的设计思想和方法，可以有效地节约不可再生土地资源、减少工程规模和工程难度，缩减工程数量进而节约造价。但是高地下水位地区尤其是粉质土分布地区，低路堤下毛细水的上升将引起路基土含水量的变化，影响路基路面的强度变形特性。近几年，随着低路堤理念的提出，工程设计中开始注意毛细水的影响问题，对于毛细水上升高度较高的路基土，设计中采用设置隔水层阻断毛细水上升的工程措施。但目前设计还停留在经验阶段，对高地下水位粉质土地区处治毛细水的方法、低路堤设计等缺乏系统的研究。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的高地下水位粉质土地区毛细水上升影响低路堤的实施的问题，本专利技术提供了一种高地下水位粉质土地区低路堤结构及施工方法，在进行低路堤施工时可以有效阻止毛细水上升、加速路基排水。本专利技术的技术方案为：一种高地下水位粉质土地区低路堤结构，低路堤由底向上依次为基底翻挖处理层、防渗垫层、路床、路面结构层组成，所述的防渗垫层厚度为30～40cm，为碎石、沙砾或者是掺加了4～5％的水泥或是石灰的处治土，防渗垫层高于天然地表；路床和路面结构层采用常规材料；在中央分隔带两侧各设有一个槽，槽的深度大于路面结构层的厚度，槽的宽度为0.3～0.45m，槽底直至路床层，在槽内填筑碎石或者砂砾，构成一道有反滤排水作用的排水墙，在排水墙底部设有横向排水管通向路基外侧。在防渗垫层上设有防渗土工布或复合土工膜。基于权利要求1所述的高地下水位粉质土地区低路堤结构的施工方法，步骤为：第一步，设置路基防渗垫层：在基底翻挖处理层上铺设30～40cm的防渗垫层；然后由底向上依次铺设路床及路面结构层，防渗垫层高于天然地表；第二步，在中央分隔带设置排水墙：沿中央分隔带两侧各开挖一道槽，槽的深度大于路面结构层的厚度，槽的宽度为0.35～0.45m，槽底直至路床中，在槽内填筑碎石或者砂砾，构成一道有反滤排水作用的排水墙，从路基外侧向排水墙底部钻孔并安装横向排水管。当地下水埋深在0.5～0.8m时，所述的防渗垫层为碎石或沙砾。当地下水埋深在0.8～1.5m时，所述的防渗垫层为掺加4～5％的石灰或水泥的处治土。-->所述的防渗垫层上设有防渗土工布或复合土工膜。当下坡路段的中央分隔带尽头或交汇处的排水墙无法设置横向排水管时，抬高尽头或是交汇处的槽底的高程使水流反坡流动，汇流到前面的横向排水管进口处。有益效果：1.本专利技术在路基底部设置防渗垫层的方法有效阻止了毛细水的迁移，使路基土体处于干燥或中湿状态。2.本专利技术通过在中央分隔带的两侧设置排水墙，通过横向排水管将中央分割带内部的水份排出，防止了中央分隔带的水份进入路基土，对路基土造成侵害。3.在下坡路段时，当中央分隔带尽头或交汇处无法设置横向排水管时，本专利技术通过抬高尽头或是交汇处的槽底的高程使水流反坡流动，汇流到前面的横向排水管进口处，由前面的横向排水管排出路基。4.本专利技术通过将防渗垫层设置在高于天然地表的位置，可以使防渗垫层阻隔和疏导的水份通过边坡与护坡通道直接排入边沟，将地下水引入地表排水系统中。附图说明图1为现有技术的路基截面示意图。图2为本专利技术的低路堤结构截面示意图。图3为路面+路床+路基防渗层的低路堤结构截面示意图。图4为路基防渗层+上路堤+路床+路面的低路堤结构截面示意图。其中，1为路面结构层中的基层和面层，2为路面结构层中的垫层，3为路床，4为路基防渗层，5为路面，6为上路堤，7为地面线。具体实施方式下面结合实例对高地下水位粉质土地区毛细水处治与低路堤设计方法作进一步说明。本专利技术的高地下水位粉质土地区低路堤结构及施工方法的原理及主要实现手段为：1、高地下水位粉质土地区低路堤毛细水处治方法由于毛细水的迁移对土质路基会产生严重病害，必须阻断毛细水迁移的路径，才能保证路基的稳定，从而降低路堤的填筑高度，本专利技术首先对路基底部进行特殊的设计和处理，使路基土体处于干燥或中湿状态。(1)设置防渗垫层本专利技术中所谓的防渗垫层4，是设置在低路堤之中的结构层，厚度为30～40cm，它的主要作用是阻隔水份毛细上升进入路基的路床土壤中，防止路基含水量增大，影响路基结构强度和整体稳定性。它的作用类似于路面结构层中的垫层2，但是与路面结构层中的垫层2相比有两个重要的区别。首先，在位置和具体作用上两者完全不同，如图1所示：路面结构层由面层、基层1及垫层2组成，其中的垫层2位于基层之下，是路面结构层的一个组成部分，它的主要作用是保证水份不会由路基土壤进入其上部的基层和面层1，确保基层和面层1的强度和稳定性，垫层2主要可以采用碎石、砂砾等无结合性粒料。而本专利技术的路-->基防渗层4如图2所示，则位于人工填筑的路堤下部也就是路床3的下面，天然地基表面的基底翻挖处理层之上，主要作用是保证地下高水位或者路基两侧的河流、池塘和灌溉用水不会经由地下迁移进入路基，确保其上的路基土的含水量不会过大、影响强度和稳定性。其次，是两者的受力状况完全不同。基层是路面结构层中的主要承重层，而位于其下的垫层2除了主要承受车辆荷载的垂直应力并将其分散，还要承受车轮的动应力，所以其既受静载还受动载，既受垂直应力还有一定的振动应力，受力状况复杂。而位于路堤底部的路基防渗垫层4，由于距路基顶面较深，可以认为其主要承受路基上部结构的垂直重力。路基防渗垫层根据地下水位等环境情况的不同，所选用的材料也不同。当地下水位相对较高，采取低路堤设计方案时，可在路基底部的天然地表上的基底翻挖处理层上填筑一定厚度的碎石或砂砾等无结合性粒料作为路基防渗垫层，同时可在该层上部铺设一层防渗土工布或土工膜，以阻止毛细水的上升，最终达到疏水和隔水的效果。本专利技术中对不同材料进行的研究表明：当地下水位相对较高时，采用碎石和粗沙砾组成的路基防渗垫层对毛细水的隔绝效果非常明显。当地下水位相对较低，采取低路堤设计方案时，可在路基底部的天然地表上的基底翻挖处理层上填筑一定厚度的掺加了4～5％的石灰或水泥等无机结合料的处治土，形成不透水、抗冲刷同时具有一定强度的路基防渗垫层。根据工程实际需要，可选择在该层上部铺设一层防渗土工布或土工膜，防止毛细水侵入上部路基。本专利技术中对不同材料进行的研究表明：当地下水位相对较低时，采用掺加了石灰或水泥等无机结合料的处治土对于隔绝毛细水上升具有一定的效果，防渗垫层有较明显的削弱毛细水上升作用。掺加了石灰或水泥等无机结合料的防渗垫层处理路堤的中心竖向位移值完全可以满足规范要求，因此石灰和水泥可作为对毛细水进行处治时采用的材料。本专利技术中处治毛细水所设置的隔水垫层的位置和要求符合交通部《公路沥青路面设计规范》JTGD50-2006第4.2.5规定，路基设置的垫层材料本身的强度必须满足承载力的要求以及《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006第4.1.2规定：垫层一般是掺加水泥或石灰煤渣稳定类分层进行填筑的要求。(2)排水措施低路堤排水应采取防、排、疏相结合的综合措施，设置完整、通畅的排水系统，并与路面、桥涵、隧道等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高地下水位粉质土地区低路堤结构，其特征在于，低路堤由底向上依次为基底翻挖处理层、防渗垫层、路床、路面结构层组成，所述的防渗垫层厚度为３０～４０ｃｍ，为碎石、沙砾或者是掺加了４～５％的水泥或是石灰的处治土，防渗垫层高于天然地表；路床和路面结构层采用常规材料；　　在公路的中央分隔带两侧各设有一个槽，槽的深度大于路面结构层的厚度，槽的宽度为０．３～０．４５ｍ，槽底直至路床层，在槽内填筑碎石或者砂砾，构成一道有反滤排水作用的排水墙，在排水墙底部设有横向排水管通向路基外侧。

【技术特征摘要】
1.一种高地下水位粉质土地区低路堤结构，其特征在于，低路堤由底向上依次为基底翻挖处理层、防渗垫层、路床、路面结构层组成，所述的防渗垫层厚度为30～40cm，为碎石、沙砾或者是掺加了4～5％的水泥或是石灰的处治土，防渗垫层高于天然地表；路床和路面结构层采用常规材料；在公路的中央分隔带两侧各设有一个槽，槽的深度大于路面结构层的厚度，槽的宽度为0.3～0.45m，槽底直至路床层，在槽内填筑碎石或者砂砾，构成一道有反滤排水作用的排水墙，在排水墙底部设有横向排水管通向路基外侧。2.如权利要求1所述的高地下水位粉质土地区低路堤结构，其特征在于，在防渗垫层上设有防渗土工布或复合土工膜。3.基于权利要求1所述的高地下水位粉质土地区低路堤结构的施工方法，其特征在于，步骤为：第一步，设置路基防渗垫层：在基底翻挖处理层上铺设30～40cm的防渗垫层；然后由底向上依次铺设路床及路面结构层，防渗垫层高于天然地表；第二步，在中央分隔带设置排水墙：沿中央...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志铎，刘松玉，郝建新，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]