[实用新型]透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种路基结构形式，尤其是一种透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基结构形式，它可有效地降低高等级公路路基下部冻土温度，抬升冻土上限，确保冻土路基的长期稳定性。

背景技术

冻土是指具有负温和含冰的土体和岩石，按生存时间主要分为多年冻土和季节冻土。我国多年冻土面积约占国土面积的22.4％，是世界第三冻土大国。冻土中由于冰以及未冻水的存在，其性质极其复杂且对温度极为敏感。道路工程施工以及全球变暖都会引起冻土的升温，给路基带来融沉病害，严重危害多年冻土区道路的稳定性。

发明内容

为了有效降低多年冻土区高等级道路路基的温度，维护路基的长期稳定，本实用新型的目的在于提供一种透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基。该路基结构通过对透壁通风管和块碎石层的降温作用进行优化组合，相互取长补短，降低高等级道路路基下部冻土温度，抬升多年冻土上限，确保宽幅高等级道路路基的多年稳定。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基，是由透壁通风管、块碎石层、土工布、保温层和路基填土构成。在夯实的天然地表上铺筑块碎石层；带透壁孔眼的透壁通风管沿路基横向埋入块碎石层的顶部；透壁通风管的外径为30～80cm，管壁厚度为2～10cm，孔眼的孔径为3～10cm，开孔率为10％～40％，管与管间净间距为1～5倍的管外径，块碎石层上铺设土工布，块碎石层的厚度为≤3.0m，块碎石层的粒径为10cm～50cm，在土工布上面依次铺设保温层和铺筑路堤填土。

本实用新型的优点与产生的有益效果是：

1、降温效果十分明显。本实用新型通过将透壁通风管和块碎石层的降温作用进行优化加强，相互取长补短；再与保温层的隔热保温特性相结合，充分发挥各自的优点，实现冷季大量吸入冷能的同时，有效限制暖季的吸热量，大幅提高了路基在一个冻融周期内的净放热量，从而更加有效地降低路基下伏冻土的温度。因此，这种路基可提升多年冻土的人为上限，保护路基下的多年冻土，避免冻胀和融沉发生，取得很好的效果。

2、便于施工。块碎石可就近取材，透壁通风管可预制后直接运往现场安装。路基铺筑工序简单，施工简便。

3、本实用新型无需任何外部动力设施，无污染，保护生态环境。块碎石取材方便，成本低廉；透壁通风管可预制，易于施工和维护，对冻土不会产生大的人为扰动，可满足高温、高含冰量多年冻土地区工程稳定性的特殊要求。

4、在应用范围方面，它可以直接应用于高温冻土区、铺设黑色路面的宽幅高等级道路工程中。在相同的试验条件下进行了对比试验：即增设透壁通风管的块石层路基和增设了普通通风管的块石层路基相比，增设了透壁通风管的路基比增设普通通风管的路基温度低1～2℃，从而产生稳定可靠的工程效果。

附图说明

图1是本实用新型横断面图。

图2是本实用新型纵断面图。

图3是最低气温时普通通风管-块石层复合路基中间断面的等温线图。

图4是最低气温时透壁通风管-块石层复合路基中间断面的等温线图。

图5是两组复合路基中心线底部温度随时间的变化曲线，其中：a曲线为透壁通风管-块石层复合路基，b曲线为普通通风管-块石层复合路基。

具体实施方式：

下面结合附图，将对本实用新型再做进一步的说明。

实施例1

参照附图1，一种透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基在宽幅道路中的应用。路堤填土的顶宽为23.0m。路基由透壁通风管1、块碎石层2、土工布3、保温层4和路基填土5构成；在夯实的天然地表6上铺筑块碎石层2；带透壁孔眼7的透壁通风管1沿路基横向埋入块碎石层2的顶部。透壁通风管1的外径为50cm，管壁厚度为5cm，管壁上透壁孔眼7的孔径为10cm，开孔率为20％，管与管间净间距为150cm，块碎石层2的厚度为1.2m，块碎石层的粒径为10cm～30cm，在块碎石层2上铺设土工布3，再在土工布上面依次铺设EPS保温层4和铺筑路堤填土5。

为验证透壁通风管-块碎石层降温隔热复合路基应用于宽幅高等级道路的有效性，本实用新型在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室内进行了模型试验。试验路基模型的几何尺寸为实际路基的1/15，相应地，试验中的一个冻融周期为实际冻融周期的1/24。