[发明专利]一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基

说明书

技术领域

本发明涉及公路路基保护技术，尤其是涉及一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基。特别适用于地质条件较差的地段使用。

背景技术

冻土是一种对温度极为敏感且性质易变土体介质，含有丰富的地下冰。由于填土、开挖路基施工和公路运营阶段车辆通行以及大气转暖等因素影响，会对路基下存在永久性冻土温度场进行改变，而产生土体冻胀和热融，从而引起路基开裂、沉陷等地质灾害，而影响路基强度和稳定性。为了减少这种情况，为维护永久性冻土区公路的热稳定性及保护下伏永久性冻土，其中主要的现有保护技术有提高路基高度、片或块石路基、隔热层、热棒、遮阳板技术等。

提高路基高度，可以对路基下伏永久性冻土具有保温作用。但最主要是引发路基两侧边坡较明显的阴阳坡面效应，进而引发一系列高路基病害，公路路基坡面的阳面出现露肩坍塌和纵向开裂，同时高路基也带来了路基下的融化夹层增厚，路基沉降变形增大，为路基的不稳定带来巨大隐患。同时也增加了工程造价。

片或块石路基，是利用片或石之间的空隙的空气自然对流达到通风降温的作用。但对粒径有一定要求，当孔隙率不能满足要求时，通风降温效果就差，而且孔隙率不易控制，同时片或石层路基边坡容易被扬沙土等充填，是它的对流通风效果大大降低，甚至没有，因而降低了通风降温效果。

隔热层是利用工业隔热材料，增大路基热阻、减少大气或太阳热量传入路基。但在冷季，隔热层不利于路基体与外界热量进行交换，不利于隔热层下层土体冷季吸收外界冷量而降低，在冻土区长时间运行使用会在路基中形成热量积累，致使永久性冻土上限下降。而且隔热材料技术在高温冻土区也不适用。

另外热棒技术存在着热质泄露问题，一旦泄露将无法再使用，路基要有一定高度，且其工程措施成本高，易被雨水和土壤腐蚀。遮阳板技术虽然降温显著，是一种可以有效降低路基下永久冻土温度的技术措施，但这种技术措施造价巨大，无法进行坡面植被，不易环境保护。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，保护周围环境，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害，简便施工，降低工程造价。

本发明作用原理是：在寒冷季节冷空气由于具有较大密度，在自重和风的作用下利用空心层孔洞进行空气对流，将孔洞中热空气挤出，并不断将路基周围土体热量带走达到保护地基土冻结状态；在暖季由于一层空心层存在，能有效隔断路基内部上部热量向下传递；并结合护道保温层的保温特性，有效控制了暖季的吸热量，大幅提高了一个冻融周期内路基的净放热量，对公路路基下伏土体有平衡温度作用；同时对地表以下一定深度冻土冻融层进行换填块碎石或砂砾，提升冻土上限，增加路基基地强度；因此满足永久性冻土区公路路基强度和度稳定性的特殊要求。从而能够有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害。

本发明的目的是这样实现的：一种永久性冻土区公路空心层保温护脚复合式路基，其特征在于：包括毛石层、隔离层、路基填土、空心层，在原地面以下换填一定厚度毛石层到原地面高度，在毛石层上依次铺设土工布、土工格栅后，铺筑一定厚度隔离层，然后在隔离层上面分层铺筑路基填土，再在路基填土上铺设一层空心层，空心层上再铺设一层土工布，土工布上再分层铺筑路基填土至路基设计高度，最后在路基两侧设置保温护脚。

所述隔离层为级配碎石或砂砾土。

所述路基填土为天然砂砾土。

所述空心层为空心板或空心砖。

与现有技术相比，本发明的优点是：能有效保护永久性冻土区公路路基下冻土，保护周围环境，提高永久性冻土上限，防止公路路基开裂、沉陷等质量病害，施工简便，工程造价较低。

附图说明

图1：永久性冻土区公路空心板保温护脚复合式路基结构示意图。

图中：1、毛石   2、土工布   3、土工格栅  4、级配砂砾土5、天然砂砾土   6、空心板   7、保温护脚   8、原地面   9、冻土覆盖层   10、永久性冻土。 

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述。