一種防滲土工布處理黑棉土路堤的結(jié)構(gòu)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及應(yīng)用土工格室碎石土路堤底層和防滲土工布在黑棉土路堤處理中的 一種加固技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 黑棉土是一種特殊粘性土，是在自然地質(zhì)過程中形成的一種多裂隙并具有顯著脹 縮性的地質(zhì)體，粘土成分主要由強親水的礦物蒙脫石與伊利石組成。黑棉土具有超固結(jié)性、 裂隙性、遇水膨脹、失水收縮開裂且反復(fù)變性等于正常固結(jié)粘土不同的工程性質(zhì)，土體中雜 亂分布著裂隙，對建筑物所產(chǎn)生的變形破壞作用往往具有長期潛在危險。黑棉土修筑公 路工程，黑棉土的使用一直是個難題，如果路堤填料不使用黑棉土，將造成大量的黑棉土棄 方，一方面增加工程造價，另一方面給周邊環(huán)境造成重大的不良影響。如果使用黑棉土填筑 路堤，降雨邊坡入滲和地下水毛細上升至路堤內(nèi)部將造成黑棉土路堤含水量的增加，發(fā)生 路堤膨脹變形，填料強度降低，干燥季節(jié)，由于蒸發(fā)，路堤失水，將造成裂隙滋生。干濕循環(huán) 的發(fā)生使黑棉土路堤易發(fā)生滑坡、坍塌、溜坍和開裂等病害。
[0003] 從黑棉土路堤發(fā)生病害的機理可以看出，如果黑棉土路堤保持含水量均衡分布， 黑棉土可以作為路堤填料，因此黑棉土路堤的一個處治思路就是做好路堤的防水、排水、隔 水和疏水工作，同時加固路堤邊坡。
[0004] 上世紀(jì)50年代前后，國外開始采用"土工合成材料"進行工程加固，目前，土工合 成材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于巖土工程的各個領(lǐng)域。所謂"土工合成材料"，《水利水電工程土工合 成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》給出的定義是"應(yīng)用于土木工程的合成材料產(chǎn)品的總稱"。防滲土工 布為其中一種土工合成材料，防滲土工布是以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布復(fù)合而成 的土工防滲材料，塑料薄膜主要為聚氯乙烯（PVC)和聚乙烯（PE)。塑料薄膜和無紡布的結(jié) 合不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗刺穿能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸 面的摩擦系數(shù)，有利于土工膜及保護層的穩(wěn)定。防滲土工布用在黑棉土路堤結(jié)構(gòu)中，可以起 到隔離路堤與外界的水氣交換，保證黑棉土路堤內(nèi)部含水量的均衡。同時由于防滲土工布 具有一定的抗拉伸能力，可以加固黑棉土路堤，提尚其穩(wěn)定性。
[0005] 土工格室為上世紀(jì)80年代在國際上出現(xiàn)的一種新型三維土工合成材料，它是一 種高分子聚合物寬條帶經(jīng)強力焊接而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體，伸縮自如，運輸時可縮疊起 來，使用時可張開，并在格室中填砂、碎石或粘土材料，構(gòu)成具有強大側(cè)向和大剛度的柔性 結(jié)構(gòu)層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的在于提供一種防滲土工布處理黑棉土路堤的結(jié)構(gòu)及方 法。這種由土工布和黑棉土共同組成的結(jié)構(gòu)，既能解決黑棉土路堤穩(wěn)定性問題，還可合理利 用黑棉土棄方，達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、經(jīng)濟合理的目的。土工格室碎石土的使用隔離了路堤與地基 土的水氣交換，同時增強了路堤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0007] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] 一種防滲土工布處理黑棉土路堤的結(jié)構(gòu)，該路堤結(jié)構(gòu)從上到下依次包括土工格室 碎石路堤底層，黑棉土填土層以及非膨脹性粘土頂封層。其中黑棉土填土層采用防滲土工 布包邊并在層間設(shè)置防滲層。
[0009] 優(yōu)選的，所述土工格室碎石土路堤底層中，土工格室的材料要求為：
[0010] 聚丙烯土工格室；
[0011] 格室片的拉伸屈服強度： 223.0MPa; 焊接處抗拉強度： 2100N/cm; 格室組間連接處抗拉強度（格室片邊緣）22〇〇N7cm; 格室組間連接處抗拉強度（格室片中間）2l20N/cm。
[0012] 一種防滲土工布處理黑棉土路堤的方法，該方法依次包括如下步驟：
[0013] 步驟1 :清基：挖除地基表層種植土或黑棉土 20cm，換填水穩(wěn)性好的非膨脹性材 料，并壓實、整平；
[0014] 步驟2 :放樣：按照施工圖放樣，計算每層包邊所使用防滲土工布尺寸并進行裁 剪；
[0015] 步驟3 :鋪設(shè)三層共50cm 土工格室碎石土：先將土工格室展開，鋪于地基表面，固 定邊緣，撒布碎石土于土工格室內(nèi)，然后碾壓至規(guī)定的密實度；
[0016] 步驟4 :鋪設(shè)防滲土工布：在路基兩側(cè)鋪設(shè)防滲土工布，防滲土工布與填土搭接 250cm，防滲土工布在路基邊坡上反包，兩側(cè)防滲土工布反包后在路堤中部搭接100cm，使用 乳化瀝青粘結(jié)。相鄰防滲土工布搭接寬度為l〇〇cm，并使用乳化瀝青粘結(jié)；
[0017] 步驟5 :鋪土和碾壓施工：每層黑棉土鋪筑厚度為碾壓密實后為20cm?25cm，鋪 筑前通過試驗段確定松鋪厚度和碾壓工藝；
[0018] 步驟6 :頂封層填筑和碾壓：頂封層材料使用水穩(wěn)性好的非黑棉土材料，每層鋪筑 厚度為20cm，并碾壓至規(guī)定的密實度。
[0019] 優(yōu)選的，所述的步驟4鋪設(shè)防滲土工布的步驟包括：
[0020] 步驟1 :首先在土工格室碎石土層頂兩側(cè)分別鋪設(shè)防滲土工布，防滲土工布與土 工格室碎石土搭接250cm，將防滲土工布固定在土工格室碎石土表面上；
[0021] 步驟2 :分層填筑厚100cm黑棉土，每層厚20cm?25cm，然后按設(shè)計邊坡削坡，削 坡先使用機械粗削，然后人工精修；
[0022] 步驟3 :兩側(cè)防滲土工布反包，并與路堤中部形成不少于100cm的搭接，防滲土工 布層間使用乳化瀝青粘結(jié)；
[0023] 步驟4 :鋪設(shè)第二層防滲土工布，與下層防滲土工布搭接250cm，層間使用乳化瀝 青粘結(jié)；
[0024] 步驟5 :重復(fù)以上施工步驟至頂層。
[0025] 優(yōu)選的，防滲土工布的材料要求為：
[0026] 厚度 >2.5 mm 斷裂強力 2l7.5kN/m 斷裂伸長率 40?80% CBR頂破強力 S.OkN 撕破強力 2〇.49kN/m。
[0027] 有益效果：①土工格室的使用使得碎石土底層的抗變形能力增強，有利于路堤的 穩(wěn)定。②防滲土工布和黑棉土共同組成的結(jié)構(gòu)隔絕了外界水氣對黑棉土路堤的影響，保證 了路堤內(nèi)部含水量的均衡，同時，防滲土工布的使用對路堤具有增強作用，限制了路堤的變 形。③實現(xiàn)了黑棉土作為路堤填料，減少了黑棉土工程棄方，有利于水土保持，節(jié)約了工程 造價，同時，緩解了周邊的環(huán)境壓力。
【附圖說明】
[0028] 以下將結(jié)合附圖1?5對本發(fā)明所述的防滲土工布處理黑棉土路堤的方法進行詳 細說明（圖中單位以毫米計）。
[0029] 圖1為防滲土工布處理黑棉土路堤施工后的斷面圖；
[0030] 圖2?圖5為防滲土工布處理黑棉土路堤施工示意圖，其中：
[0031] 圖2為土工格室碎石路堤底層斷面圖；
[0032] 圖3為防滲土工布布設(shè)示意圖；
[0033] 圖4為黑棉土填筑示意圖；
[0034] 圖5為防滲土工布反包示意圖。
[0035] 圖中1. 80cm頂封層，2.黑棉