專利名稱：濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及新型公路的路基路面結(jié)構(gòu)，尤其是一種適用于用濱海地區(qū)資源較 為豐富的吹填砂和淤泥作為路床路基材料修筑的濱海地區(qū)浸水的高等級公路。
背景技術(shù)：
我國已經(jīng)利用吹填砂的方法形成了大量的圍海造陸工程，例如唐山曹妃甸將成為 目前世界上單體吹填面積最大的圍海造地工程，到2020年曹妃甸工業(yè)區(qū)最終將靠圍海吹 填形成方圓310平方公里的陸域。在上述圍海造陸工程中公路建設(shè)是最為重要的基礎(chǔ)設(shè) 施，其經(jīng)濟(jì)性、耐久性和實(shí)用性是制約整個地區(qū)發(fā)展的關(guān)鍵。目前圍海造陸工程中許多公路 是在近海中修筑，路提浸泡在海水中。周圍的自然條件對于公路的工程質(zhì)量來說是一個嚴(yán) 酷的挑戰(zhàn)，表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)海水的沖刷和潮位的漲落會對路提的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生重 大不利作用；大量高含水量、高孔隙比、高含鹽量、高有機(jī)質(zhì)、低固結(jié)度的路基土需要處理； 侵蝕性氯鹽和硫酸鹽等成分會對公路及附屬物的耐久性造成顯著危害；沿途筑路材料的缺 乏又會顯著增加工程成本和周期。因此解決上述關(guān)鍵問題，對于實(shí)現(xiàn)公路的高質(zhì)量、高耐久 性、高速度、低成本具有重要意義。在上述公路建設(shè)工程中，路床路基材料一般采用外運(yùn)的山皮石或山皮土進(jìn)行置換 和填充，雖然可以大大提高路基的穩(wěn)定性和耐腐蝕能力，但是由于濱海地區(qū)的山皮石或山 皮土資源匱乏，需要從很遠(yuǎn)的山區(qū)運(yùn)來，因此成本高、周期長，不能滿足工程使用要求。因此 也有工程中就地取材，使用大量的吹填砂作為路基填料，但其路用工程特性受海水影響較 大，穩(wěn)定性較差，因此，進(jìn)行科學(xué)合理的濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 對于該種新型的公路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和長期運(yùn)營安全性具有重要意義和價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種造價低、施工方便、能夠大量利用濱海地區(qū)吹填砂和淤泥資源 的新型高等級公路結(jié)構(gòu)形式，該公路適用于在淺海中吹砂填筑路基。濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)，包括袋裝砂圍堰1、圍堰外部的防滲 保護(hù)層8、圍堰內(nèi)部的吹填砂3、吹填砂中的樁基礎(chǔ)2、山皮石層4、水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青 混凝土層7，其特征在于山皮石層4和水泥穩(wěn)定碎石層6之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石 層厚度為20 80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40 80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30 60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100 160cm。所述固化泥砂層是由吹填砂混合海邊淤泥并加入專用無機(jī)類固化劑組成，其中 吹填砂與海邊淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，專用無機(jī)類固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量比 為1/20 1/10 ；吹填砂，為天然狀態(tài)，最大粒徑小于0. 5mm，含泥量按質(zhì)量百分比計(jì)小于 10%;海邊淤泥，自然狀態(tài)，高含水量，介于50 70%之間，液限40 45%，塑限10 15%， 屬于流塑狀態(tài)；所述百分比均按質(zhì)量百分比計(jì)。本發(fā)明專利設(shè)計(jì)的路基路面結(jié)構(gòu)形式整體方案是第一步采用袋裝砂圍堰護(hù)提，圍堰外部采用防滲土工布、模袋混凝土和提腳石護(hù)坡；第二步在圍堰內(nèi)部用吹填砂填筑； 第三步在吹填砂中打碎石樁或高壓旋噴樁等樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固；第四步樁基礎(chǔ)加固吹填砂的 上部壓實(shí)平整后鋪設(shè)土工格柵；第五步土工格柵上鋪設(shè)20 80cm厚山皮石；第六步山皮 石壓實(shí)后上面鋪設(shè)40 80cm厚固化劑處理的吹填砂和淤泥固化層；第七步固化泥砂層上 鋪30 60cm厚的水泥穩(wěn)定碎石層；第八步水泥穩(wěn)定碎石層上面鋪設(shè)符合設(shè)計(jì)要求的浙青 混凝土層。路基路面結(jié)構(gòu)整體形式如圖1所示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)可以大量利用濱海地區(qū)豐富的吹填砂和淤泥作為路床和路 基修筑材料，大量替代需要長途運(yùn)輸?shù)?、成本較高的山皮石，降低工程造價并且提高綜合路 用性能。2)可以替代部分水泥穩(wěn)定碎石，使筑路工程直接投資減少20% 40%。


圖1路基路面結(jié)構(gòu)整體形式1-袋裝砂圍堰；2-樁基礎(chǔ)；3-吹填砂；4-山皮石層；5-固化泥砂層；6-水泥穩(wěn)定碎石層；7-浙青混凝土層；8-防滲保護(hù)層
具體實(shí)施例方式具體技術(shù)特征如下1.由袋裝砂圍堰1、圍堰外部的防滲保護(hù)層8、圍堰內(nèi)部的吹填砂3、吹填砂中的樁 基礎(chǔ)2、山皮石層4、固化泥砂層5、水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青混凝土層7構(gòu)成。2.袋裝砂圍堰1修筑在路床兩側(cè)，圍堰外部采用防滲土工布、模袋混凝土和提腳 石護(hù)坡等防水防潮措施8。3.圍堰高度標(biāo)為下路床頂面；圍堰內(nèi)部采用吹填砂3，吹填砂要求最大粒徑小于 0. 5mm，含泥量不大于10%，吹填砂高度壓實(shí)沉降后與圍堰高度相等或不低于圍堰高度0.5 米。4.吹填砂壓實(shí)后進(jìn)行樁基礎(chǔ)2施工，樁基礎(chǔ)深度要求穿透吹填砂達(dá)到海床底部的 承力層。5. 土工格柵上面鋪厚度為20 80cm山皮石層4，山皮石頂層鋪設(shè)40 80cm厚 固化泥砂層5，其中吹填砂與淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量 比為1/20 1/10。固化劑可以選用專用無機(jī)類固化劑，要求固化土的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 要大于1. OMPa0鋪設(shè)過程中每20 30cm固化泥砂為一層，分層壓實(shí)，每層的壓實(shí)度要大于 96 %，彎沉值要求小于90 (0. Olmm)。6.山皮石層、固化泥砂層和水泥穩(wěn)定碎石層總厚度為100 160cm。7.固化泥砂層上面鋪設(shè)水泥穩(wěn)定碎石層6和浙青混合料層7，其厚度和其它物理 力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求即可。1.路基層土工格柵上面鋪厚度為30cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)60cm固化泥砂 層，再上面為40cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為3 7，固化劑選用 北京光彩橫溢科技有限公司生產(chǎn)的特賽特固化劑，摻量為6% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量 比)，固化泥砂層鋪設(shè)過程中每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分3層鋪設(shè)。驗(yàn)收結(jié)果表明固 化泥砂層的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.710^，壓實(shí)度分別97%，98%，98% .路面彎沉值為
488(0. Olmm)，現(xiàn)場承載比為40%，回彈模量為820MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。2.路基層土工格柵上面鋪厚度為20cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)80cm固化泥 砂層，再上面為60cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑 選用HAS型固土劑，摻量為5% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過程中每 20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分4層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 為1.9MPa，壓實(shí)度分別97%，97%，98%，98%。路面彎沉值為83 (0. Olmm)，現(xiàn)場承載比為 38%，回彈模量為790MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。3.路基層土工格柵上面鋪厚度為60cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)50cm固化泥砂 層，再上面為50cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑選用 HS型土體固化劑，摻量為8% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過程中每 25厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 1. 6MPa，壓實(shí)度分別97%，98%。路面彎沉值為86(0. Olmm)，現(xiàn)場承載比為42%，回彈模量 為1025MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。4.路基層土工格柵上面鋪厚度為80cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)40cm固化泥砂 層，再上面為30cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為5 5，固化劑選用 交通部公路科學(xué)研究所研制的新型復(fù)合粘土固化劑-NCS固化劑，摻量為10% (固化劑與泥 砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過程中每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié) 果表明固化泥砂層的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.3MPa，壓實(shí)度分別98%，98%。路面彎沉值 為80(0. Olmm)，現(xiàn)場承載比為36%，回彈模量為806MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。5.路基層土工格柵上面鋪厚度為30cm山皮石層，山皮石頂部鋪設(shè)40cm固化泥砂 層，再上面為30cm水泥穩(wěn)定碎石層。其中固化泥砂層，泥砂混合比例為4 6，固化劑選用 北京奧特賽特固化劑，摻量為7% (固化劑與泥砂混合物質(zhì)量比)，固化泥砂層鋪設(shè)過程中 每20厘米松鋪一層后壓實(shí)，分2層鋪設(shè)，驗(yàn)收結(jié)果表明固化泥砂層的7天無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 為1. 2MPa，壓實(shí)度分別99%，98%。路面彎沉值為85(0. Olmm)，現(xiàn)場承載比為35%，回彈模 量為800MPa，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足高速公路規(guī)范要求。
權(quán)利要求
濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)，包括袋裝砂圍堰(1)、圍堰外部的防滲保護(hù)層(8)、圍堰內(nèi)部的吹填砂(3)、吹填砂中的樁基礎(chǔ)(2)、山皮石層(4)、水泥穩(wěn)定碎石層(6)和瀝青混凝土層(7)，其特征在于山皮石層(4)和水泥穩(wěn)定碎石層(6)之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石層厚度為20～80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40～80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30～60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100～160cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述固化泥砂層是由吹填砂混合海邊淤泥并加入專用無機(jī)類固化劑組成，其中吹填砂與海 邊淤泥按質(zhì)量比為3/7 4/6混合，專用無機(jī)類固化劑與泥砂混合物的質(zhì)量比為1/20 1/10 ；吹填砂，為天然狀態(tài)，最大粒徑小于0. 5mm，含泥量按質(zhì)量百分比計(jì)小于10% ；海邊淤 泥，自然狀態(tài)，含水量介于50 70%之間，液限40 45%，塑限10 15%，屬于流塑狀態(tài)； 所述百分比均按質(zhì)量百分比計(jì)。
全文摘要
濱海地區(qū)浸水吹填砂路基的高等級公路結(jié)構(gòu)涉及新型公路的路基路面結(jié)構(gòu)。該公路結(jié)構(gòu)包括袋裝砂圍堰(1)、圍堰外部的防滲保護(hù)層(8)、圍堰內(nèi)部的吹填砂(3)、吹填砂中的樁基礎(chǔ)(2)、山皮石層(4)、水泥穩(wěn)定碎石層(6)和瀝青混凝土層(7)，其特征在于山皮石層(4)和水泥穩(wěn)定碎石層(6)之間鋪設(shè)固化泥砂層；且山皮石層厚度為20～80cm，山皮石層頂部鋪設(shè)40～80cm厚固化泥砂層，固化泥砂層上面為30～60cm水泥穩(wěn)定碎石層，這三層的總厚度為100～160cm。本發(fā)明可以大量利用濱海地區(qū)豐富的吹填砂和淤泥作為路床和路基修筑材料，大量替代需要長途運(yùn)輸?shù)?、成本較高的山皮石，降低工程造價并且提高綜合路用性能；可替代部分水泥穩(wěn)定碎石，使筑路工程直接投資減少20％～40％。
文檔編號E01C3/00GK101967785SQ201010285990
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者丁峰, 何亞樓, 崔樹國, 張務(wù)民, 李慶國, 柳永年, 潘鳳文, 王立偉, 聶寧, 葛新春, 趙百杰, 韓金華 申請人:唐山市濱海大道建設(shè)指揮部