酸性土区域路基结构的制作方法

1.本实用新型涉及铁路路基工程技术领域，特别涉及一种酸性土区域路基结构。


背景技术：

2.自然产酸矿物既存在于土壤中，也存在于基岩中，产生酸的土壤通常含有硫化物，这些硫化物在相对厌氧的条件下存在，当暴露在空气中时会产生硫酸；产酸矿物存在于火成岩或变质岩中，同样在厌氧条件下存在，岩石一旦暴露在空气中，就会释放出硫酸。在开采未风化的岩石时，可能会遇到产酸岩石，例如通过条带状含硫铁矿等硫化物的斑岩和花岗岩的深路堑和隧道等地方，就会很大概率地遇到产酸岩石。
3.上述产酸土壤或产酸岩石区域一般不能直接用酸性土或酸性岩做填料，通常情况下修建铁路时采用桥梁形式通过。当受到某些条件限制必须采用路基形式时，由于酸性土的分布面积大，路基全部直接采用酸性土填料就会很容易发生生态污染；若路基不采用酸性土填料填筑，则需要大量外借普通土填筑，且废弃的酸性土难于处理，填筑费用昂贵。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种酸性土区域路基结构，以解决现有技术中条件受限时酸性土区域的路基结构填筑困难且成本高的技术问题。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.本实用新型提供了一种酸性土区域路基结构，所述路基结构包括隔水垫层及自下而上填筑的路基本体、基床底层、基床表层，所述路基本体包括酸性土填筑区域和普通土填筑区域，所述酸性土填筑区域填筑酸性土，所述普通土填筑区域填筑普通土，所述酸性土填筑区域的底部及周侧设置所述普通土填筑区域，所述基床底层铺设于所述酸性土填筑区域的顶部；所述路基本体内设置有所述隔水垫层，所述隔水垫层包覆所述酸性土填筑区域以隔离所述酸性土填筑区域。
7.进一步地，所述酸性土填筑区域的顶部设置所述普通土填筑区域，顶部的所述普通土填筑区域位于所述酸性土填筑区域与所述基床底层之间；所述隔水垫层夹设于所述酸性土填筑区域与所述普通土填筑区域之间。
8.进一步地，所述基床底层填筑ab填料，所述基床底层与所述普通土填筑区域之间设置所述隔水垫层。
9.进一步地，所述隔水垫层包括中粗砂垫层和复合土工膜，所述复合土工膜夹设于所述中粗砂垫层中。
10.进一步地，所述中粗砂垫层的厚度为0.08m～0.15m。
11.进一步地，所述路基结构还包括多个防滑坡格栅，所述防滑坡格栅的一端由所述普通土填筑区域的边坡伸入至所述普通土填筑区域内，多个所述防滑坡格栅在所述路基本体的高度方向上沿所述边坡间隔设置。
12.进一步地，所述防滑坡格栅为双向土工格栅，所述双向土工格栅位于所述普通土
填筑区域外侧的端部设置为回折结构。
13.进一步地，所述路基结构还包括多个斜向泄水孔，所述斜向泄水孔设置于所述普通土填筑区域的边坡上且所述斜向泄水孔的末端位于所述普通土填筑区域内。
14.进一步地，多个所述斜向泄水孔在所述路基本体的高度方向上沿所述边坡间隔设置。
15.进一步地，所述斜向泄水孔以4％～5％的倾斜率向所述普通土填筑区域的外部倾斜。
16.本实用新型提供的酸性土区域路基结构，采用普通土填筑区域及基床底层包裹酸性土填筑区域，并将酸性土填筑区域包裹于隔水垫层内，使内部酸性土填筑区域与外界环境隔开，从而隔绝了大气中水分对酸性土填料的影响，避免其产生酸性物质，防止酸性土产生生态环境污染，保证路基结构的质量；同时大幅减少了外界普通土填料的使用量，节省了酸性土的处理费用，提高了施工效率并降低了成本。
附图说明
17.图1为本实用新型一实施例提供的酸性土区域路基结构的结构示意图；
18.图2为本实用新型另一实施例提供的酸性土区域路基结构的结构示意图。
19.附图标记说明：
20.1、路基本体；11、酸性土填筑区域；12、普通土填筑区域；2、基床底层；3、基床表层；4、隔水垫层；5、防滑坡格栅。
具体实施方式
21.下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。在本实用新型的描述中，相关方位或位置关系为基于图1所示的方位或位置关系，其中，“上”、“下”是指图1的上下方向。需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.参照图1、图2，本申请实施例提供了一种酸性土区域路基结构，包括隔水垫层4及自下而上填筑的路基本体1、基床底层2、基床表层3，路基本体1包括酸性土填筑区域11和普通土填筑区域12，酸性土填筑区域11填筑酸性土，普通土填筑区域12填筑普通土，酸性土填筑区域11的底部及周侧设置普通土填筑区域12，基床底层2铺设于酸性土填筑区域11的顶部；路基本体1内设置有隔水垫层4，隔水垫层4包覆酸性土填筑区域11以隔离酸性土填筑区域11。
23.我国酸性土分布广泛，以拟建几内亚西芒杜矿山铁路为例，与含硫化物材料的接触可能存在于两个关键领域：矿山现场的酸性岩排水(ard)和/或金属浸出、港口现场接触酸性硫酸盐土壤(ass)。本申请实施例受到某些条件限制，在酸性土区域无法采用桥梁形式修建铁路，因此采用路基结构形式。但酸性土区域一般缺乏优质填料，通常全部采用外借普通土填料来填筑路基，工程费用高、施工时间长。
24.本申请实施例中，酸性土填筑区域11的周侧是指其四周，即包括酸性土填筑区域11的两侧部及两端部。参照图1，酸性土填筑区域11的顶部及底部分别是指酸性土填筑区域
11的上部及下部。
25.本申请实施例的路基结构，应用于酸性土区域的路基填筑工程，采用普通土填筑区域12将酸性土填筑区域11的底部及周侧包覆起来作为路基本体1的结构，将基床底层2设置于酸性土填筑区域11的顶部，能够实现酸性土填筑区域11与外界环境的隔离；并将酸性土填筑区域11包覆于隔水垫层4内部，即将隔水垫层4包覆于酸性土填筑区域11的周侧及底部、顶部，从而进一步将酸性土填筑区域11与外界环境隔离开来。
26.本申请实施例将酸性土填筑区域11设置于普通土填筑区域12及基床底层2的内部并用隔水垫层4将酸性土填筑区域11隔离，一方面将酸性土填筑区域11与外界环境隔离开，隔绝了大气中的水分对酸性土填筑区域11中酸性土填料的影响，防止其产生酸性物质，保证了路基的质量；另一方面大幅度减少了外借普通土填料的使用量及施工工序、施工时间，降低了工程费用，提高了施工效率和经济效益。
27.本申请实施例采用了大量的酸性土填料填筑，在酸性土填筑区域11的底部及周侧填筑普通土填料并采用隔水垫层包覆酸性土填料，普通土填料及隔水垫层较好的隔水性能有效避免通常酸性土路基可能产生的边坡溜塌问题，提高了路基的抗冲蚀能力，路基施工后在能够满足质量要求的同时，还大大减少了酸性土的处理费用，达到节省投资、保护环境的目的。当路基结构的高度越高时越能够体现出本申请实施例路基结构的经济性。一般填方路基的高度大于6m。
28.在一些实施例中，参照图2，酸性土填筑区域11的顶部设置普通土填筑区域12，顶部的普通土填筑区域12位于酸性土填筑区域11与基床底层2之间，隔水垫层4夹设于酸性土填筑区域11与普通土填筑区域12之间。也就是说，在这种结构中，普通土填筑区域12包覆酸性土填筑区域11，同时隔水垫层4夹设于普通土填筑区域12与酸性土填筑区域11之间，即在酸性土填筑区域11的周侧、底部及顶部均设置隔水垫层4。酸性土填筑区域11的顶部也设置普通土填筑区域12，能够使路基本体1具有更好地隔离、防水效果，防止酸性土产生生态污染的效果更好，进一步保证路基的质量。
29.在一些实施例中，基床底层2填筑ab填料，基床底层2与普通土填筑区域12之间设置隔水垫层4。也就是说，在基床底层2与路基本体1之间设置隔水垫层4。将基床底层2的底部铺设0.1m厚的隔水垫层4，可以在路基本体1的外侧进一步阻止路基结构中的水分进入到路基本体1的普通土填筑区域12及酸性土填筑区域11，避免酸性土填料产生酸性物质，以防造成生态环境污染，保证路基的质量。具体地，ab填料的铺设厚度为0.8m。进一步地，隔水垫层4包括中粗砂垫层和复合土工膜，复合土工膜夹设于中粗砂垫层中。具体地，中粗砂垫层的厚度为0.08m～0.15m。
30.在一些实施例中，路基结构还包括多个防滑坡格栅5，防滑坡格栅5的一端由普通土填筑区域12的边坡伸入至普通土填筑区域12内，多个防滑坡格栅5在路基本体1的高度方向上沿边坡间隔设置。也就是说，防滑坡格栅5设置在路基本体1两侧的边坡上，防滑坡格栅5穿过普通土填筑区域12的边坡由外侧伸入至普通土填筑区域12内部，其对路基边坡具有加筋补强的作用，防止边坡溜塌。具体地，每间隔0.6m高度，在路基本体1的边坡上分层铺设防滑坡格栅5，每一防滑坡格栅5沿普通土填筑区域12宽度方向的尺寸应小于其所在的普通土填筑区域12的横向宽度，也就是说防滑坡格栅5不会伸入至酸性土填筑区域11。进一步地，防滑坡格栅5为双向土工格栅，双向土工格栅位于普通土填筑区域12外侧的端部设置为
回折结构。也就是说，防滑坡格栅5的外侧边缘采用回折方式，回折的长度应根据铁路路基土工合成材料应用设计规范来进行计算。防滑坡格栅5双向抗拉强度不小于25kn/m。
31.在一些实施例中，路基结构还包括多个斜向泄水孔，斜向泄水孔设置于普通土填筑区域12的边坡上且斜向泄水孔的末端位于普通土填筑区域12内。可以理解地，斜向泄水孔位于普通土填筑区域12内部，用来排出普通土填筑区域12内部的水。斜向泄水孔的末端不能伸入至酸性土填筑区域11，以免外部环境的水气进入酸性土填筑区域11。斜向泄水孔也可以是管壁上留有孔的pvc管，在埋入路基时需要设置反滤层，反滤层可以采用碎石或者砂砾石加砂，外部采用土工编织物进行包裹。进一步地，多个斜向泄水孔在路基本体1的高度方向上沿边坡间隔设置。多个间隔设置的斜向泄水孔能够更好地排出普通土填筑区域12内部的水。在边坡的长度方向上，斜向泄水孔成排间隔设置。具体地，斜向泄水孔以4％～5％的倾斜率向普通土填筑区域12的外部倾斜。
32.本申请实施例的酸性土区域路基结构的施工方法，具体如下：
33.1、制作普通土填料。结合施工地区具体情况，外运优质普通土填料至现场。
34.2、检测地基承载力。对承载力不够的地段进行地基加固处理。
35.3、分层填筑路基本体1。不管是普通土填料还是酸性土填料，所铺设的每层填料的压实厚度不超过30cm。
36.(1)将路基本体1的底部铺设1～2层普通土填料形成路基本体1底部的普通土填筑区域12，并在其上铺设一层隔水垫层4。隔水垫层4铺设方法为，铺设一层0.1m厚的中粗砂垫层，并在中粗砂垫层中部夹设一层复合土工膜。
37.(2)在隔水垫层4的中部用酸性土填料分层填筑酸性土填筑区域，分别碾压，直至设定的厚度。在酸性土填料的两外侧填筑隔水垫层4，即铺设0.1m厚的中粗砂垫层，并在中粗砂垫层的中部铺设一层复合土工膜。最后在隔水垫层4的两外侧分别铺设普通土填料，形成路基本体1两侧的普通土填筑区域12。路基本体1两侧的普通土填筑区域12的包边宽度按照如下公式进行计算：
[0038][0039]
式中，d
max
＝d
max
/λ，l为包边宽度，d
max
为普通土填料大气剧烈影响深度，d
max
为酸性土填料大气剧烈影响深度，m为边坡坡率，λ为改良后酸性土填料大气影响折减系数，一般取3～4。
[0040]
(3)在普通土填料及酸性土填料上方铺设一层隔水垫层4，并在隔水垫层4上方铺设1～2层普通土填料形成路基本体1顶部的普通土填筑区域12。
[0041]
(4)在路基本体1两侧的边坡上沿路基本体1的高度方向间隔铺设防滑坡格栅5，并在边坡上沿路基本体1的高度方向间隔设置斜向泄水孔。
[0042]
如果施工在雨季进行，则应在降雨来临前完成普通土填筑区域12对酸性土填筑区域11的包覆，以达到防水效果。
[0043]
4、填筑基床底层2。分层填筑，每层的压实厚度不超过30cm。若基床底层2采用ab组填料填筑，在基床底层2的底部铺设0.1m厚的中粗砂垫层，并在中粗砂垫层中部夹设一层复合土工膜形成隔水垫层4。
[0044]
5、填筑基床表层3。
[0045]
本申请实施例的酸性土区域路基结构，解决了酸性土区域的优质路基填料缺乏及酸性土填料处理难度大的困难，不仅能够使采用酸性土填料填筑的路基结构施工后满足质量要求，还可以大大减少酸性土的处理费用，便于大规模施工连续填筑，达到节省投资、保护环境的目的，具有良好的推广应用价值。
[0046]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。并且，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。