一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基及其施工方法

本发明涉及道路路基生态工程，具体涉及一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基及其施工方法。

背景技术：

1、常规硬质路基一般指碎石、砾石、宕渣、开山硬质岩石、级配砂砾等硬质填料填筑的路基，具有强度高、承载力大，压实简单、施工可控，胀缩性小等优点，但是常规的硬质路基不透水，易内涝，无生态功能。

2、膨胀土透水路基是在膨胀土地区采用透水结构兼顾排水与路基稳定的技术方案，截至目前发现，膨胀土透水路基存在水敏性强，胀缩变形反复；防渗排水体系易失效；长期稳定性差，病害隐蔽且反复；造价与养护成本高等问题。

3、膨胀土具有显著的吸水膨胀、失水收缩特性，遇水强度软化等不良特性，导致边坡开裂、滑移、坍塌等灾害。为了增强膨胀土路基的稳定性，会对膨胀土进行改良，但是目前膨胀土改良中，多依赖单一石灰、粉煤灰等材料成本高且环保效益不足。

4、煤基开采产生的粉煤灰、气化渣、矿渣、脱硫石膏等煤基固废大量堆存，占用土地且易造成环境污染，煤基固废堆存量大、资源化利用率偏低，传统仅将固废简单掺入普通软土做路基填料，仅单一提升土体强度。

5、现有技术未将多类煤基固废协同用于膨胀土改良，也未同步配套路基内部层间排水、横向导排、路侧生态泄水的一体化构造，存在功能单一、防渗排水协同性差、固废利用附加值低的技术短板。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中膨胀土透水路基功能单一、防渗排水协同性差、固废利用附加值低的技术问题，提供一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基及其施工方法。

2、本发明所采用的技术方案是：一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，包括路基本体，所述路基本体包括自下而上依次铺设的原土夯实基底、路基垫层、土工布反滤隔离层、碎石基层和路面透水砖层；

3、所述路基垫层由重量份数为膨胀土50-60份、粉煤灰12-18份、炉底渣10-16份、气化渣8-12份、脱硫石膏2-4份和水泥3-5份混合压实制成；

4、所述路基垫层与土工布反滤隔离层之间设有横向排水盲管，路基垫层内还设有层间泄水孔；

5、所述路基本体两侧还设有排水沟，横向排水盲管和层间泄水孔的末端均通至排水沟。

6、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述碎石基层为透水级配碎石基层，其厚度为20-30cm。

7、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述路基垫层的厚度为35-45cm。

8、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述横向泄水盲管为φ100mmpvc管，1.5-2%纵坡向两侧排水，横向泄水盲管外包土工布，土工布外设级配砂砾反滤层。

9、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述的横向泄水盲管沿道路纵向铺设的间距为3-5m。

10、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述层间泄水孔的纵向间距为3-10m。

11、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述排水沟为梯形断面，内壁包覆土工布反滤层，沟槽内填充级配透水碎石。

12、作为本发明一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的进一步优化，所述路基本体设置1.5-2%双向横坡。

13、所述煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的施工方法，包括以下步骤：

14、s1、平整原地表土体，夯实处理，得原土夯实基底；

15、s2、按重量份数分别取膨胀土50-60份、粉煤灰12-18份、炉底渣10-16份、气化渣8-12份、脱硫石膏2-4份和水泥3-5份，混合、搅拌均匀，得到煤基固废改良膨胀土；将煤基固废改良膨胀土在原土夯实基底上进行分层摊铺、碾压，并预埋层间泄水孔，得路基垫层；

16、s3、在路基垫层上方预埋横向泄水盲管，横向泄水盲管设置1.5-2%纵坡，向两侧排水，管外包土工布，土工布外设级配砂砾反滤层；

17、s4、在路基垫层上铺设土工布，得土工布反滤隔离层；

18、s5、在土工布反滤隔离层上铺设碎石，得碎石基层；

19、s6、在透水级配碎石基层上铺设透水砖，即完成路面层的铺设；

20、s7、在透水路基的两侧挖设排水沟，排水沟内壁包覆土工布，沟槽内填充级配透水碎石；

21、s8、进行通水试验、沉降观测、压实度复检，验收合格后即完成煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的施工。

22、作为本发明煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的施工方法的进一步优化，s2所述分层摊铺、碾压煤基固废改良膨胀土具体为：单层摊铺厚度≤20cm，采用静压和振压组合方式碾压，分层检测压实度，压实系数≥0.95。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、一、本发明采用粉煤灰、炉底渣、气化渣、脱硫石膏四类煤基固废改良膨胀土，可有效抑制土体胀缩变形、提升水稳性与路基承载力，实现工业固废资源化与膨胀土路基病害协同治理。

25、二、本发明构建了分层级配的海绵型透水路基结构，集成透水基层、改良垫层、内部泄水、路侧生态排水沟，兼具承重、透水、储水、调蓄多重海绵功能，突破传统路基不透水模式。

26、三、本发明具有协同排水结构，通过土工布反滤隔离层+横向排水盲管+层间泄水孔+路侧排水沟联动协同排水，排水通畅、不易淤堵，适应南方多雨、北方干湿循环地域工况。

27、四、本发明采用的原材料就地可取、固废重用，施工工艺简单，无需大型专用设备，可规模化推广于煤矿废弃地生态修复道路、园区、公路路基改扩建，兼具经济、社会、生态效益。

1.一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：包括路基本体，所述路基本体包括自下而上依次铺设的原土夯实基底、路基垫层、土工布反滤隔离层、碎石基层和路面透水砖层；

2.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述碎石基层为透水级配碎石基层，其厚度为20-30cm。

3.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述路基垫层的厚度为35-45cm。

4.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述横向泄水盲管为φ100mmpvc管，1.5-2%纵坡向两侧排水，横向泄水盲管外包土工布，土工布外设级配砂砾反滤层。

5.如权利要求4所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述横向泄水盲管沿道路纵向铺设的间距为3-5m。

6.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述层间泄水孔的纵向间距为3-10m。

7.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述排水沟为梯形断面，内壁包覆土工布反滤层，沟槽内填充级配透水碎石。

8.如权利要求1所述一种煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基，其特征在于：所述路基本体设置1.5-2%双向横坡。

9.如权利要求1所述煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.如权利要求9所述煤基固废改良膨胀土海绵型透水路基的施工方法，其特征在于：s2所述分层摊铺、碾压煤基固废改良膨胀土具体为：单层摊铺厚度≤20cm，采用静压和振压组合方式碾压，分层检测压实度，压实系数≥0.95。