[实用新型]一种防治季冻区道路病害的路基结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种路基结构的技术领域，尤其涉及一种防治季冻区道路病害的路基结构。这种路基结构利用复合防排水板阻断地基与路基的水力联系，切断冻结过程中冻结水的上升通道，减小冻胀变形；在春融期，利用布设在最大冻深处高导水率复合防排水板快速有效的排除最大冻深处积聚的水分，从而保证了路基的湿度状态；另一方面在路床顶部全断面铺设立体土工格栅增加路基的整体刚度，有效地控制季冻区路基冻胀、融沉变形，协调不均匀变形。 

技术背景

中国季节性冻土面积分布十分广泛，占国土面积的53.5％。季冻区路基在冻融作用下产生冻胀融沉变形，冻融作用导致路面过早破坏，产生纵向裂缝，冰雪融水沿裂缝下渗，使得冻害加深，导致道路翻浆、冒泥。冻土地区公路路基冻融破坏最重要的原因是冻融过程中水分迁移改变了路基土的湿度状态。在季节性冻土区，冬季路基土温度降至零摄氏度以下，路基土中一部分液态水冻结成为冰，土壤未冻水减少，基质势降低。在土壤基质势梯度作用下，路基未冻结区水分不断向冻结锋面迁移，锋面附件含水量变化剧烈，特别是当路基高度较低，地下水位埋深较浅时，路基本体中总含水量会有较大幅度提高，冻结锋面处可能出现冰层；春融期，冰融化的水并不能在短时间内由重力梯度作用迁移完毕，这样路基湿度增大，特别是在最大冻深处，土体可能出现过饱和状态，从而导致路基较大的融沉破坏和道路翻浆。 

我国高速公路正处在蓬勃发展阶段，广袤季节性冻土区公路建设也是如火如荼，为了减小道路冻害常用的工程措施有控制路基填料、加强排水设施、增设砂垫层等。但是，由于季节性冻土的复杂性以及施工原因，季冻区道路病害仍然以冻害为主。 

为了减小冰冻作用对季冻区道路的危害，必须有效的阻断路基本体外的水分向路基内迁移，同时在春融期能加快路基最大冻深处积聚水分的渗透速率，有效的控制路基的湿度状况。同时，路基土在冻融作用下产生不均匀的冻胀和融沉，使得路面结构产生破坏，加剧路基湿度状况恶化，因此须采取措施提高路基特别是上路床的刚度，减小路基在冻融作用下的不均匀变形。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种防治季冻区道路病害的路基结构，该路基很好的改善季冻区路基的湿度状态，提高路基刚度，减小冻胀融沉不均匀变形，有效降低道路冻害。冬季路基冻结时，能够有效的阻止路基冻结时地下水对路基的补给，隔断路基本体内冻结水向上路床迁移；在春融期能通过高导水率排水板，增大路基土横向渗透性，及时排除由于冻结作用而富集在复合防排水板下层的水，降低路基土特别是最大冻深处土体的含水量。同时路床顶部全断面铺设的立体土工格栅增加了路基整体刚度，有效地控制季冻区路基冻胀、融沉变形，协调不均匀变形。 

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种防治季冻区道路病害的路基结构，该路基结构由在地基土上铺设基底复合防排水板、路堤填土、最大冻深处复合防排水板、路堤填土、路床顶部立体土工格栅构成，其特征在于：路基填筑时在地基土原地面路基底面宽度范围内全断面铺设一层复合防排水板，在复合防排水板上填筑下路堤填土至道路最大冻深标高，再次沿路基全断面铺设最大冻深处复合防排水板，继续填筑上路堤基土至设计路堤标高，在路基上路床顶面全断面铺设立体土工格栅，在道路最大冻深处全断面铺设最大冻深处复合防排水板，路堤底部原地面全断面铺设复合防排水板，复合防排水板、最大冻深处复合防排水板均由复合土工膜、三维土工网芯、滤水土工布组成。 

所述的基底复合防排水板、最大冻深处复合防排水板都是由复合土工膜、三维土工网芯、滤水土工布组成的，有横向高导水率、法向低渗透率的土工合成材料，该材料即使在很高的荷载下也能保持横向具有很高的排水性能，滤水土工布却有着较好的法向隔水功能。 

所述的下路堤填土与地基土之间铺设的基底复合防排水板的复合土工膜向 上，滤水土工布向下。 

所述的下路堤填土与下路堤填土之间铺设的最大冻深复合防排水板的滤水土工布向上，复合土工膜向下，复合防排水板呈人字形在路堤路拱上铺设，路拱横坡坡率为4％。 

所述的该复合防排水板埋设在季冻区道路最大冻深位置，最大道路冻深深度H_f由当地气象监测得到，无气象记录时可用理论公式计算。 

所述的地基土与下路堤填土之间铺设的基底复合防排水板的复合土工膜向上，滤水土工布向下。 

所述的立体土工格栅由纵横向肋带组成，纵横向肋带较窄，结点有较高的支持强度，立体土工格栅和土体组成的复合体具有较大的整体刚度，能够减小路基的不均匀冻胀融沉变形。