防沉降路基的施工方法与流程

本发明涉及及土木工程领域。更具体地说，本发明涉及一种防沉降路基的施工方法。

背景技术：

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是用土或石料修筑而成的线性结构物。由于路基长期暴露在外界环境，容易受到雨水的冲刷，路基基体易受到水的渗透而发生膨胀或者松动从而导致路基失稳。路面容易产生开裂、下陷等情况，对于行车安全十分不利。因此，人们设计出了一些防沉降路基结构，这些防沉降路基结构一般会在路基中铺设生石灰袋，通过生石灰与水反应生成固体钙化物，体积膨胀来弥补水分流动造成的泥土流失和路基内部空洞，然而路基中的生石灰量始终有限，公路的使用年限又较长久，待路基中的生石灰完全反应以后，路基仍然面临沉降的风险，同时还因为生石灰在袋中凝结成块体，块体之间更容易使水分渗入。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种防沉降路基的施工方法，通过改进路基结构，将优化路内部受力与快速导水相结合，实现路基的防沉降功效。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种防沉降路基的施工方法，防沉降路基分段修筑，每段防沉降路基的施工方法均包括以下步骤：

步骤一、夯实整平软土地基表面，形成软土层；

步骤二、在所述软土层表面从下至上依次铺设土工布、吸水纤维布和土工布形成第一导水层；

步骤三、在所述第一导水层表面铺设混凝土，振捣密实，形成混凝土层；

步骤四、待所述混凝土层凝固后，在所述混凝土层表面铺设填料，形成填料层，所述填料包括黄土、灰土、矿渣、生石灰和玻璃纤维，且所述黄土、灰土、矿渣、生石灰和玻璃纤维的质量比为(55～70)：(45～50)：(15～20)：(10～15)：(1～5)；

步骤五、夯实整平填料层后，在所述填料层表面从下至上依次铺设土工布、吸水纤维布和土工布形成第二导水层；

步骤六、在所述第二导水层表面铺设砂土，形成砂土层，所述砂土层顶面在防沉降路基横向截面的轮廓为中央隆起的弧形；

步骤七、在所述砂土层表面铺设波浪瓦板，所述波浪瓦板的沟脊走向均沿防沉降路基的横向设置；

步骤八、在所述波浪瓦板表面铺设级配碎石，整平，形成碎石层；

步骤九、在所述碎石层表面铺设路面层。

优选的是，所述第一导水层和第二导水层宽度均大于防沉降路基宽度，以使所述第一导水层在防沉降路基两侧均预留接头区，及使所述第二导水层在防沉降路基两侧均预留接头区；

每段防沉降路基的施工方法还包括：

步骤十、将第一导水层和第二导水层同侧的接头区沿防沉降路基纵向的边缘缝合在同一吸水纤维缆绳上；

步骤十一、预制箱涵，所述箱涵的侧壁上沿所述箱涵长度方向开设有窄缝，所述窄缝宽度小于所述吸水纤维缆绳直径，大于第一导水层和第二导水层厚度和，所述箱涵的顶部沿所述箱涵长度方向均匀间隔的开设有通孔；

步骤十二、将吸水纤维缆绳穿入箱涵中，同时使第一导水层和第二导水层同侧的接头区穿设在所述窄缝中，在路基两侧开挖沟槽，将所述箱涵置于所述沟槽内，在箱涵两端敞口处固设纸板，通过箱涵顶部的通孔向箱涵内灌注吸水性多孔陶瓷颗粒，再在箱涵中穿设电热丝，使电热丝被吸水性多孔陶瓷颗粒裹挟，电热丝两端扎破纸板伸出箱涵外，以方便相邻段防沉降路基的电热丝相互连接，待相邻段防沉降路基的电热丝相互连接好后，再将相邻段防沉降路基的箱涵对齐拼接；

步骤十三、在箱涵顶部通孔上固接管柱，所述管柱顶部连接一圆槽，所述圆槽槽口朝向防沉降路基，所述管柱与圆槽内部连通，所述圆槽内同轴设置有一风扇，所述圆槽外底设置有一电机，所述电机输出轴穿过圆槽底部与风扇连接；

步骤十四、回填压实沟槽。

优选的是，防沉降路基两侧的风扇交错设置。

优选的是，所述第一导水层在防沉降路基纵向上的长度大于每段防沉降路基的长度，在铺设第一导水层时，使第一导水层在防沉降路基纵向上的一端预留接头区，当后一段路基修筑时，前一段防沉降路基的第一导水层在防沉降路基纵向上的接头区搭接在后一段路基修筑的第一导水层上；及

所述第二导水层在防沉降路基纵向上的长度大于每段路基的长度，在铺设第二导水层时，使第二导水层在防沉降路基纵向上的一端预留接头区，当后一段路基修筑时，前一段路基的第二导水层在防沉降路基纵向上的接头区搭接在后一段路基修筑的第二导水层上。

优选的是，相邻两段路基的第一导水层和/或第二导水层相互搭接区域的长度不小于500mm。

优选的是，所述生石灰为钙质生石灰或者镁质生石灰。

本发明至少包括以下有益效果：1、由于土工布具有良好的耐蚀性和透水性，将吸水纤维布夹于两土工布间可尽量保护吸水纤维布，而吸水纤维布又可充分吸收土壤中的水分，这里是第一导水层针对路面渗入路基中的水分，而第二导水层是针对地下水通过毛细作用渗入路基中的水分，第一导水层和第二导水层将渗入路基中的水分吸收后，由路基两侧边坡处蒸发排出，故靠近路基两侧的第一导水层和第二导水层中吸水纤维布较为干燥，能通过毛细作用源源不断导出路基中水分，避免路基内部泥土颗粒随水分流失；2、通过设置混凝土层可尽量避免软土层的不均匀沉降影响混凝土层以上的防沉降路基其他层；3、使用特定比例混合的填料铺设填料层，可增强填料层的抗变形能力，减轻沉降状况；4、由于路基横向中心区域会更多次受到载荷，因此设置中央隆起的砂土层和波浪瓦板也是为了将路基横向中心区域的载荷分散到两侧，避免路基横向中心区域提前沉降；5、由于波浪瓦板上的沟脊沿路基横向设置，这样不仅方便将路面渗下来的水分从路基边坡导出，也可以将路面传递下来的竖直载荷向路基纵向分散，更进一步减轻路基沉降；6、碎石层则可有效将集中应力分散，避免路基的局部不均匀受力，同时碎石层空隙可快速将路面层的积水导出，减轻路面积水情况。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一实施例中所述防沉降路基的侧面结构示意图；

图2为本发明另一实施例中所述防沉降路基的侧面结构示意图；

图3为本发明另一实施例中所述风扇在防沉降路基两侧的位置示意图；

图4为本发明另一实施例中所述第一导水层间和第二导水层间在防沉降路基纵向上的接头区搭接的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～4所示，本发明提供一种防沉降路基的施工方法，防沉降路基分段修筑，每段防沉降路基的施工方法均包括以下步骤：

步骤一、夯实整平软土地基表面，形成软土层1；

步骤二、在所述软土层1表面从下至上依次铺设土工布、吸水纤维布和土工布形成第一导水层2；

步骤三、在所述第一导水层2表面铺设混凝土，振捣密实，形成混凝土层3；

步骤四、待所述混凝土层3凝固后，在所述混凝土层3表面铺设填料，形成填料层4，所述填料包括黄土、灰土、矿渣、生石灰和玻璃纤维，且所述黄土、灰土、矿渣、生石灰和玻璃纤维的质量比为63：48：17：12：3；

步骤五、夯实整平填料层4后，在所述填料层4表面从下至上依次铺设土工布、吸水纤维布和土工布形成第二导水层5；

步骤六、在所述第二导水层5表面铺设砂土，形成砂土层6，所述砂土层6顶面在防沉降路基横向截面的轮廓为中央隆起的弧形，这里防沉降路基的横向是指防沉降路基的宽度方向，相应的，防沉降路基的纵向则是指防沉降路基延伸的长度方向；

步骤七、在所述砂土层6表面铺设波浪瓦板7，所述波浪瓦板7的沟脊走向均沿防沉降路基的横向设置；

步骤八、在所述波浪瓦板7表面铺设级配碎石，整平，形成碎石层8，这里的级配碎石可采用现有的路基用的级配碎石；

步骤九、在所述碎石层8表面铺设路面层9，这里路面层9可采用沥青混凝土层。

本实施例施工完成后，防沉降路基在横向截面的结构图如图1所述，从下至上包括：软土层1、第一导水层2、混凝土层3、填料层4、第二导水层5、砂土层6、波浪瓦板7、碎石层8和路面层9。

上述路基结构中，由于土工布具有良好的耐蚀性和透水性，将吸水纤维布夹于两土工布间可尽量保护吸水纤维布，而吸水纤维布又可充分吸收土壤中的水分，这里是第一导水层2针对路面渗入路基中的水分，而第二导水层5是针对地下水通过毛细作用渗入路基中的水分，第一导水层2和第二导水层5将渗入路基中的水分吸收后，由路基两侧边坡处蒸发排出，故靠近路基两侧的第一导水层2和第二导水层5中吸水纤维布较为干燥，能通过毛细作用源源不断导出路基中水分，避免路基内部泥土颗粒随水分流失；通过设置混凝土层3可尽量避免软土层1的不均匀沉降影响混凝土层3以上的防沉降路基其他层；使用特定比例混合的填料铺设填料层4，可增强填料层4的抗变形能力，减轻沉降状况；由于路基横向中心区域会更多次受到载荷，因此设置中央隆起的砂土层6和波浪瓦板7也是为了将路基横向中心区域的载荷分散到两侧，避免路基横向中心区域提前沉降；由于波浪瓦板7上的沟脊沿路基横向设置，这样不仅方便将路面渗下来的水分从路基边坡导出，也可以将路面传递下来的竖直载荷向路基纵向分散，更进一步减轻路基沉降；碎石层8则可有效将集中应力分散，避免路基的局部不均匀受力，同时碎石层8空隙可快速将路面层9的积水导出，减轻路面积水情况。

在另一实施例中，所述第一导水层2和第二导水层5宽度均大于防沉降路基宽度，以使所述第一导水层2在防沉降路基两侧均预留接头区，及使所述第二导水层5在防沉降路基两侧均预留接头区；

每段防沉降路基的施工方法还包括：

步骤十、将第一导水层2和第二导水层5同侧的接头区沿防沉降路基纵向的边缘缝合在同一吸水纤维缆绳10上；

步骤十一、预制箱涵11，所述箱涵11的侧壁上沿所述箱涵11长度方向开设有窄缝，所述窄缝宽度小于所述吸水纤维缆绳10直径，大于第一导水层2和第二导水层5厚度和，所述箱涵11的顶部沿所述箱涵11长度方向均匀间隔的开设有通孔；

步骤十二、将吸水纤维缆绳10穿入箱涵11中，同时使第一导水层2和第二导水层5同侧的接头区穿设在所述窄缝中，在路基两侧开挖沟槽，将所述箱涵11置于所述沟槽内，在箱涵11两端敞口处固设纸板，通过箱涵11顶部的通孔向箱涵11内灌注吸水性多孔陶瓷颗粒12，再在箱涵11中穿设电热丝13，使电热丝13被吸水性多孔陶瓷颗粒12裹挟，电热丝13两端扎破纸板伸出箱涵11外，以方便相邻段防沉降路基的电热丝13相互连接，待相邻段防沉降路基的电热丝13相互连接好后，再将相邻段防沉降路基的箱涵11对齐拼接；

步骤十三、在箱涵11顶部通孔上固接管柱14，所述管柱14顶部连接一圆槽15，所述圆槽15槽口朝向防沉降路基，所述管柱14与圆槽15内部连通，所述圆槽15内同轴设置有一风扇16，所述圆槽15外底设置有一电机17，所述电机17输出轴穿过圆槽15底部与风扇16连接；

步骤十四、回填压实沟槽。

本实施例施工完成后，第一导水层2和第二导水层5中吸水纤维布通过毛细作用吸附的水分传导至吸水性多孔陶瓷颗粒12中，而电热丝13通电后可将吸水性多孔陶瓷颗粒12中的水分蒸发，再加上风扇16在电机17的驱动下转动，源源不断通过管柱14从箱涵11中抽吸水蒸汽，使得被电热丝13干燥后的吸水性多孔陶瓷颗粒12又可从吸水纤维布汲取水分，这样可快速排出路基中渗入水分，避免水分在路基中囤积造成软土地基或者填料湿陷。另外，风扇16将饱含水蒸汽的空气吹向路基，当有汽车在路基上行走时，空气中的水蒸汽可以吸附在汽车排放的尾气小颗粒中，减少空气污染，形成较好的交通环境。当然由于电热丝13和风扇16的驱动均需要消耗电能，因此，在秋冬干燥季节，可减少使用次数，而在春夏多雨季节，地下水位较高，且路面积水频繁，可增加使用次数。

在另一实施例中，防沉降路基两侧的风扇16交错设置，这样风扇16的作用能较好的覆盖路基纵向上的大部分区域。

在另一实施例中，所述第一导水层2在防沉降路基纵向上的长度大于每段防沉降路基的长度，在铺设第一导水层2时，使第一导水层2在防沉降路基纵向上的一端预留接头区，当后一段路基修筑时，前一段防沉降路基的第一导水层2在防沉降路基纵向上的接头区搭接在后一段路基修筑的第一导水层2上；及

所述第二导水层5在防沉降路基纵向上的长度大于每段路基的长度，在铺设第二导水层5时，使第二导水层5在防沉降路基纵向上的一端预留接头区，当后一段路基修筑时，前一段路基的第二导水层5在防沉降路基纵向上的接头区搭接在后一段路基修筑的第二导水层5上。

本实施例施工完成后，可使得第一导水层2和第二导水层5在路基纵向上无缝衔接，避免水分从相邻两段路基的第一导水层2间或第二导水层5间渗透，加强路基在纵向上的整体性。这里相邻两段路基的第一导水层2的重叠接头区可缝合在同一吸水纤维缆绳10上，也可相邻两段路基的第一导水层2接头区各缝合一根吸水纤维缆绳10上，那么在相邻两段路基的第一导水层2重叠接头区只保留后一段路基中的第一导水层2上的吸水纤维缆绳10，前一段路基中的第一导水层2上的吸水纤维缆绳10不延伸至重叠处；第二导水层5重叠接头区的吸水纤维缆绳10则与第二导水层5重叠接头区的相同设置。

在另一实施例中，相邻两段路基的第一导水层2和/或第二导水层5相互搭接区域的长度不小于500mm，这里500mm的搭接宽度可较好的吸水止水，过长则增加了成本而吸水止水效果提升有限，过短又无法达到最佳吸水止水效果。

在另一实施例中，所述生石灰为钙质生石灰或者镁质生石灰。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

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