[发明专利]一种冻土地区高速公路路基处理方法

说明书

本发明公开了一种冻土地区高速公路路基处理方法，包括以下步骤：a.预融冻深线内冻土路基；b.挖除所有融土；c.在开挖层底部铺设一层粗粒土与反滤层，同时在两侧铺设灰土隔水层与砾石导胀层；d.逐层填充活性氧化镁碳化固化淤泥土并夯实加固；e.密实填筑路堤填土并在路面结构以下设置一层包含XPS保温板的粗颗粒土层；f.在路堤两侧分别设置隔水护脚。本发明充分结合了冻土地区路基预融、换填处理与软弱土碳化固化技术，有效加固了冻土路基，很好地避免了路基土回冻及冻胀等工程问题，进一步降低了路基不均匀沉降，大量减小了寒区高速公路次生病害问题。该法具有经济环保、安全高效、可控性强、易操作等优势。

技术领域

本发明涉及岩土工程、道路工程领域，具体涉及一种冻土地区高速公路路基处理方法。

背景技术

中国位居全球第三大冻土国家，其多年冻土面积约占国土面积的22.3％，而季节性冻土面积约占53.5％；寒区冻土可谓占据了我国国土面积的“半壁江山”，对我国交通基础建设造成了显著影响。近年来，随着寒区经济的发展，冻土地区交通与基础设施建设的要求逐渐提高，铁路与普通公路线网已无法承载现有运输量；同时，为保护诸如“青藏高原”等珍贵而脆弱的生态圈，尽可能减少人为破坏，封闭的高速公路是最佳选择。然而，冻土地区高速公路建设属于世界难题，相比普通公路，其路面宽度增加，吸热量大幅上升，热阻效果严重受损，其技术含量成倍增加，高速公路路基稳定性受到了巨大挑战，暴露出严峻的公路运输安全与后期运营问题。

高速公路常见路面冻胀隆起、融沉及翻浆等次生病害问题；其根本是受气候变化或人为干扰导致冻土路基温度变化引起冻土上下限波动。现有设计原则主要采用保温措施，利用隔热效应限制或延缓多年冻土上限下移，从而保护冻土。但该技术目前尚不成熟，未能改变路基下覆冻土热收支的发展趋势，无法从根源上消除路基冻害问题。因此，一些特殊路基结构被采用，如热棒、通风管、片块石、隔热层等典型结构。这些处理方法大多针对冻土地区已有二级及以下公路整改与病害治理，主要围绕“公路病害治理”，而非“公路病害预防”。这也忽略了国家公路网内寒区冻土环境的相互作用性能、后期服役性能与运营寿命问题等。因此，能够有效预防“寒区冻土病害问题”，从根源上解决寒区路基冻害问题并能保证冻土地区高速公路路基稳定性能的处理技术有待完善。

换填法施工简便，适用范围广，但难以消除或合理控制路基冻胀变形，且需在全部或部分冻结深度内进行换填，对填料要求较高。粗颗粒常作为冻土路基填料使用，但实际工程表明其仅能减少路基土冻胀，同时可能出现水分迁移；经反复冻融后，粗颗粒填料含水量将升高，从而诱发路基发生冻胀、翻浆、开裂、沉陷等病害，将对公路耐久性及稳定性构成一定的威胁。因此，改良路基填料是必然趋势，即将冻土地区普通路基填料改良为具有低含水率且非冻胀敏感性材料。在我国东北地区分布有大面积的沼泽地，其形成原因是地区气候湿冷、冻土发育、地势低平等。冻土地区沼泽地主要由泥炭土与淤泥土组成，其特点是土质疏松、含水率极高、强度低、硬度低，因此均不能作为路基填料。如何有效利用沼泽地带的泥炭土与淤泥土、充分实现资源化利用与“变废为宝”是目前岩土工程师们亟待解决的工程难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种冻土地区高速公路路基处理方法，为克服冻土地区高速公路路基处理方法的不足与缺陷，同时为了有效解决冻土地区沼泽地资源化利用问题，综合提出一种可用于冻土地区高速公路路基处理方法，显著改善路基填料，实现公路病害预防，从根源上限制路基土冻胀问题，提高路基稳定性与耐久性，增强寒区冻土高速公路服役性能。

技术方案：本发明的一种冻土地区高速公路路基处理方法，该处理方法包括下列步骤：

a.根据路基勘察报告，确定寒区路基冻深线；根据冻结深度、现场条件选取预融的方法，预融冻深线以上的路基冻土，即粗颗粒层至地表范围的开挖区域内所有冻土；

b.将融区内所有冻土挖除，并运输至存放地；

c.在开挖层底部铺设一层底部粗颗粒土，随后铺设一层反滤层；同时在开挖区域两侧铺设隔水层与导胀层；