技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于公路路基結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及一種有效防治路基濕化病害的毛細阻滯路基結(jié)構(gòu)，還涉及該路基結(jié)構(gòu)的施工方法。

背景技術(shù)

高速公路路基失穩(wěn)以及不均勻沉降問題，已嚴重影響到高速公路的安全和使用。尤其在經(jīng)濟發(fā)展較快的東南沿海諸省、長江三角洲、珠江三角洲地區(qū)，這些地區(qū)屬于大陸季風氣候，降雨量相對較大。這不僅導(dǎo)致了地基土通常都具有含水量高、壓縮性大、強度低等特點，而且路基在竣工后受大氣條件（降雨和蒸發(fā)）影響大。在大氣條件的影響下，失穩(wěn)和不均勻沉降更為突出。對于已建成的高速公路，路基土均處于非飽和狀態(tài)。充沛的降雨會增加非飽和路基中的體積含水率（濕化病害），進而降低了地基土的強度，導(dǎo)致路基的失穩(wěn)或不均勻沉降。干燥條件下，水分蒸發(fā)又易引起干燥裂隙的產(chǎn)生。為了避免高速公路路基失穩(wěn)以及不均勻沉降問題，通常采用多種內(nèi)在措施處理方式處理路基，然而這樣的處理方式并沒有改善土體的干濕過程，不僅增加了建造成本，而且長期性能（干濕循環(huán)狀態(tài)下）尚不明確。

毛細阻滯層，可以有效阻滯水分的下滲；由于其具有易建造、造價低、取材方便和環(huán)保等特點，因此已被廣泛用于在垃圾填埋場覆蓋系統(tǒng)等。毛細阻滯層由兩層不同性質(zhì)的土組成，上層細粒土，下層粗粒土；利用這兩種土在非飽和狀態(tài)下滲透系數(shù)不同，能夠有效地存儲-阻滯-轉(zhuǎn)移降雨。Ross和Stormont分別通過兩種土的滲透系數(shù)的理論推導(dǎo)得出毛細阻滯層的評價指標---導(dǎo)排長度。研究表明，毛細阻滯層在導(dǎo)排長度內(nèi)可以有效阻滯雨水的下滲（Ross?Benjamin.The?diversion?capacity?of?capillary?barriers[J].Water?Resources?Research,1990,Vol.26,No.10,2652-2659；Stormont?J.C.The?effect?of?constant?anisotropy?on?capillary?barrier?performance[J].Water?Resources?Research,1995,31(3):783-785；Stormont?J.C.The?effectiveness?of?two?capillary?barriers?on?a?10%?slope.Geotechnical?and?Geological?Engineering[J].1996,Vol.14,243-267；Qian?X.,Koerner?R.M.,and?Gray?D.H.Geotechnical?aspects?of?landfill?design?and?construction[M].New?Jersey:Prentice?Hall,2002）。Rahardjo提出采用毛細阻滯層保護邊坡（Rahardjo,H.,Hua,C.J.,Leong,E.C.,&Santoso,V.A.Performance?of?an?instrumented?slope?under?a?capillary?barrier?system[J].Proceedings?of?the?fifth?International?Conference?of?Unsaturated?Soils,Barcelona,Spain,2011,1279-1284），并通過現(xiàn)場試驗研究，驗證了毛細阻滯層的防水效果和其應(yīng)用于邊坡的可行性。

然而，由于采用毛細阻滯層自身結(jié)構(gòu)特點，采用毛細阻滯層來保護公路路基存在較多的技術(shù)缺陷，因此尚未有人采用毛細阻滯層來保護公路路基，其缺陷包括以下幾個方面：

一是，毛細阻滯層中的粗粒土與細粒土易相互滲入，不能形成明顯的交界面，因此影響毛細阻滯的效果；

二是，在施工建造時，粗粒土難以壓實，尤其是在邊坡之上；

三是，粗粒土對路基的穩(wěn)定存在負面影響，由于粗粒土的黏聚力小，引起的穩(wěn)定性差，尤其在填方邊坡處。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效防治路基濕化病害的毛細阻滯路基結(jié)構(gòu)及其施工方法。