本實(shí)用新型涉及鐵路路基工程領(lǐng)域，具體地指一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

工程界常稱(chēng)膨脹土為災(zāi)害性土，其主要特性有：脹縮牲、裂隙性、超固結(jié)性，這三種特性復(fù)雜的共同作用使得其的工程性質(zhì)極差，常常對(duì)各類(lèi)工程建設(shè)造成巨大的危害，且其危害往往具多發(fā)性、反復(fù)性和長(zhǎng)期潛在性。

我國(guó)是膨脹土分布最廣的國(guó)家之一，尤其是在長(zhǎng)江與黃河的中下游，以及南部沿海和西南地區(qū)，膨脹土最為發(fā)育，分布最為普遍。以正在新建的蒙華鐵路為例，其線(xiàn)路在三門(mén)峽至荊門(mén)段共分布膨脹土約211.3km，占線(xiàn)路總長(zhǎng)約45.5％；其中強(qiáng)膨脹土約34.8km、中等膨脹土約109.8km、弱膨脹土約66.7km。三荊段膨脹土地段路基長(zhǎng)度約155.83km，約占路基全長(zhǎng)的63.3％。沿線(xiàn)膨脹土分布廣泛，其中鄧州至襄陽(yáng)約120km范圍內(nèi)無(wú)優(yōu)質(zhì)填料可取，不可避免利用膨脹土填料，膨脹土改良土填方約1581萬(wàn)方。

在全國(guó)膨脹土地區(qū)已修建的公路與鐵路，路基普遍產(chǎn)生下沉外擠，基床翻漿冒泥，邊坡沖蝕溜塌、塌滑與滑坡等嚴(yán)重病害，有的滑坡不僅造成路基成片破壞，甚至連同路基防護(hù)加固工程也一起毀壞，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。每年因整治膨脹土地區(qū)路基病害，花費(fèi)的投資均在5億元以上，而且各種膨脹土路基的新生病害還在不斷發(fā)生。

通常情況下膨脹土分別區(qū)域修建鐵路多采用橋梁形式通過(guò)。當(dāng)受到某些條件限制，必須采用路基形式時(shí)，由于膨脹土的區(qū)域性分布，不可避免的要使用部分膨脹性較弱的填料來(lái)進(jìn)行路基填筑施工，若路基全部直接采用膨脹土填料施工則很容易發(fā)生上述病害，所以目前采用膨脹土填筑路基多將其進(jìn)行化學(xué)改良后填筑，改良劑的選擇多為石灰或水泥，按照室內(nèi)試驗(yàn)配合比確定改良劑的摻量進(jìn)行試驗(yàn)段填筑，試驗(yàn)合格后推廣全線(xiàn)使用，但改良土填筑存在施工工藝復(fù)雜、合格填料產(chǎn)量低不便于連續(xù)填筑、施工質(zhì)量不易控制的困難，因此路基設(shè)計(jì)必須采用特殊的結(jié)構(gòu)形式，從而達(dá)到既消除膨脹土填筑的不利特性，保證路基安全又能簡(jiǎn)化路基施工工藝，提高經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)，以解決采用部分膨脹土填筑路基雨季無(wú)法施工問(wèn)題、膨脹土填料含水率變化產(chǎn)生脹縮破壞等質(zhì)量問(wèn)題，本實(shí)用新型不僅可以使得采用膨脹土填筑路基施工后滿(mǎn)足質(zhì)量要求，還可大大減少膨脹土改良處理費(fèi)用，達(dá)到技術(shù)合理、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的目的，且路堤填高越大，則越能體現(xiàn)出該路基結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)，從上至下依次包括基床表層、基床底層、路基本體，其特殊之處在于，所述基床表層的兩側(cè)設(shè)置有護(hù)肩，所述基床底層的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)置有上鑲邊，所述路基本體的底部?jī)蓚?cè)設(shè)置有下鑲邊，所述下鑲邊的底部設(shè)置有支撐護(hù)腳，所述路基本體由膨脹土填筑區(qū)域和改良土填筑區(qū)域上下分層間隔分布組成；所述路基本體兩側(cè)邊坡上下分層設(shè)置有防溜滑格柵，所述基床表層、基床底層底部以及路基本體中膨脹土填筑區(qū)域底部均設(shè)橫向排水坡，所述膨脹土填筑區(qū)域的橫向排水坡內(nèi)埋設(shè)斜向泄水孔，所述斜向泄水孔周?chē)O(shè)置有反濾層。

進(jìn)一步地，所述路基本體的最上層膨脹土填筑區(qū)域中設(shè)置有防變形加筋層，所述路基本體的最下層膨脹土填筑區(qū)域中設(shè)置有隔水墊層。防變形加筋層設(shè)置于路基本體上部，防止整體失穩(wěn)變形。隔水墊層使膨脹土填筑區(qū)域的滲水保持在膨脹土填筑區(qū)域中通過(guò)斜向泄水孔排出而不進(jìn)入下方改良土填筑區(qū)域引起基床災(zāi)害。

更進(jìn)一步地，所述基床底層中采用AB填料填筑或者改良土填筑，采用改良土填筑時(shí)，在基床底層的頂部設(shè)置隔水墊層；采用AB填料填筑時(shí)，在基床底層的底部設(shè)置隔水墊層。所述基床底層中采用改良土填筑時(shí)，在路基本體的頂部鋪設(shè)膨脹土填筑區(qū)域；采用AB填料填筑時(shí)，在路基本體的頂部鋪設(shè)改良土填筑區(qū)域。如果基床底層填筑改良土，路基本體的頂層一般為膨脹土，費(fèi)用比較經(jīng)濟(jì)；如果基床底層填筑AB組填料，路基本體的頂層應(yīng)該為改良土防止產(chǎn)生基床病害。

更進(jìn)一步地，所述隔水墊層為中粗砂墊層，并在中粗砂墊層中部夾一層復(fù)合土工膜或者毛細(xì)排水板。

更進(jìn)一步地，所述防溜滑格柵由雙向土工格柵水平鋪設(shè)形成，外側(cè)邊緣為回折結(jié)構(gòu)。

更進(jìn)一步地，所述基床表層、基床底層底部以及路基本體中膨脹土填筑區(qū)域底部?jī)蓚?cè)的橫向排水坡的傾斜率為4％。

本實(shí)用新型提供的一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)，其核心點(diǎn)在于路堤填筑時(shí)，每填筑1～3層膨脹土之后，采用改良土填筑1～2層，如此循環(huán)間隔填筑，可解決膨脹土雨季無(wú)法施工問(wèn)題，保證了路基填筑的連續(xù)施工，路基本體底部和頂部填筑層均采用改良土填筑。

本實(shí)用新型提出的一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型應(yīng)用于膨脹土地區(qū)路堤填筑工程，相比于常規(guī)的膨脹土地區(qū)缺乏優(yōu)質(zhì)填料情況下全部采用改良土來(lái)填筑路堤的設(shè)計(jì)形式，采用所述的路堤結(jié)構(gòu)形式填筑路堤可大大減少改良土的數(shù)量、改良劑材料成本、施工工序及施工時(shí)間，從而降低了工程費(fèi)用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

(2)路基本體采用改良土和膨脹土間隔填筑，加強(qiáng)了路基隔水效果，同時(shí)使得路基施工受雨季影響降低，只要在降雨來(lái)臨之前完成改良土填筑層即可保證路基填筑施工不受影響。

(3)相較以往全部采用改良土填筑結(jié)構(gòu)形式，由于改良土填筑施工工序復(fù)雜、工效慢，不利于大規(guī)模施工連續(xù)填筑，采用所述結(jié)構(gòu)形式填筑路堤能夠大大減少改良土使用量，且不受雨季影響，滿(mǎn)足了大規(guī)模施工連續(xù)填筑要求。

(4)當(dāng)路基填筑采用石灰改良路拌法施工時(shí)，可將膨脹土灑上石灰攤鋪在路基填筑面上，將其作為臨時(shí)晾曬場(chǎng)地使用，待膨脹土含水率降低至合適范圍后進(jìn)行路拌法施工，在一定程度上可解決大規(guī)模連續(xù)填筑時(shí)膨脹土填料缺乏晾曬場(chǎng)地的問(wèn)題，保證了施工的連續(xù)性。

(5)路基本體頂部采用三向土工格柵拉通鋪設(shè)，且在膨脹土填筑層底部埋設(shè)斜向泄水孔，保持路基內(nèi)部填料含水率穩(wěn)定，采取這些措施可有效防止路基邊坡開(kāi)裂、溜塌。

我國(guó)膨脹土分布廣泛，本實(shí)用新型克服膨脹土不能用路堤填筑的技術(shù)偏見(jiàn)，不僅使得膨脹土地區(qū)路堤填筑施工后質(zhì)量滿(mǎn)足要求，而且可大大減少改良費(fèi)用、簡(jiǎn)化施工工藝流程，便于大規(guī)模施工連續(xù)填筑，達(dá)到技術(shù)合理、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的目的，具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1～圖4中防溜滑格柵外邊回折結(jié)構(gòu)形式；

圖6為圖1～圖4中斜向泄水孔細(xì)部結(jié)構(gòu)形式。

圖中：基床表層1，基床底層2，路基本體3，隔水墊層4，膨脹土填筑區(qū)域5，改良土填筑區(qū)域6，防溜滑格柵7，斜向泄水孔8，防變形加筋層9，支撐護(hù)腳10，反濾層11，護(hù)肩12，上鑲邊13，下鑲邊14。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型一種夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)，第一個(gè)實(shí)施例如圖1、圖5、圖6所示，膨脹土路堤結(jié)構(gòu)的路基面形狀為三角形路拱，從上至下依次包括基床表層1、基床底層2、路基本體3。基床表層1厚0.6m，填筑A組填料(砂類(lèi)土除外)?；驳讓?厚1.9m，填筑改良土?；驳讓?的頂部設(shè)置有隔水墊層4。隔水墊層4為0.1m厚的中粗砂墊層，并在中粗砂墊層中部夾一層的復(fù)合土工膜或者毛細(xì)排水板。隔水墊層4的鋪設(shè)位置根據(jù)基床底層的填料不同有所區(qū)別。

基床表層1的兩側(cè)設(shè)置有護(hù)肩12，基床底層2的頂部?jī)蓚?cè)設(shè)置有上鑲邊13，路基本體3的底部?jī)蓚?cè)設(shè)置有下鑲邊14，下鑲邊14的底部設(shè)置有支撐護(hù)腳10。

路基本體3由膨脹土填筑區(qū)域5和改良土填筑區(qū)域6上下分層間隔分布組成。路基本體3的最下層膨脹土填筑區(qū)域5中也設(shè)置有隔水墊層4。隔水墊層4為0.1m厚的中粗砂墊層，并在中粗砂墊層中部夾一層的復(fù)合土工膜或者毛細(xì)排水板。

基床表層1和基床底層2的底部、路基本體3中每個(gè)膨脹土填筑區(qū)域5底部均設(shè)由中心向兩側(cè)傾斜率為4％的橫向排水坡。膨脹土填筑區(qū)域5底部在橫向排水坡內(nèi)埋設(shè)斜向泄水孔8。斜向泄水孔8采用pvc管，管壁需留有泄水孔，在埋入路基部分需設(shè)置反濾層11，反濾層11可采用碎石或砂礫石加砂，外部采用土工編織物進(jìn)行包裹。

路基本體3填筑范圍內(nèi)需采用土工合成材料對(duì)路堤邊坡進(jìn)行加筋補(bǔ)強(qiáng)措施，路基本體3兩側(cè)邊坡上下分層設(shè)置有防溜滑格柵7，每間隔0.6m高度水平鋪設(shè)防溜滑格柵7，防溜滑格柵7一般采用雙向一層土工格柵，寬度應(yīng)大于改良土包邊橫向?qū)挾龋懒锘駯?外側(cè)邊緣采用回折方式，回折長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算。防溜滑格柵7雙向抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m。也可采用單向土工格柵，抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m，抗拉強(qiáng)度方向應(yīng)沿路基斷面橫向鋪設(shè)。

本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例如圖2所示，與第一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于：基床底層2填筑AB填料，隔水墊層4設(shè)置于基礎(chǔ)底層2的底部、基礎(chǔ)底層2與路基本體3之間。

本實(shí)用新型的第三個(gè)實(shí)施例如圖3所示，與第一個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于：在基床底層2的底部靠近路基本體3區(qū)域設(shè)置防變形加筋層9，防變形加筋層9采用三向土工格柵，1～2層三向土工格柵滿(mǎn)鋪基床底層2，三向抗拉強(qiáng)度不小于110kN/m。

本實(shí)用新型的第四個(gè)實(shí)施例如圖4所示，與第二個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于：在基床底層2的底部靠近路基本體3區(qū)域設(shè)置防變形加筋層9，防變形加筋層9一般采用三向土工格柵，1～2層三向土工格柵滿(mǎn)鋪基床底層2，三向抗拉強(qiáng)度不小于110kN/m。

基于上述夾層法改良加固的膨脹土路堤結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：

1)制作改良土。結(jié)合施工地區(qū)具體情況，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)確定改良土的改良方案及配合比，一般采用水泥或石灰作為改良劑對(duì)膨脹土進(jìn)行改良。

2)檢測(cè)地基承載力。對(duì)承載力不夠的地段進(jìn)行地基加固處理。

3)分層填筑路基本體，路基本體3填筑時(shí)，每層的壓實(shí)厚度不超過(guò)30cm。

31)將路基本體3底部1～2層鋪設(shè)改良土填筑區(qū)域6，上部鋪設(shè)一層0.1m厚中粗砂墊層，墊層中間夾一層復(fù)合土工膜，形成隔水墊層4。

32)在隔水墊層4上鋪設(shè)1～3層膨脹土填筑區(qū)域5，并在膨脹土填筑區(qū)域5底部?jī)蓚?cè)設(shè)置傾斜率為4％的橫向排水坡，并在排水坡中埋設(shè)斜向泄水孔8，然后鋪設(shè)1～2層改良土填筑區(qū)域6。

填筑膨脹土填筑區(qū)域5時(shí)，需對(duì)土料的膨脹性指標(biāo)按規(guī)定的批次進(jìn)行化驗(yàn)，確保土料的膨脹性淺勢(shì)等級(jí)不得為強(qiáng)膨脹，只能采用弱、中膨脹土直接進(jìn)行路基填筑；雨季施工時(shí)，在降雨來(lái)臨前完成改良土填筑區(qū)域6填筑即達(dá)到防水效果；當(dāng)采用石灰改良路拌法施工時(shí)，將膨脹土攤鋪在路基填筑面上，灑上石灰作為晾曬場(chǎng)地，待其含水率降低至合適范圍后進(jìn)行路拌法施工。

33)繼續(xù)填筑路基本體3，采用改良土填筑區(qū)域6與膨脹土填筑區(qū)域5間隔填筑施工，如此循環(huán)。

34)在路基本體3頂部1～2層鋪設(shè)改良土填筑區(qū)域6。

35)路基本體3的邊坡采用防溜滑格柵7對(duì)膨脹土路堤邊坡進(jìn)行加筋補(bǔ)強(qiáng)，每間隔0.6m高鋪設(shè)雙向一層土工格柵，各層土工合成材料之間的間距不宜小于每一層填筑層的最小厚度，且不宜大于1m，防溜滑格柵7的寬度應(yīng)大于改良土包邊橫向?qū)挾?，防溜滑格?外側(cè)邊緣采用回折方式，回折長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算。雙向土工格柵的雙向抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m。也可采用單向土工格柵，抗拉強(qiáng)度不小于25kN/m，抗拉強(qiáng)度方向應(yīng)沿路基斷面橫向鋪設(shè)。

36)靠近基床底層2區(qū)域滿(mǎn)鋪1～2層防變形加筋層9。防變形加筋層9采用三向土工格柵，1～2層三向土工格柵滿(mǎn)鋪基床底層2，三向抗拉強(qiáng)度不小于110kN/m。

4)分層填筑基床底層2，基床底層2填筑時(shí)，每層的壓實(shí)厚度不超過(guò)30cm。若基床底層2采用非改良土的AB組填料填筑，則在基床底層2的底部鋪設(shè)0.1m厚的中粗砂墊層，墊層中部夾一層復(fù)合土工膜形成隔水墊層4；若基床底層2采用改良土填筑，則在基床底層2頂部鋪設(shè)隔水墊層4。

5)填筑基床表層1。

由于改良土施工工藝復(fù)雜、施工質(zhì)量要求高，采用上述路基結(jié)構(gòu)形式可大幅減少施工過(guò)程中改良土的使用量，便于大規(guī)模施工連續(xù)填筑，從而達(dá)到在保證路基質(zhì)量的前提下提高路基填筑的施工工效的目的。上述路基結(jié)構(gòu)適用于膨脹土地區(qū)填高大于3m以上的路堤填筑地段，且路堤填高越大，則越能體現(xiàn)出該路基結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性。

其它未詳細(xì)說(shuō)明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。