适用于多年冻土地区的改善路基施工方法及改善路基结构与流程

本发明涉及道路设计及施工，尤其涉及一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法及改善路基结构。

背景技术：

1、我国东北地区多年冻土位于欧亚大陆多年冻土区南缘，受西伯利亚高压和大陆季风气候交替影响，该地区冬季寒冷干燥，夏季温热湿润，年平均气温较高，区域地表水系发达，植被覆盖率高，并且分布着广泛的逆温层，在气候变暖和区域环境共同作用下，该地区多年冻土正处于快速退化阶段。

2、随着多年冻土的退化，多年冻土上的路基会发生融化沉降变形，从而严重破坏路基稳定性。多年冻土路基融化变形过程是地基和路基含水量、受热程度、变形量相互作用的外在表现。当气温升高或者路基受到热扰动时，路基下多年冻土开始融化，导致融化区液态水含量增加，在温度梯度和基质势作用下，液态水不断向活动层迁移并排出路基，从而引发路基沉降。

技术实现思路

1、本发明提供一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法及改善路基结构，用以解决现有多年冻土地区随着多年冻土退化而导致路基发生融化沉降变形的缺陷，实现控制多年冻土退化速率和活动层内液态水含量，有效减小路基沉降量。

2、本发明提供一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，包括：

3、s1、对施工区域进行物探和钻探工作，确认地表下多年冻土层分布；

4、s2、揭开地表茅草苔藓层，露出多年冻土层；

5、s3、对步骤s2的多年冻土层进行开挖，直至挖到角砾层或风化岩层为止；

6、s4、对步骤s3开挖的区域进行块石换填，形成块石换填层地基；

7、s5、在步骤s4形成的块石换填层地基上覆盖隔水隔热层；

8、s6、在步骤s5的隔水隔热层上修建路基结构。

9、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，步骤s1中，确认的多年冻土层厚度不大于6m。

10、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，步骤s3中，多年冻土层的开挖深度大于4m且小于等于6m。

11、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，步骤s4中，块石换填过程采用20cm～50cm粒径的块石换填3m～4m，再用10cm～20cm粒径块石换填1m～2m。

12、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，块石换填过程中每换填1m需要进行冲击碾压后再继续换填。

13、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，步骤s5中，所述隔水隔热层为泥炭质黏土。

14、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，步骤s5中，所述隔水隔热层为步骤s2的地表茅草苔藓层。

15、本发明还提供一种适用于多年冻土地区的改善路基结构，适用于采用上述任意一项所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法进行施工，所述适用于多年冻土地区的改善路基结构包括：

16、路基层；

17、隔水隔热层，处于所述路基层下方，厚度为30cm～50cm，所述隔水隔热层为泥炭质黏土或地表茅草苔藓；

18、块石换填层，处于所述隔水隔热层下方，厚度为4m～6m；

19、换填地基下支撑层，处于所述块石换填层下方，所述换填地基下支撑层为地基内的角砾层或风化岩层。

20、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基结构，所述块石换填层的竖截面为矩形结构或梯形结构。

21、根据本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基结构，所述块石换填层包括厚度为3～4m的第一换填层和厚度为1m～2m的第二换填层，所述第一换填层处于所述第二换填层下方，所述第一换填层的换填材料为20cm～50cm粒径块石，所述第二换填层的换填材料为10cm～20cm粒径块石。

22、本发明提供的一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法及改善路基结构，通过控制多年冻土退化速率和活动层内液态水含量，有效减小路基沉降量。具体是利用换填层块石颗粒间形成的嵌锁链接结构降低水分迁移和冰水相变带来的地基不均匀沉降，块石换填层的存在有利于土体热量的耗散，再利用隔水隔热层隔热效果降低路堤下多年冻土退化速率，减少地基深处的水分迁移至路堤中，从而控制路基沉降量，确保路基在运营期间具有良好的工作状态。

技术特征：

1.一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，步骤s1中，确认的多年冻土层厚度不大于6m。

3.根据权利要求1所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，步骤s3中，多年冻土层的开挖深度大于4m且小于等于6m。

4.根据权利要求1所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，步骤s4中，块石换填过程采用20cm～50cm粒径的块石换填3m～4m，再用10cm～20cm粒径块石换填1m～2m。

5.根据权利要求4所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，块石换填过程中每换填1m需要进行冲击碾压后再继续换填。

6.根据权利要求1所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，步骤s5中，所述隔水隔热层为泥炭质黏土。

7.根据权利要求1所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法，其特征在于，步骤s5中，所述隔水隔热层为步骤s2的地表茅草苔藓层。

8.一种适用于多年冻土地区的改善路基结构，其特征在于，适用于采用权利要求1～7中任意一项所述的适用于多年冻土地区的改善路基施工方法进行施工，所述适用于多年冻土地区的改善路基结构包括：

9.根据权利要求8所述适用于多年冻土地区的改善路基结构，其特征在于，所述块石换填层(3)的竖截面为矩形结构或梯形结构。

10.根据权利要求9所述适用于多年冻土地区的改善路基结构，其特征在于，所述块石换填层(3)包括厚度为3～4m的第一换填层(31)和厚度为1m～2m的第二换填层(32)，所述第一换填层(31)处于所述第二换填层(32)下方，所述第一换填层(31)的换填材料为20cm～50cm粒径块石，所述第二换填层(32)的换填材料为10cm～20cm粒径块石。

技术总结本发明涉及道路设计及施工技术领域，尤其涉及一种适用于多年冻土地区的改善路基施工方法及改善路基结构，包括对施工区域进行物探和钻探工作；揭开地表茅草苔藓层，对多年冻土层进行开挖，开挖完成后进行块石换填形成块石换填层；在块石换填层上覆盖隔水隔热层；在隔水隔热层上修建路基结构。通过控制多年冻土退化速率和活动层内液态水含量，有效减小路基沉降量。利用换填层块石颗粒间形成的嵌锁链接结构降低水分迁移和冰水相变带来的地基不均匀沉降，块石换填层的存在有利于土体热量的耗散，再利用隔水隔热层隔热效果降低路堤下多年冻土退化速率，减少地基深处的水分迁移至路堤中，从而控制路基沉降量，确保路基在运营期间具有良好的工作状态。技术研发人员：郭颖,单炜,张程程,刘帅,邱丽莎受保护的技术使用者：黑龙江省交通投资集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29