[发明专利]层叠式土工格栅增强型复合土路基及其边坡生态防护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种土路基及其边坡防护结构，尤其涉及一种层叠式土工格栅土路基及其边坡防护结构。

背景技术

传统的路基技术是根据经典的《土工学》理论建立的，以往对于回填土路基的力学理论的研究均是以土壤为主要结构材料进行的，这种单一材料技术研究的成果在工程中难免存在明显的弊端，例如为了防止路基变形大量使用挡土墙、路基坡比系数受限道路工程占用土地面积过大等。为了改变这种传统技术带来的困惑，用现代复合技术原理更新传统技术是大有可为的。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中路基沉降、变形量大的问题，提供了一种层叠式土工格栅复合路基及其边坡防护结构。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种层叠式土工格栅增强型复合土路基，该复合土路基是由起增强作用的土工格栅和起基材作用的土壤组成，土工格栅采用错层搭接方式层叠；路基压实后两层土工格栅之间的距离为20-25cm，优选为20cm，同层土工格栅的间隔为1.5-2m，优选为2m，土工格栅宽度为3.5-4m，优选为4m，土工格栅伸出路基边坡的长度≥5cm。

上述复合土路基的边坡生态防护结构，包括矮脚墙、土工格栅、复合框架梁及土工布封装的土壤而成的土工砌体；复合框架梁通过伸出路基边坡的土工格栅固定于坡面；土工砌体密实地设于复合框架梁空隙空间；表层土工格栅固定于复合框架梁上；矮脚墙设于路基底层，为土工格栅混凝土结构，其厚度≥20cm。

本发明将现行填方路基单一土壤压实的方法改变为层叠式土工格栅增强型复合土技术方法，使路基荷载条件下的重力作用，部分转变为对土工格栅的拉伸力，从而有效改善了传统技术路基沉降、变形量大的弊端，由此还简化了路基边坡的防护技术手段。

本发明采用土工格栅增强土壤力学性能的原理，用层叠式土工格栅复合土路基的方法，彻底改变了传统技术路基的受力方式，实现了增强路基抗形变的功能；这种复合土路基是由分层设置的回填土＝土工格栅压实后再重复设置、压实的方式实现的；由于多层土工格栅的设置，路基荷载压力经土工格栅的作用转变为土工格栅的拉伸力，从根本上大大改善了路基荷载性能、长期有效的提高了路基的稳定性；由于这种层叠式土工格栅增强复合土路基主动土力等力学指标大为降低，原则上没有必要再特别设置为了防止路基变形的挡土墙；在设置路基层叠式土工格栅时可预留大于5cm的土工格栅于路基回填土外，用于路基边坡防护层结构的力学连接；这种路基的边坡防护底层可采用土工格栅增强混凝土的方式设置坡底结构，防止积水侵蚀路基，其上部坡面采用复合框架简梁+土工布封装土壤而成的土工砌体+土工格栅的结构方式实现具有水土保持功能的生态化护坡方式。

本发明经济效益与社会效益显著，实施后的工程总造价略低于以浆砌片石为挡土墙的路基边坡防护工程造价；合理的路基坡比系数将节约大量路基占地；路基坡面的全面生态化符合社会发展宗旨。

附图说明

图1为本发明层叠式土工格栅增强型复合土路基正视图；

图2为层叠式土工格栅增强型复合土路基侧剖视图；

图3为复合土路基边坡防护系统结构示意图。

图中：1、土工格栅；2、土壤；3、路基；4、矮脚墙；5、复合框架梁；6、土工砌体；7、表层土工格栅。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，层叠式土工格栅复合土路基是由分层敷设的土工格栅(1)+土壤(2)经压实后再重复敷设、压实形成的；经压实后的土工格栅(1)层间距离为20-25cm，同层土工格栅(1)的间距为1.5-2m(土工格栅宽度为3.5-4m)，其目的在于减少土工格栅的使用量，控制工程总造价。

分层土工格栅(1)采用错层搭接的方式，其目的在于减少材料用量的同时保障路基荷载受力的均衡性。

这种层叠式土工格栅增强型复合土路基的土工格栅(1)深入路基(3)的长度为3.5-4m，此时，土工格栅(1)的拔出强度为：

S₁F₁+S₂F₂

式中S₁为土工格栅(1)间隙面积，F₁为土壤(2)压实后的剪切强度，S₂为土工格栅(1)的表面面积，F₂为土壤(2)与土工格栅(1)层面的摩擦力。

层叠式土工格栅敷设时应外露于路基(3)≥5cm，用于路基边坡防护系统结构的构成。