一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及路基填筑与道路病害防治技术领域，更具体涉及一种防治公路软岩路基沉降变形病害的典型结构。根据路基工程环境特点与软岩填料工程特性。在路堤结构内设置透水性材料、复合土工防渗材料、间隔填筑改性土层对软岩路堤进行处治，防止外界水分渗入路基土体，防治路基不均匀沉降变形，保障软岩路堤结构长期稳定性。
【背景技术】
[0002]软质岩石是一种岩质较软，易风化，水稳定性较差的天然材料，同时具有一定的膨胀性、崩解性及湿化变形特性，材料遇水或风化作用后其强度会急剧降低。软质岩石在我国四川、重庆、贵州、湖南、湖北、滇东北等地区有大量分布，特别是山区高填方道路为降低外来材料运输成本、减少弃方对道路周围环境的影响，多采用就地取材，以挖方区爆破开挖产生的碎石土为主要路基填料。据调查，过去由于对软质岩石风化料工程性质认识不足与技术经济条件限制，全国修建的山区高等级公路，基本都出现路堤沉降问题，其中利用了软岩填料，特别是易风化和湿化的软质岩石及其风化物的填筑路堤在多年反复交通荷载和自然环境条件下产生路床翻浆冒泥、路基不均匀沉降、边坡坍塌等严重病害，导致路基结构状态恶化、维修工程量增加，致使此类填料在公路工程中应用受到限制。本专利提出一种防治公路软岩路基沉降变形病害的典型结构，充分利用沿线挖方软质岩石作为路基填料，并采用改性土层及复合土工材料在软质岩石路堤顶底面及中部进行防水包盖处治，起到防止水分入渗，防治路堤沉降变形，保护路基稳定的作用。
【发明内容】
[0003]为了充分利用当地挖方区爆破开挖产生的软质岩石作为路堤填料，降低工程成本，并防治软岩路堤不均匀沉降病害，本实用新型的目的是在于提供了一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，它对软质岩石进行预崩解或预碾压，判断选择岩性相对较好的碎石土进行路堤填筑，采用透水性材料、复合土工防渗材料、间隔填筑改性土层对软质岩石路堤进行处治，防止外界水分渗入路基土体，防治路基不均匀沉降变形，提高软质岩石路堤的整体性能，保障路堤长期稳定性，施工方便，造价低廉。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种防治公路软岩路基沉降变形病害的结构，它选取较好软质岩石试样测试其单轴饱和极限抗压强度，根据软质岩石试样单轴饱和极限抗压强度、岩石湿化崩解及预碾压结果将其分为I类软质岩石、II类软质岩石、III类软质岩石、IV类软质岩石四个类别，进行软岩路基典型结构填筑。典型路基填筑结构的特征在于:在路堤底部填筑一层厚度不小于50cm的砂砾或硬质岩石渣等透水性材料，再将软质岩石分层填筑于砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上方，土工格栅、砂砾/改性软质岩石/硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料位于软质岩石内部，第二两布一膜复合土工膜铺在软质岩石顶面，路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石铺筑于第二两布一膜复合土工膜之上。当I类软质岩石、II类软质岩石填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上直接填筑软质岩石至设计路床(路堤)设计标高；当路堤高度大于6m时，采用间隔夹层填筑法，每填筑厚度3.0-4.0m软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂烁、改性软质岩石或硬质岩石澄等符合要求的良好填料。当采用易湿化崩解的III类软质岩石、IV类软质岩石作为填料时，考虑其路堤边坡受降雨等气候因素影响湿化变形较大，间隔(夹层)填筑间距应降低，当路堤高度超过3m时，即采用间隔夹层填筑法，每填筑厚度1.0-2.0m软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料，并路堤边坡处采用土工格栅等整体性好、强度高、变形小的土工合成材料进行路堤边坡加筋。若软岩路基处于季冻区，还应在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上加铺第一两布一膜复合土工膜。
[0006]所述的软质岩石判别分类方法是，先对工程现场软质岩石状态进行初判，选择除残积土状态及全风化状态之外状态相对较好的软质岩石，依据试样单轴饱和极限抗压强度与岩石湿化崩解及预碾压结果对软质岩石进行判别分类:单轴饱和极限抗压强度在25~30Mpa,软化系数为0.75-0.6，在24小时内或经过一两个干湿循环后不发生崩解，或仅在某些尖棱角处有少量崩解，且崩解量不大于总量1%的软质岩石，为I类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在15~25Mpa，软化系数为0.6-0.45，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成块状，崩落的块体粒径多大于1mm的软质岩石，为II类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在5~15Mpa，软化系数为0.45-0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环即可崩解成碎块状，崩解物大都呈5~10 _碎块状堆积的软质岩石，为III类软质岩石；单轴饱和极限抗压强度在小于5Mpa，软化系数小于等于0.3，在24小时内或经过一两个干湿循环后崩解成渣状、渣粒状的软质岩石，为IV类软质岩石。
[0007]所述的软质岩石填筑位置是在软质岩石满足路基填料强度要求的条件下，I类软质岩石填筑路堤时视为填石路堤，填料可用于路堤、下路床部位；II类软质岩石、III类软质岩石填筑路堤时视为土石混填路堤填料，可用于路堤部位；IV级软质岩石用来填筑路堤时视为土质路堤，可用于下路堤填筑。
[0008]所述的直接填筑法是:当I类软质岩石、II类软质岩石填筑路堤高度小于6m时，采用直接填筑法，直接在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上填筑软质岩石至设计路床(路堤)设计标高，在软质岩石路堤顶部加铺一层两布一膜复合土工膜防渗；
[0009]所述的间隔夹层填筑法是:在砂砾或硬质岩石渣透水性材料上填筑软质岩石，每填筑厚度3.0-4.0m的I类软质岩石、II类软质岩石，或每填筑厚度1.0-2.0m III类软质岩石、IV类软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料。
[0010]所述的两布一膜复合土工膜包括第一两布一膜复合土工膜、第二两布一膜复合土工膜；第一两布一膜复合土工膜铺设在砂砾或硬质岩石渣等透水性材料上方，与上方软质岩石相连，用于季冻区软岩路基，防止地下冻结水上升至路基结构；第二两布一膜复合土工膜铺在软质岩石顶面，与上方路床合格填料或未筛分的硬质岩碎石相连，用于防止上部自由水下渗。
[0011]所述的路堤边坡加筋是当III类软质岩石、IV类软质岩石填筑路堤高度超过3m时，考虑其路堤边坡受降雨等气候因素影响湿化变形较大，在路堤边坡处采用土工格栅等整体性好、强度高、变形小的土工合成材料进行路堤加筋处治，加筋材料层间距为60-80cm，加筋材料长度为3.0-5.0m。
[0012]所述的砂砾、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料，填筑于高度大于6m的I类软质岩石、II类软质岩石软岩路堤，或高度大于3m的III类软质岩石、IV类软质岩石软岩路堤内部时，每填筑厚度3.0-4.0m的I类软质岩石、II类软质岩石，或每填筑厚度1.0-2.0mIII类软质岩石、IV类软质岩石后，填筑一层厚度不少于30cm的砂烁、改性软质岩石、硬质岩石渣或其它符合要求的良好夹层填料。
[0013]所述的土工格栅6包括第一土工格栅6a、第二土工格栅6b、第三土工格栅6c、第四土工格栅6d、第五土工格栅6e、第六土工格栅6f，土工格栅6铺筑于III类软质岩石1C、IV类软质岩石ID填筑路堤高度超过3m的软质岩石I内部，长度为3.0~5.0m。第一土工格栅6a和第二土工格栅Ib铺筑于路堤下部，层间距为60~80cm，分别与软质岩石I相连，起加筋路堤底部边坡的作用；当111类软质岩石1C、IV类软质岩石ID填筑厚度达到1.0-2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第一砂烁、改性软质岩石、硬质岩石澄3a或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑III类软质岩石1C、IV类软质岩石1D，并依次铺筑第三土工格栅6c和第四土工格栅铺6d ;第三土工格栅6c和第四土工格栅6d分别与软质岩石I相连，层间距为60~80cm，起加筋路堤中部边坡的作用；当111类软质岩石1C、IV类软质岩石ID填筑厚度再次达到1.0-2.0m后，填筑一层厚度不少于30cm的第二砂烁、改性软质岩石、硬质岩石澄3b或其它符合要求的良好夹层填料，继续填筑60~80cm的III类软质岩石1C，并依次铺筑第五土工格栅6e和第六土工格栅铺6f ;第五土工格栅6e和第六土工格栅6f分别与软质岩石I相连，层间距为60~80cm，起加筋路堤顶部边坡的作用；继续填筑III类软质岩石IC至路堤顶部。
[0014]本实用新型的有益效果是:
[0015]本实用新型是一种防治公路软岩路基沉降变形病害的典型结构，依据软质岩石湿化崩解及风化特性对软质岩石填料判别分类，按照路基填料强度要求、软质岩石填料的不同类