一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于沙漠地震區(qū)的公路路基結(jié)構(gòu)，具體是指一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的公路修建在沙漠地區(qū)或受到風(fēng)沙影響的地區(qū)。風(fēng)沙地區(qū)的公路病害主要是沙埋和風(fēng)蝕，風(fēng)蝕是在風(fēng)沙的直接吹蝕下，路基上的沙?；蛲亮１伙L(fēng)吹走，出現(xiàn)路基削低、掏空和塌陷等現(xiàn)象，使得路基結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。輕則影響公路正常的通行，重則徹底阻斷公路。路基的風(fēng)蝕破壞已成為沙漠公路亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，但至目前防治公路沙害主要是通過(guò)建設(shè)公路沿線的防護(hù)體系，而通過(guò)公路路基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)防治路基風(fēng)蝕破壞的研究還不足。
[0003]同時(shí)，我國(guó)西北地區(qū)為地震活動(dòng)的頻發(fā)區(qū)，地震烈度較高。近幾年發(fā)生的大地震震害情況表明:填方路基震害現(xiàn)象主要表現(xiàn)為路基沉陷和路基失穩(wěn)破壞兩大類。而用粉砂、細(xì)砂作填料時(shí)，由于砂土的顆粒間粘結(jié)性小，抗變形的能力差，在地震作用下，特別是高烈度地震，路堤容易產(chǎn)生側(cè)向變形，造成邊坡溜塌等嚴(yán)重破壞。從理論分析及國(guó)內(nèi)外路堤震害實(shí)例來(lái)說(shuō)，地震區(qū)選用細(xì)粒土、塊石土、漂石土填筑的路堤抗震穩(wěn)定性較好。然而，由于我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模大，線路長(zhǎng)，相當(dāng)一部分的線路會(huì)經(jīng)過(guò)沙漠地震區(qū)，如騰格爾沙漠和毛烏素沙漠地區(qū)等。這些地區(qū)粘土、砂礫等其他填料十分稀缺，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸取土成本過(guò)高，所以需采用沙漠地區(qū)最豐富、最廉價(jià)的風(fēng)沙土作為路基填料。如何因地制宜，就地取材，迫切需要研究一種既抗震又防沙的路基結(jié)構(gòu)形式，保障沙區(qū)公路暢通無(wú)阻，為加強(qiáng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)，是由夯實(shí)土層、砂礫石墊層、土工沙袋、生態(tài)袋、雙向土工格柵、路面結(jié)構(gòu)層、片石護(hù)堤構(gòu)成。在夯實(shí)土層上鋪設(shè)砂礫石墊層；砂礫石墊層上又分層鋪設(shè)橫向截面呈梯形結(jié)構(gòu)的土工沙袋，并在土工沙袋梯形結(jié)構(gòu)左、右最外側(cè)沿邊坡方向?qū)訉悠戒伾鷳B(tài)袋，每三層土工沙袋和生態(tài)袋用一層雙向土工格柵包裹，將土工沙袋和生態(tài)袋連成整體；在土工沙袋和生態(tài)袋頂面的雙向土工格柵層上為路面結(jié)構(gòu)層；在路堤底部寬外側(cè)的砂礫石墊層兩端砌有片石護(hù)堤。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是:
[0008]1、本實(shí)用新型利用砂礫石墊層、土工沙袋、生態(tài)袋、雙向土工格柵結(jié)合使用的方法有效提高路基的強(qiáng)度和剛度，提高路基本體的橫向約束力和整體抗震穩(wěn)定性。邊坡坡面及路基坡腳通過(guò)生態(tài)袋形成植生綠化，深根有錨固作用，淺根有加筋作用，使其能截留降雨、消弱濺蝕、控制土粒流失，不僅預(yù)防了地震發(fā)生時(shí)土砂從路堤腹部流出，也預(yù)防了路基的風(fēng)蝕破壞。
[0009]2、本實(shí)用新型通過(guò)價(jià)格低廉的土工編織袋和生態(tài)袋將沙漠地區(qū)最豐富、最廉價(jià)的風(fēng)沙土作為筑路材料，不但料盡其用，解決了沙漠地區(qū)筑路材料缺乏的問(wèn)題，而且節(jié)約工程投資并防治沙害。
[0010]3、本實(shí)用新型在施工過(guò)程中充分利用現(xiàn)場(chǎng)材料，無(wú)需任何鋼筋和水泥等高能耗、高污染的硬體材料，土工合成材料質(zhì)量輕，生態(tài)功能好，而且運(yùn)輸和施工便利、可實(shí)現(xiàn)無(wú)污染施工，有利于保護(hù)沙漠地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型橫向剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)，是由夯實(shí)土層1、砂礫石墊層2、土工沙袋3、生態(tài)袋4、雙向土工格柵5、路面結(jié)構(gòu)層6、片石護(hù)砌7構(gòu)成。
[0013]在窮實(shí)土層I上鋪設(shè)砂爍石墊層2，砂爍石墊層2的厚度為30?50 cm,在砂石樂(lè)石墊層2上先分層鋪設(shè)橫向截面呈梯形結(jié)構(gòu)土工沙袋3。土工沙袋3為土工織物袋，土工織物袋充填風(fēng)積沙后壓實(shí)成型，形成單個(gè)的土工沙袋；土工織物袋需要有一定的強(qiáng)度和耐久性，袋的孔徑能起反濾作用，抗拉強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度和斷裂延伸率能滿足受力要求，研究表明，袋的尺寸從土工袋的力學(xué)性能及施工方便的角度上講選10 cmX 40 cmX 40 cm都是最佳的。每層鋪設(shè)完后，用反鏟斗在土工沙袋面上靜壓1-2次，土工沙袋3之間的間隙采用開(kāi)挖原土的細(xì)粒料回填，上、下層土工沙袋3之間應(yīng)錯(cuò)縫鋪設(shè)。將風(fēng)積沙裝入袋子并壓實(shí)成型的土工沙袋具有非常高的強(qiáng)度，并具有一定的減震消能效果。
[0014]在土工沙袋3梯形結(jié)構(gòu)左、右最外側(cè)沿邊坡方向?qū)訉悠戒伾鷳B(tài)袋4，袋的尺寸選10cmX40 cmX80 cm，填實(shí)生態(tài)袋與邊坡坡面之間的空隙并夯實(shí)，夯實(shí)采用人工夯實(shí)的方法，一般采用木夯，要求夯實(shí)度達(dá)到85%以上，一是為了保持統(tǒng)一的高度，二是為了加強(qiáng)自身的穩(wěn)定性。生態(tài)袋4中的填土可就地取材，并添加一些壤土和營(yíng)養(yǎng)合成物，干旱地區(qū)需加適當(dāng)?shù)谋駝?，生態(tài)袋4支持噴播、混播、插播等栽植方式，不同層的生態(tài)袋之間形成一定尺寸的錯(cuò)臺(tái)，為植被的扎根生長(zhǎng)提供平臺(tái)，干旱沙漠地區(qū)優(yōu)選耐旱成活率高的沙棘、沙拐棗、白刺等植物。生態(tài)袋碼放層與層之間的外邊緣距離根據(jù)坡度確定，研究表明在沙漠地區(qū)當(dāng)路基高度為1.0?2.0m、路基邊坡坡率為1: 1.5?1: 1.75時(shí)，兩側(cè)邊坡的沙埋和風(fēng)蝕破壞程度較輕。同時(shí)在路基坡腳設(shè)置生態(tài)袋4，防護(hù)沖刷較嚴(yán)重的坡腳部位。利用生態(tài)袋4形成植生綠化，植被的深根有錨固作用，淺根有加筋作用，使其能降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、消弱濺蝕及控制土粒流失。生態(tài)袋4的使用實(shí)現(xiàn)了路基邊坡防護(hù)與綠化于一體的功能。
[0015]每三層土工沙袋3和生態(tài)袋4用一層雙向土工格柵5包裹。土工格柵具有隔震防震作用，對(duì)路堤工程是一種很好的抗震加固措施。土工格柵能與土體顆粒形成非常有效的咬合和嵌固作用，形成網(wǎng)兜效應(yīng)，其加筋整體效果非常顯著。土工沙袋3、生態(tài)袋4和雙向土工格柵5之間用工程連接扣連接，將袋體連成整體，一方面增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體強(qiáng)度，另一方面提高了路基本體的橫向約束力和整體抗震穩(wěn)定性。然后根據(jù)具體的路基高度確定土工沙袋3和生態(tài)袋4及雙向土工格柵5的層數(shù)，在最上面一層雙向土工格柵5上進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層6的施工；最后砂爍石墊層兩端延伸100cm-150cm，在路堤底寬砂爍石墊層兩側(cè)修筑片石護(hù)堤7進(jìn)行防護(hù)，以免墊層的砂料流失。一方面砂礫石墊層2作為排水墊層，可將壓實(shí)過(guò)程中灑到土工袋3和生態(tài)袋4中的水向下排出；另一方面砂石間摩擦系數(shù)較高、砂子易于流動(dòng)、不能傳遞拉應(yīng)力，地震作用時(shí)，砂礫石墊層與地基土就構(gòu)成了一個(gè)天然隔震層，地震能量能夠通過(guò)砂礫石與地基土的變形被吸收，從而減少地震能量向上部結(jié)構(gòu)的傳遞，從而達(dá)到隔震的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)，是由夯實(shí)土層(I)、砂礫石墊層(2)、土工沙袋(3)、生態(tài)袋(4)、雙向土工格柵(5)、路面結(jié)構(gòu)層(6)、片石護(hù)堤(7)構(gòu)成，其特征是在夯實(shí)土層(I)上鋪設(shè)砂礫石墊層(2);砂礫石墊層(2)上又分層鋪設(shè)橫向截面呈梯形結(jié)構(gòu)土工沙袋(3)，并在土工沙袋(3)梯形結(jié)構(gòu)左、右最外側(cè)沿邊坡方向?qū)訉悠戒伾鷳B(tài)袋(4)，每三層土工沙袋(3 )和生態(tài)袋(4 )用一層雙向土工格柵(5 )包裹，將土工沙袋(3 )和生態(tài)袋(4 )連成整體；在土工沙袋(3)和生態(tài)袋(4)頂面的雙向土工格柵(5)上為路面結(jié)構(gòu)層(6);在路堤底部寬外側(cè)的砂礫石墊層兩端砌有片石護(hù)堤(7 )。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征是在夯實(shí)土層上鋪設(shè)砂礫石墊層，先在砂礫石墊層上分層鋪設(shè)充填風(fēng)積沙的土工沙袋，橫向截面呈梯形結(jié)構(gòu)；在土工沙袋梯形結(jié)構(gòu)左、右最外側(cè)沿邊坡方向?qū)訉悠戒伾鷳B(tài)袋，生態(tài)袋內(nèi)填充砂土、壤土和營(yíng)養(yǎng)合成物等基質(zhì)；每三層生態(tài)袋和土工沙袋用一層雙向土工格柵包裹，將袋體連成整體；在頂面的雙向土工格柵上面進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層的施工。本實(shí)用新型提供的抗震防沙的公路路基結(jié)構(gòu)，提高了路基本體的橫向約束力和整體抗震穩(wěn)定性，不僅預(yù)防了地震發(fā)生時(shí)土砂從路堤腹部流出，也預(yù)防了路基的風(fēng)蝕破壞，實(shí)現(xiàn)了路基邊坡防護(hù)與綠化于一體的功能；不僅解決了沙漠區(qū)筑路材料缺乏的難題，而且有效地預(yù)防路基沉陷和路基失穩(wěn)破壞等震害現(xiàn)象的發(fā)生，在防治公路風(fēng)蝕破壞方面發(fā)揮很好的作用。<b />
【IPC分類】E01C3/06, E01C3/04
【公開(kāi)號(hào)】CN204849509
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520565099
【發(fā)明人】武立波, 龐曉華
【申請(qǐng)人】寧夏大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日