[发明专利]一种风积沙冻土路基结构

说明书

技术领域

本发明涉及多年冻土区路基制冷结构，具体说是一种风积沙冻土路基结构。

背景技术

目前，用于多年冻土区的路基结构有块石路基，通风管路基，热管路基，保温板路基，这些路基结构在青藏铁路，青藏公路等冻土路基上得到广泛应用，但这些路基结构存在各自的缺陷，包括施工难度大和成本高两个方面。

另一方面，青藏高原风沙危害比较严重，风积沙在青藏公路及青藏铁路沿线广泛分布，对冻土路基和冻土环境造成不利影响。

我国正在筹建青藏高速公路，它将穿越青藏高原的多年冻土、风沙影响和生态脆弱区，因此，研发一种风积沙高效、成本低廉环保的冻土路基结构具有重要实践意义。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于提供一种风积沙冻土路基结构，在研究了风积沙热物理特性的基础上，通过在路基底部铺设干燥风积沙来达到维持路基稳定的目的。

本发明的目的是通过以下技术来实现的：

一种风积沙冻土路基结构，包括风积沙填筑层、横向约束结构和填土层，在风积沙填筑层两侧设有横向约束结构，其上设有填土层。

上述干燥风积沙填筑层起到阻挡路基上部热量进入下部土层的作用，从而可以使得下部冻土保持冻结状态。

上述横向约束结构可以是填土，也可以是预制混凝土块，其作用是防止风积沙层在水平方向上的变形。

在干燥风积沙填筑层和横向约束结构的综合作用可以保持冻土路基的热力稳定。

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、本发明是用干燥风积沙作为冻土路基填料，两侧由横向约束结构防止风积沙横向变形，上层填土的冻土路基结构，该结构相对于其它冻土制冷路基结构，其结构更加简单、施工更加方便。

2、本发明可以就地取材，不用重新开挖新的土方，具有环境保护作用。

3、本发明采用废弃的风积沙作为结构的基础，施工成本低廉，而且保温隔热效果良好，可维持冻土路基稳定。

附图说明

图1是本发明的横断示意图。

图2 是普通填土路基模拟预报运行50年后的温度场。

图3 是本发明模拟预报运行50年后的温度场。

图中：1-风积沙填筑层、2-横向约束结构、3-填土层。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过实施例予以进一步说明：

如图1所示，一种风积沙冻土路基结构，包括风积沙填筑层1、横向约束结构2和填土层3，风积沙填筑层1两侧设有横向约束结构2，其上设有填土层3。

实施例

在压实的天然地表上，先进行横向约束结构2的施工，横向约束结构2采用混凝土预制块，然后在横向约束结构2之间进行干燥风积沙填筑层1的施工；（风积沙导热系数0.272 W·m^-1·K^-1，厚度1.0m），最后，同普通路基一样铺设填土层（3）。

为了证实上述技术方案的可行性和有效性，本发明利用数值仿真试验方法对普通填土路基和风积沙填土路基温度场进行模拟预报研究（图2，图3）。

图2中表明普通填土宽幅路基下15m深度的温度高于-0.5℃，而图3中表明本发明的路基结构的通风宽幅路基下15m深度的温度低于-1.0℃。

结果表明：风积沙填土路基在运行50年10月15日融深最大时，其温度比同期的普通填土路基低很多。普通填土路基的0℃线在天然地表下-2.62m, 而本发明采用的风积沙填土路基的0℃线在天然地表上0.29m，冻土上限已经抬升到路基填土中，两者比较差异显著，说明本发明提供的风积沙填土路基结构对维持冻土路基的稳定效果非常理想。