[发明专利]一种泥岩填方路基结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于路基加固施工技术领域，特别涉及一种泥岩填方路基结构及其施工方法。

背景技术

泥岩是一种介于硬岩与土体之间的材料，主要矿物成分为高岭石、伊利石、蒙脱石、绢云母等，具有抗压强度低、易风化、遇水易软化、崩解、膨胀、填筑密实度对含水量敏感等特点，在我国范围内广泛分布。泥岩亲水性强，当水渗入时，细小颗粒的吸附水膜便会增厚，引起岩石体积的膨胀，这种膨胀是不均匀的，使得岩石内产生不均匀应力，导致岩石颗粒的碎裂。在公路工程建设中较为常见，是岩质较软、水稳性较差的天然筑路材料，直接利用泥岩填料填筑路基，容易引起诸多工程地质问题，对公路修建极其不利，影响施工质量，增加工程造价。

泥岩填料施工所存在的主要问题包括：

一是泥岩颗粒均匀度差，超粒径颗粒所占比例大，将其作为路基填料，不仅影响到路堤分层填筑厚度，而且对压实质量构成严重威胁；

二是泥岩是不同风化程度的颗粒掺杂在一起，很难区分，非填土路基亦非填石路基，也不完全等同于土石混填路基，施工方法并不能完全相互适应；

三是遇水软化问题，在降雨后，泥岩路基大面积软化、湿化、泥化现象明显，不能满足质量要求，需要将路基翻开、晾晒、回填，再重新碾压后才能继续填筑路基结构，这一情况极大地影响了工程施工进度，增加工程造价；

四是路基的防排水问题，在地下水丰沛地区，流动的地下水会对泥岩路基填料造成冲刷，同时因地下水浸润路基，发生毛细现象，路基承载能力降低，产生竖向沉降，容易发生因基底失稳产生的横向滑移；

五是实际施工中，若直接将泥岩填筑至路床底面，即填筑至路堤顶面，经常会遇到路床无论采用何种改良土填筑，如何增加碾压吨位和遍数，路床压实度都难以达到工程质量的要求。

路基承受着土体自重和路面结构的重力，是公路的承重主体。路基结构直接暴露在大气之中，经受着自然环境因素的影响，路基结构的强度、刚度及稳定性，很大程度上取决于路基的湿度变化，通过降雨、地面积水和地下水侵入，使路基产生各种不稳定状态。坚固的路基，不仅是路面强度和稳定性的重要保证，而且能为延长路面使用寿命创造有利条件。

随着高速公路在泥岩地区的大规模兴建，使得深入了解不同特性的泥岩路用性能显得尤为重要，对于泥岩段路基稳定技术的研究也就显得越发紧迫。目前，针对泥岩基本物理性质和工程特性的研究较多，但对物理性质和路用性能分级的泥岩填料处治和施工方案的研究存在明显滞后。

现有技术中的泥岩路基施工处理方式有三种：一是不考虑其施工工艺及强度，按一般石料填筑处理；二是按一般软土路基来处理，比如进行全部换填处理；三是按照土石混填来处理。然而这些方式都存在适用性、施工质量难以控制等问题，按填石处理易造成施工质量验收不合格，后期出现路基路面的大规模损坏，带来巨大的安全隐患；换填材料又增加工程造价，延长工期，破坏生态环境。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种泥岩填方路基结构及其施工方法，其可操作性强，能很大程度地减少水对泥岩路基的破坏，控制泥岩颗粒大小和均匀度，提高泥岩路基整体质量。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

一种泥岩填方路基结构包括在土基1中构筑汇水槽2，在土基1的表面铺设有不透水层3，在不透水层3上依次构筑下路堤4、上路堤5、路床6以及路面结构层7；在路基两侧分别构筑粘土护坡8；

所述汇水槽2是在土基1中沿道路中线构筑；

所述不透水层3是松铺的低液限粘土填筑层，或是厚度不小于0.8mm的防水板；

所述下路堤4的结构形式是：在分三层填筑的泥岩层4a上覆盖封水调平层4b构筑而成；

所述上路堤5是指路面结构层以下80～150cm范围内的路基填方部分，所述上路堤5为二层以上的低液限粘土填筑构成调平验收层；

所述路床6是指路面结构层以下80cm范围内的路基部分，所述路床6为二层以上的改良土填筑构成；

所述路面结构层7是由水泥稳定碎石基层与沥青面层构成；

所述粘土护坡8是在路基两侧构筑水平宽为150～200cm的粘土坡。

优化的泥岩填方路基结构数据如下：

所述汇水槽的埋深低于地下水位线150cm，宽度为50～60cm的纵向排水设施；

不透水层3的低液限粘土填筑层的松铺厚度为20～35cm，所述防水板为HDPE防水板，拉伸强度不小于17MPa、直角撕裂强度不小于110N/mm；