1.本实用新型专利属于一种沙漠地区路基结构,尤其针对于在有限施工成本的前提下实现小型车辆通行的简易路基结构。
背景技术:2.随着风电技术日趋成熟以及国家30.60碳中和计划的提出,我国的风力发电事业迈上了新的台阶,风电工程建设也迎来了新的发展机遇。
3.在我国北部地区如内蒙,风力发电资源十分丰富,因此近年来规划了大量的风电项目建设,内蒙地区干旱少雨,风电场建设多处于沙漠化以及半沙漠区域,土质松散,承载力较差,车辆行驶容易发生车轮下陷,无法正常通行,风电场区的道路建设十分困难。
4.目前沙漠地区常用的道路施工方法均是针对于公路、铁路等用于大型及重型车辆通行的运输道路,施工工艺复杂,工程所需经济成本极高且施工周期长。
5.风电场区内的道路建设不同于公路及铁路建设,首先风电工程对场区内道路的工程成本预算较低,无法严格按照公路、铁路的施工标准进行施工;其次风电场区内的道路除了在建设初期有混凝土罐车、塔筒运输车等重型车辆通行外,在风电场区建设完成后仅作为场区检修道路使用,满足小型车辆的低频次通行需求即可;第三点,风电工程对场内的道路建设周期要求更短,道路建设速度应与风电场区内建构筑物的建设速度保持同步,即满足设备物资的正常运输需求,这也是传统的道路施工工艺无法满足的。因此从经济性角度、车辆通行需求角度以及施工周期角度来讲,现有的沙漠地区路基处理方法无法适用于风电场区内道路的建设需求。
技术实现要素:6.本实用新型提供一种沙漠地区路基结构,以解决沙漠地区上层土质松软,无法进行压实的问题的技术问题。
7.根据本实用新型的一个方面,提供一种沙漠地区路基结构,包括土工格栅、混合土层和粉细砂层,所述粉细砂层夯实在含砾粗砂层的表层,所述土工格栅设置在夯实后的所述粉细砂层上,且所述混合土层夯实在所述土工格栅上,使所述土工格栅嵌入至所述混合土层,所述土工格栅、混合土层和粉细砂层的中部设有两个向下凹起的凹槽,所述粉细砂层上的凹槽内填充有碎石。
8.在上述方案基础上优选,所述凹槽的宽度大于车辙的宽度。
9.在上述方案基础上优选,所述粉细砂层嵌入至所述土工格栅层。
10.在上述方案基础上优选,所述土工格栅侧边通过t型楔和尼龙绳以固定。
11.在上述方案基础上优选,所述混合土层铺设的高度大于自然地面的水平高度5厘米。
12.在上述方案基础上优选,所述的土工格栅横向宽度大于道路区的横向宽度。
13.在上述方案基础上优选,所述t型楔包括承载部和固定部,所述固定部与所述承载
部垂直设置,且所述固定部的截面呈矩形,并使所述固定部的端部设有斜面。
14.本实用新型的一种沙漠地区路基结构,用推土机将道路表层松散,无粘结性的粉细砂层推移至道路一侧,并铺设一层土工格栅,加强土层与原始土层之间的连接强度,结合铺设的混合土层和夯实后的细粉砂陈及碎石层,降低重型车辆通过时对路基的破坏能力,以提高土层稳定性,对路基起到保护作用。
15.在道路另一侧挖取深层含砾粗砂、泥岩、砂岩等地质较好的混合土层换填至道路上,用压路机进行压实,利用推土机将道路一侧堆放的粉细砂层回填至道路另一侧的取土区,恢复道路两旁地貌,减少对自然环境的破坏,再用洒水车在路基上洒水,将路基换填土保持在最优含水率状态,再用满载装载机在道路上进行二次碾压,使道路车辙印区域进一步压实,整个道路断面形成中间隆起,车辙印下凹的凹槽。最后,在路基上凹槽内铺上碎石,使得整个路面重归平整。这样做可以最大限度的将价格昂贵的碎石填到道路上最重要的车辙印区域。利用压力扩散角原理,车轮压力经过上层碎石的传递,作用在下方换填土上的受力面积增大,压强减小,避免了车轮碾压对换填土路基的破坏。最后在道路旁放的堆土区以及取土区设置草方格进行防风固沙。
16.由于沙漠地区石矿资源贫瘠,碎石料费及运输费十分昂贵,采用本实用新型的结构解决了常规道路复杂的地基处理工艺以及大量碎石换填带来的过高的经济成本问题,同时创新性的采用在道路旁边取土换填的施工工艺,施工周期更短,可快速修建完成并进行通车,满足风电场区建设对物料运输的需求。
附图说明
17.图1是沙漠地区的土层结构图。
18.图2是本实用新型的沙漠地区路基结构的结构图;
19.图3是本实用新型的沙漠地区路基结构的受力示意图;
20.图4是本实用新型的土工格栅的固定整体结构图;
21.图5是本实用新型的土工格栅的侧向固定结构图;
22.图6是本实用新型的土工格栅的固定结构放大图;
23.图7是本实用新型的t型楔的立体结构图。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
25.首先沙漠地区的地质情况从上到下分为粉细砂、含砾粗砂、泥岩或砂岩、其他土层;本实用新型将仅以此做为沙漠地区最为普遍的土层分布情况进行专利说明,其具体结构请参阅图1所示。其中,2层砂和3层泥岩或砂岩可能同时存在,也可能只存在某一种,上下顺序也可能发生颠倒,其他土层4因为距离地表较深,在本实用新型的施工工艺中不会涉及,因此不再过多描述。
26.请继续参阅图2所示,本实用新型的一种沙漠地区路基结构,包括铺设在含砾粗砂层2的土工格栅8、混合土层5和粉细砂层1,粉细砂层1夯实在含砾粗砂层2的表层,土工格栅8设置在夯实后的粉细砂层1上,混合土层5夯实在土工格栅8上,使土工格栅8嵌入至混合土
层5,粉细砂层1夯实在混合土层5表层,且土工格栅8、混合土层5和粉细砂层1的中部设有两个向下凹起的凹槽9,粉细砂层1上的凹槽9内填充有碎石7。
27.其中,凹槽9的宽度大于车辙的宽度,并且粉细砂层1嵌入至土工格栅8层。值得说明的是,本实用新型的土工格栅8侧边通过t型楔10和尼龙绳11以固定。
28.本实用新型的一种沙漠地区路基结构,用推土机将道路表层松散,无粘结性的粉细砂层1推移至道路一侧,并铺设一层土工格栅8提高土层稳定性。在道路另一侧挖取深层含砾粗砂、泥岩、砂岩等地质较好的混合土层5换填至道路上,用压路机进行压实,利用推土机将道路一侧堆放的粉细砂层1回填至道路另一侧的取土区,恢复道路两旁地貌,减少对自然环境的破坏,再用洒水车在路基上洒水,将路基换填土保持在最优含水率状态,再用满载装载机在道路上进行二次碾压,使道路车辙印区域进一步压实,整个道路断面形成中间隆起,车辙印下凹的凹槽9。最后,在路基上凹槽9内铺上碎石7,使得整个路面重归平整。这样做可以最大限度的将价格昂贵的碎石7填到道路上最重要的车辙印区域。利用压力扩散角原理,车轮压力经过上层碎石7的传递,作用在下方换填土上的受力面积增大,压强减小,避免了车轮碾压对换填土路基的破坏。最后在道路旁放的堆土区以及取土区设置草方格进行防风固沙。
29.由于沙漠地区石矿资源贫瘠,碎石7料费及运输费十分昂贵,采用本实用新型的结构解决了常规道路复杂的地基处理工艺以及大量碎石7换填带来的过高的经济成本问题,同时创新性的采用在道路旁边取土换填的施工工艺,施工周期更短,可快速修建完成并进行通车,满足风电场区建设对物料运输的需求。
30.以下为了详细说明本实用新型的技术方案,将以某风电场区内道路征地范围为12m为例进行说明,为方便道路建设,本实用新型将道路征地的宽度范围分为四个区域,其中,a堆土区宽度3m,b道路区宽度5m,c间隔区宽度1m,d取土区宽度3m。
31.第一步,利用推土机将b道路区的表层松软、无粘性的粉细砂推移堆放在a堆土区,移除厚度为20-50cm,具体移除厚度视情况而定。若某些路段粉细砂层1比较薄,处于50cm厚度以内则可以全部移除掉,若路段粉细砂层1较厚超过50cm,则移除土层厚度按照完全去掉表层干燥、松软粉细砂层1,漏出下方密实湿润的粉细砂层1的原则确定,移除完成后在表层铺设土工格栅8提高土层稳定性,如图2所示。为防止土工格栅8在车轮碾压作用下滑移,采用尼龙绳11和t型楔10进行侧向固定以及搭接区域固定,如图4、图5和图6所示。
32.请参阅图7所示,本实用新型的t型楔包括承载部21和固定部22,固定部22与承载部21垂直设置,且固定部22的截面呈矩形,并使固定部22的端部设单斜面23,使用时,利用t型楔10采用单斜面23,在打入地下过程中不断偏移,可以对尼龙绳11有更好的固定拉紧作用,其中,t型楔10的结构如图7所示。
33.第二步,在道路另一侧的d取土区挖取深层含砾粗砂、泥岩、砂岩等地质较好的混合土层5换填至b道路区上,并用18-20t压路机分层碾压2-3遍,每层换填土厚度不超过30cm,保证压实系数达到0.94及以上,最终保证压实后的路基标高超出自然地面5cm,这样做可以最大限度避免风沙在路基上堆积,并且也防止过高的路基造成风蚀现象。含砾粗砂、泥岩或砂岩3的混合土层5换填到路面上可对下层土质形成保护层,一方面防止风力作用下对路基表面的侵蚀,另一方面可以形成锁水层,防止下层土壤的水分流失,丧失粘结力。
34.第三步,用推土机将a堆土区堆放的粉细砂回填到d取土区形成粉细砂层恢复道路
两旁地貌,减少对自然环境的破坏。
35.第四步,用洒水车将道路进行1-2次洒水,使道路区换填土达到最优含水率状态,再用18-20t的满载装载机在道路上进行二次碾压,使道路车辙印区域得到进一步压实,整个道路断面形成中间隆起,车辙印区域下凹的凹槽9。
36.第五步,将碎石7路面回填至车辙印下凹槽9并平整路面,碎石7的作用是将道路上的车辙印下凹槽9填平,使得整个路面重归平整。这样做可以最大限度的将价格昂贵的碎石7用在道路上最重要的车辙印区域。根据地基的压力扩散角原理,土层上方的压力在向土层下方传递时,形成一个逐渐向外扩散的受力区域,使得上方车轮较为集中的压力经过一定厚度的碎石7传递后,最终作用在下方换填土上的受力面积增大,压强减小,受力更加均匀,减小车轮碾压对换填土路基的破坏.
37.最后一步,为了防止流动风沙掩埋路面,在道路旁放的堆土区以及取土区设置草方格进行防风固沙,草方格尺寸为0.3m*0.3m,高度20cm,道路施工到此完成。
38.最后,本技术的方法仅为较佳的实施方案,并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。