一种膨胀土片石夹层包芯路基结构的制作方法

本实用新型涉及一种膨胀土路基工程，特别是一种膨胀土片石夹层包芯路基结构。

背景技术：

目前，包芯法填筑膨胀土路堤技术一般采用素膨胀土和碎石夹层膨胀土填筑的方法，采用素膨胀土填筑的具体方法是分层填筑膨胀土并用压路机进行压实，每层填筑25cm，直至填筑到设计标高。碎石夹层膨胀土填筑的具体方法是先填筑一层膨胀土，然后在表面铺设一层碎石层后进行压实。

采用素膨胀土填筑的方法需控制一定的压实度，不能过高也不能过低。压实度过高虽然可以提高承载能力，但会使土体基质吸力变大，土体极易吸湿软化，产生较大路基沉降。低压实度并且高饱和膨胀土内摩擦角较小，难以抵抗潜在边坡滑动面的下滑力，造成边坡失稳破坏。

采用碎石膨胀土互层的方法不足之处在于需要大量的碎石料，成本过高，且少量膨胀土会在施工和行车荷载反复作用下挤入地基，产生工后沉降及变形，在每层填筑分界面处易积水形成光滑水平滑动面，影响路基横向稳定性。

采用上述结构，在土体自重及行车荷载作用下，容易发生路基沉降，导致路面开裂破坏。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：

针对现有技术存在的素膨胀土和碎石膨胀土容易产生较大工后沉降的问题，提供一种膨胀土片石夹层包芯路基结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种膨胀土片石夹层包芯路基结构，包括路面层、路床层、封闭层和膨胀土填芯；路面层设于路床层上方，路床层设于封闭层上方，封闭层设于膨胀土填芯上方；膨胀土填芯中包括片石夹层以及至少两层膨胀土层，片石夹层位于相邻两层膨胀土层之间，片石夹层中的片石自上而下地插接于膨胀土填芯中。本实用新型提供的膨胀土片石夹层包芯路基结构在膨胀土填芯中增加了片石夹层，片石夹层可以增大膨胀土层间的摩擦系数，将上下膨胀土层紧密连接，使得整个膨胀土填芯形成紧密的整体。其次，片石夹层与膨胀土填芯挤密形成土石复合层，改变了土体的物理力学性能，孔隙比、压缩系数、液限指数等指标明显减小，路基承载能力和强度显著提高。最后，增加片石夹层还可以缩短土体的排气排水路径，加速土体的固结沉降，达到减小路基的工后沉降的目的，保证路基稳定性。因此，本实用新型提供的膨胀土片石夹层包芯路基结构能够解决膨胀土路基的横向滑移问题，提高路基的抗滑稳定性，有效隔绝毛细水的影响，且片石夹层能够加速膨胀土路基的固结，减小工后沉降，保证道路的使用性能。

作为本实用新型的优选方案，膨胀土填芯中设有至少两层片石夹层，至少两层片石夹层呈间隔地设置。实际施工时，片石夹层的层数可以根据膨胀土填芯的厚度进行设置。

作为本实用新型的优选方案，片石夹层的厚度范围为20-60cm。

作为本实用新型的优选方案，片石夹层的厚度范围为30-50cm。设置上述厚度片石夹层，既能够保证片石夹层与膨胀土层之间的紧密连接，又能够避免对片石夹层对膨胀土层本身的结构产生破坏。

作为本实用新型的优选方案，还包括片石挤密层，片石挤密层设于膨胀土填芯的下方。

作为本实用新型的优选方案，片石挤密层中的片石自上而下的设置，片石挤密层与膨胀土填芯之间设有碎石层。由于片石的体积相对较大，片石挤密层中，片石与片石之间的间隙也较大，在片石挤密层与膨胀土填芯之间设置碎石层，能够防止细粒土从片石与片石之间的间隙流失。

作为本实用新型的优选方案，封闭层与路床层之间还设有变形协调碎石层。路床层与封闭层之间的变形协调碎石层能够消散路面传递下来的车辆荷载、起到排水作用，还可以一部分膨胀土吸湿引起的膨胀力，避免引起路面开裂。

作为本实用新型的优选方案，膨胀土片石夹层包芯路基结构还包括边坡，边坡位于膨胀土片石夹层包芯路基结构的两侧，所述边坡包括土工布与非膨胀性填料，所述边坡为反包式边坡。

作为本实用新型的优选方案，所述边坡底部还设有护脚墙。通过设置护脚墙，能够防止膨胀土片石夹层包芯路基结构产生明显的侧向变形位移。

作为本实用新型的优选方案，所述护脚墙为片石护脚墙，所述护脚墙中的片石自上而下地设置。

本实用新型中所述的片石自上而下的设置，是指片石所限定的平面方向与水平面垂直或基本垂直。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的膨胀土片石夹层包芯路基结构能够解决膨胀土路基的横向滑移问题，提高路基的抗滑稳定性，有效隔绝毛细水的影响，且片石夹层能够加速膨胀土路基的固结，减小工后沉降，保证道路的使用性能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的膨胀土片石夹层包芯路基结构的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的膨胀土片石夹层包芯路基结构的边坡结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的填筑膨胀土填芯时，铺设的膨胀土并压实后示意图。

图4是图3所示的步骤完成后，在已压实的膨胀土上松铺一层膨胀土的示意图。

图5是图4所示的步骤完成后，采用挖掘机铲斗将片石夹层挤密后的示意图。

图6是图5所示的步骤完成后，回填膨胀土并进行压实后的示意图。

图标：1-路面层；2-路床层；3-变形协调碎石层；4-封闭层；5-膨胀土填芯；7-片石挤密层；8-土工布；9-非膨胀性填料；10-护脚墙；11-种植土。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

请参阅图1及图2，本实用新型实施例提供了一种膨胀土片石夹层包芯路基结构，其包括路面层1、路床层2、变形协调碎石层3、封闭层4、膨胀土填芯5和片石挤密层7。膨胀土片石夹层包芯路基结构的两侧还设有由土工布8和非膨胀性填料9反包形成的边坡，膨胀土片石夹层包芯路基结构的两侧下端还设有护脚墙10。

其中，路面层1位于路床层2的上方，路床层2位于变形协调碎石层3的上方，变形协调碎石层3位于封闭层4上方，封闭层4位于设于膨胀土填芯5上方，膨胀土填芯5设于片石挤密层7上方。在膨胀土填芯5中包括多层膨胀土层，相邻两层膨胀土层之间设有片石夹层。片石夹层中的片石自上而下地插接于相邻两层膨胀土层中。片石夹层的厚度为20cm-60cm，进一步的，片石夹层的厚度为30-50cm。膨胀土填芯5中的片石夹层能够减小膨胀土本身的填筑高度、缩短膨胀土的排水和排气路径，增加膨胀土接触面的摩擦系数从而增加膨胀土片石夹层包芯路基结构的抗滑能力，片石夹层还能够提供抗滑阻力，从而阻止边坡滑动破坏。

具体的，路床层2是路面层1的基础，承受路面层1传来的荷载，为了保证路面层1结构强度及工作区的承载能力和稳定性，路床层2应保证有足够的厚度。路床层2可通过非膨胀性黏土、砂性土或砾石土填筑。若采用非膨胀性黏土填筑，路床层2的最小厚度为180cm。若采用砂性土填筑，路床层2的最小厚度为125cm。若采用砾石土填筑，路床层2的最小厚度为90cm。

变形协调碎石层3位于路床层2的下方。其能够消散路面传递下来的车辆荷载、起到排水作用，还可以抵消一部分膨胀土吸湿引起的膨胀力，避免引起路面开裂。

封闭层4采用水泥土材料填筑。水泥土材料能够隔绝水分交换对膨胀土填芯5的影响，有效避免膨胀土的含水率变化，控制膨胀土填芯5的胀缩变形，同时提供较强的承载能力和强度。

若膨胀土填芯5直接与地基接触，将导致膨胀土极易受地下水及毛细水的影响，因此，本实施例中，在地基与膨胀土填芯5之间挤入一层片石形成片石挤密层7，从而隔绝毛细水的影响。为了防止上部细粒从片石挤密层7的片石缝隙中流失，在片石挤密层7上加铺碎石层。

膨胀土片石夹层包芯路基结构的边坡采用非膨胀性填料9加土工布8反包的结构，能够使膨胀土填芯5不受大气干湿循环的影响。

在膨胀土片石夹层包芯路基结构两侧下方设置护脚墙10，能够抵抗在行车荷载及膨胀土膨胀下产生的水平应力，防止路基产生横向位移、路面开裂的问题，增加路基抗滑能力，抵御路基产生圆弧滑动破坏，增加边坡稳定性，同时还可以提供排水功能。具体的，本实施例中，护脚墙10为片石护脚墙10。

在施工膨胀土填芯5时，请参阅图3，填筑第一层膨胀土，采用分层压实的方法，压实度为90％以上；请参阅图4，每隔预设厚度再松铺30～50cm膨胀土；请参阅图5，并铺设片石，利用挖掘机铲斗将片石挤密到下层的膨胀土中，片石露出地面；请参阅图6，回填膨胀土并进行压实，从而形成膨胀土层和片石夹层结构；

根据所需要的膨胀土填芯5厚度，重复上述步骤，从而形成具有片石夹层的膨胀土填芯5。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。