一种π型抗冻融路基结构及其施工方法

一种
π
型抗冻融路基结构及其施工方法
技术领域
1.本发明属于路基结构设计技术领域，尤其涉及一种π型抗冻融路基结构及其施工方法。


背景技术：

2.季节性冻土区占我国国土面积的53.5％，季冻区道路由于受到反复冻融作用导致典型病害发生，其中冻胀和翻浆是季冻区最常见的病害。路基的冻胀会引起路面的损伤，严重影响路基的稳定性以及道路的使用寿命、威胁行车安全，妥善解决路基的冻胀问题是提升季冻区路堑型路基稳定性的关键。
3.路基的冻胀是由于路基土中水的冻结成冰造成体积增大，挤压周围结构造成不均匀隆起的现象，随着冬季气温逐渐下降，路基自上而下逐渐发生冻结，路基土上下层温度存在温度差，下层土体温度相对较高，上层土体温度相对较低，在这种温度梯度的作用下，路基内部水分由下往上迁移。上部土体中的水分在负温度作用下冻结成冰，自由水含量降低，与周围靠近冻结面土体中的自由水形成水势差，使得水分进一步向冻结锋面迁移来平衡水势，迁移而来的水分在负温作用下持续发生冻结，不断积聚的冰晶体由于体积的增大挤压周围结构，最终致使路基面隆起，严重时导致路面开裂形成裂缝，这就是路基的冻胀机理，在了解了路基冻胀机理的基础上，可以通过控制冻胀产生的条件提出有效地防止季冻区路基冻胀的工程措施，同时防冻胀结构的加入通常会影响道路结构整体的稳定性，因此在整体道路结构中加入保温防水结构的同时又做到不影响道路结构的稳定性也是妥善解决季冻区路基冻胀问题的关键之一。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种π型抗冻融路基结构及其施工方法，旨在有效保证道路结构的稳定性的同时提高了保温防水结构的整体性。
5.本发明是这样实现的，一种π型抗冻融路基结构，包括压实土基，压实土基上设置有路基，路基顶部设置有π型冷阻层，π型冷阻层外侧设置有阻断层，阻断层上方设置有路面基层，路面基层上设置有面层；
6.所述π型冷阻层的横向剖面形状为π型，且π型冷阻层由横向板以及竖向板组成。
7.所述π型冷阻层的厚度为5-10cm，且π型冷阻层设置在路基顶部。
8.进一步的技术方案，横向板的铺设宽度宽于路面基层的宽度10-20cm，竖向板埋置深度为路基顶部往下80-130cm。
9.进一步的技术方案，所述阻断层6为土工膜，厚度0.1-0.2mm。
10.一种π型抗冻融路基结构的施工方法，具体包括π型冷阻层以及阻断层的施工方法：
11.所述的π型冷阻层施工方法包括：
12.横向板与横向板之间的搭接：横向保温板之间的连接方式采用槽孔榫接，横向大
板之间采用错缝连接；以及，
13.横向板与竖向板之间的搭接：竖向板采用预埋法，横向板与竖向板之间采用嵌入式结构固定；
14.所述阻断层施工方法包括：使用ks热熔胶将土工膜粘在冷阻层外侧。
15.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
16.1、本发明将xps保温板、土工膜、空间立体隔热阻水结构结合起来，充分发挥了各自的功能性特点，通过控制冬季路基热量外溢以及外部冷量进入大大降低了路基季节冻结深度、以及阻止了水分的入渗以此达到减少了冻胀、提高路基稳定性的目的。冬季，利用xps保温板的低导热系数以及独特的π型保温结构有效地从空间立体上阻止冷量进入路基内部，同时减少路基内部热量外溢，改变了路基的温度场，大大降低了冻结深度；同时在xps保温板外侧附加一层土工膜能有效减少水分的入渗，阻止水往路基内部迁移和积聚，大大抑制了冻胀的发生。因此，本发明从控制冻胀发生的两个条件出发，能够有效抑制季冻区路基冻胀发生，提高路基的稳定性。
17.2、本发明π型冷阻层路基结构采用新型施工方法，增强了整体π型保温防水结构的完整性，在增强路基抗冻胀性能的同时保持了整个道路结构的稳定性。xps保温板可以跟厂家提前协商按照设计图纸，生产榫结构的xps保温板，运到施工现场之后可以直接拼装铺设，土工膜采用ks热熔胶附着在xps保温板外侧。
附图说明
18.图1是基于xps保温板与土工膜的新型π型冷阻层结构防冻胀路基的横向剖面示意图；
19.图2是π型冷阻层横向板之间的连接示意图；
20.图3是π型冷阻层横向板与竖向板之间的连接示意图。
21.图中：1-压实土基；2-路基；3-π型冷阻层；4-路面基层；5-面层；6-阻断层；7-横向板；8-上凸块；9-孔槽。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
24.实施例一：
25.本发明提供的一种π型抗冻融路基结构，包括压实土基1，压实土基1上设置有路基2，路基2顶部设置有π型冷阻层3，π型冷阻层3外侧设置有阻断层 6，阻断层6上方设置有路面基层4，路面基层4上设置有面层5；
26.所述π型冷阻层3的横向剖面形状为π型，且π型冷阻层3由横向板7以及竖向板组成。
27.所述π型冷阻层3的厚度为5cm，且π型冷阻层3设置在路基2顶部。
28.横向板7的铺设宽度宽于路面基层4的宽度10cm，竖向板埋置深度为路基 2顶部往
下80cm。
29.所述阻断层6为土工膜，厚度0.1mm。
30.实施例二：
31.本发明提供的一种π型抗冻融路基结构，包括压实土基1，压实土基1上设置有路基2，路基2顶部设置有π型冷阻层3，π型冷阻层3外侧设置有阻断层 6，阻断层6上方设置有路面基层4，路面基层4上设置有面层5；
32.所述π型冷阻层3的横向剖面形状为π型，且π型冷阻层3由横向板7以及竖向板组成。
33.所述π型冷阻层3的厚度为7.5cm，且π型冷阻层3设置在路基2顶部。
34.横向板7的铺设宽度宽于路面基层4的宽度15cm，竖向板埋置深度为路基 2顶部往下105cm。
35.所述阻断层6为土工膜，厚度0.15mm。
36.实施例三：
37.本发明提供的一种π型抗冻融路基结构，包括压实土基1，压实土基1上设置有路基2，路基2顶部设置有π型冷阻层3，π型冷阻层3外侧设置有阻断层6，阻断层6上方设置有路面基层4，路面基层4上设置有面层5；所述π型冷阻层3的横向剖面形状为π型，且π型冷阻层3由横向板7以及竖向板组成；所述π型冷阻层3的厚度为10cm，且π型冷阻层3设置在路基2顶部；横向板 7的铺设宽度宽于路面基层4的宽度20cm，竖向板埋置深度为路基2顶部往下 130cm；所述阻断层6为土工膜，厚度0.2mm。
38.一种π型抗冻融路基结构的施工方法，具体包括π型冷阻层3以及阻断层6 的施工方法：
39.所述的π型冷阻层3的施工方法包括：
40.横向板7与横向板7之间的搭接：横向保温板之间的连接方式采用槽孔榫接，横向大板之间采用错缝连接；以及，
41.横向板7与竖向板之间的搭接：竖向板采用预埋法，横向板7与竖向板之间采用嵌入式结构固定；
42.所述阻断层6施工方法包括：使用ks热熔胶将土工膜粘在冷阻层外侧。
43.参照附图1，一种π型抗冻融路基结构的施工方法，首先将挖方土基1压实，将预制好的xps保温板外侧附着上土工膜，然后填筑路基2，将π型冷阻层3的竖向板预埋在路基2中的指定位置，路基2填筑完成后，在路基顶部将π型冷阻层3的横向板7铺设拼装，在π型冷阻层3上设置路面基层4，路面基层4上方设置面层5。
44.将xps保温板外侧清理干净，将ks热熔胶涂抹在xps保温板外侧，然后将土工膜覆上密实压合，完成土工膜的附着。
45.路基2填筑填至竖向板底部高度时在π型保温结构两侧竖向板位置下套盒，继续填筑路基2至相应高度，然后往套盒中下竖向板固定好之后，下填料填筑套盒内部，填筑完成后将套盒取出，压实。
46.xps保温板的拼接分为横向板7之间的拼接以及横向板7与竖向板之间的拼接，横向方向上由多个xps板拼接而成，横向板7之间的拼接采用槽位拼接，参照图2，横向板7与横向板7嵌合成一块横向大板，横向大板之间采用错位拼接并采用u形针固定，横向板7与竖向
板之间的拼接也是嵌入式拼接，参照图3，将竖向板的上凸块8插入对应横向板7的孔槽9中实现拼装固定。
47.季冻区路基产生冻胀的两个主要因素是温度与水分，本发明通过控制热量的流失，以及水分的渗入来减少季冻区路基在冬天的冻胀。上述基于xps 保温板与土工膜的季冻区π型保温防水结构的工作原理是：利用xps板的低导热系数以及独特的π型保温结构有效阻止了冬天冷量传入路基2以及路基2内部热量的外溢，改变了路基2的温度场，大大提高了路基2在冬天的温度，同时通过在xps保温板外层附着土工膜，可以大大减少路基2外部水分渗入路基2，有效抑制了冻胀的产生；同时提出了一种新型施工方法，该施工方法能提高整个π型保温结构的完整性，并增加整个道路结构的稳定性，利于施工，快速方便。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。