[发明专利]一种适用于季节性冻土地区的路基防冻和截排水设施及施工方法

说明书

本发明提供了一种适用于季节性冻土地区的路基防冻和截排水设施及施工方法，该设施包括基层下碎石层及碎石层的反滤层，道路两侧截排水设施的反滤层、截排水层、碎石反滤层、保温层、素土层和地表植被层。施工时，在基层下铺设碎石层，在道路两侧开挖一定顺坡的沟槽，沟槽底部和侧壁铺设反滤层，在反滤层内铺砌截排水层和碎石层，在道路两侧铺设碎石层，三部分碎石层相连，将水汇集至截排水层，在道路两侧碎石层侧面和顶面铺设保温层，保温层上分层回填素土，表层植草皮。本路基防冻和排水设施通过碎石层和截排水层汇集排水，用保温层保障排水层内的水不会冻结并排水场外，保证路基在运营期间不会发生冻融破坏。

技术领域

本发明属于季节性冻土区公路或机场路基工程技术领域，涉及一种适用于季节性冻土区路基防冻排水设施及施工方法。

背景技术

季节性冻土是冬季冻结春季融化的土层。在我国季节性冻土区面积大约513.7万平方千米，占国土面积的53.5％。随着我国经济的发展，在季节性冻土区人类的经济活动愈加紧密，工程建设不断开展，相应公路和机场工程也愈来愈多。冻土作为构筑物地基，在冻结状态时，具有较高的强度和较低的压缩性或不具压缩性。冻土融化后则承载力降低，压缩性增高，使地基产生融沉；相反，在冻结过程中又产生冻胀，对地基均为不利。

目前，常用换填垫层防止冻融现象发生。即便按此方法，路肩仍出现冻融破坏，且由于路面较宽，换填垫层工程量较大，造价较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合考虑季节性冻土区道路周边地表水和地下水处理、结构形式简单、截排水性能好、垫层用材少的季节冻土区的路基防冻和截排水设施及施工方法，能够阻止冻融对路基路面的破坏，便于运营期间维护。

本发明所采用的技术方案是：

一种适用于季节性冻土地区的路基防冻和截排水设施，包括基层下铺设有被反滤层包裹的第一级配碎石层，路基两侧沟槽周边铺设反滤层，路基两侧沟槽反滤层内铺砌有截排水层，道路两侧铺设有被反滤层包裹的第二级配碎石层，截排水层上铺设第三级配碎石层，第三级配碎石层上铺设反滤层，然后铺设保温层，保温层上铺砌素土层，素土层上铺砌地表植被层。

本发明所采用的另一个技术方案是：

一种建设上述适用于季节性冻土地区的路基防冻和截排水设施的施工方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：在基层下铺设一层由反滤层包裹的第一级配碎石层，修建基层，然后修建面层；级配碎石层厚20cm；

步骤2：确定季节性冻土地区上限的位置，在路基两侧开挖有一定顺坡的沟槽，沟槽宽1m，深入季节性冻土上限以下0.7m；

步骤3：采用小型振动压路机夯实沟槽底部土体，沟槽底部30cm深度内的密实度达92％以上，沟槽底部和侧壁铺设无纺土工布反滤层；

步骤4：在铺设的无纺土工布反滤层内铺设截排水层，然后在面层和基层两侧铺设第二级配碎石层，在截排水层上铺设第三级配碎石层；

步骤5：在第三级配碎石层5上铺设保温层，在第二级配碎石层4侧面和顶面铺设保温层；

步骤6：在沟槽内保温层上分层回填、分层压实黏土至距地表20cm处，密实度达90％以上，形成素土层；

步骤7：在素土层上植草皮，形成地表植被层。

本发明首次将路基防冻垫层和保温截排水机理应用到季节性冻土地区路基的防冻设施中，具有以下几个优点：

1.结构形式简单，截排水性能和路基防冻性能好，适用于季节性冻土地区的路基防冻和截排水设施，施工方便。

2.路基防冻碎石垫层铺设厚度减小，节约用材，节省造价。

3.施工工艺简单。