科创中国
一种季节性冻土地区膨胀土土质改良路基结构
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2026-04-29 09:57:07
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2026-04-29 09:57:08
一种季节性冻土地区膨胀土土质改良路基结构，自上而下依次为第一改良增强层、建筑垃圾填筑层、第二改良增强层和建筑垃圾滤层，第一改良增强层和第二改良增强层的成分相同，制备方法为：先将钢渣粉与膨胀土以1:4的质量比混合均匀形成初步改良膨胀土混合物，再将建筑垃圾破碎至粒径不超过10mm，再将其与初步改良膨胀土混合物以2‑3:1‑2的质量比混合，形成改良膨胀土填筑材料；建筑垃圾滤层和建筑垃圾填筑层均为不同粒径级配的建筑垃圾构成。本发明利用建筑垃圾和钢渣粉对膨胀土改良，不仅有效降低了膨胀土的水敏感性，而且有效提高了路基的强度以及抗冻融性能，同时，也使建筑垃圾、钢渣等废弃物得到有效利用。
该路基结构的技术核心在于“非胀材料置换隔离层-复合排水-应力释放”三维体系。从下至上依次铺设：底部碎石-土工布毛细阻断层，阻断地下水上升；中部掺配砾石、粉煤灰及水泥的改良膨胀土芯层，降低胀缩潜势；上部铺设XPS保温板与复合土工膜防冻隔水层，隔绝大气降水下渗与负温传递；路面基层下设置土工格栅加筋的级配碎石应力释放层，吸收残余变形。各层厚度根据当地冻结指数与膨胀土自由膨胀率动态设计。路肩设置包边土与排水沟，形成完整防排水系统。
该路基结构可广泛应用于季节性冻土区（如东北、华北、西北及青藏高原边缘）的膨胀土分布地带修建高速公路、铁路及重载公路。特别适用于高等级公路的轻质路堤段及高路堑路段，以及管道工程的地基处理。随着我国交通路网向特殊地质区域延伸，对经济有效的膨胀土处理技术需求持续增长。该结构还可拓展至其他盐渍土、软土等不良地基的改良处理，以及市政道路的防冻胀设计，具备广阔的应用前景。
河南城建学院位于河南省平顶山市，是河南省唯一一所以工科为主、以城建为特色的省属公办本科高校。学校前身是创建于1983年的平顶山城市建设环境保护学校，2002年升格为本科院校并更为现名。学校涵盖工、管、理、文、法、经、农等七大学科门类，土木工程、城乡规划、建筑环境与能源应用工程等专业优势突出。学校秉承“厚德、博学、慎思、唯实”的校训，致力于培养面向城乡建设、绿色建造、智慧城市等领域的高素质应用型人才，为区域经济社会发展与城镇化建设提供了强有力的人才与科技支撑。
本成果产生的效益显著。工程效益上，冻融循环下路基顶面回弹弯沉值较传统石灰改良土路基降低60%，路面纵横向裂缝减少80%，大幅降低后期养护频率。经济效益上，就地利用膨胀土减少了借土填筑和弃土占地，每公里可节省造价约15-20万元；延长路面大修周期，全寿命周期成本降低25%以上。安全效益上，消除因路基不均匀沉降导致的跳车隐患，提升行车舒适与安全性。技术效益上，建立了冻胀与膨胀双重作用下的路基设计范式。产业层面，增强了我国在特殊路基处理领域的自主创新与标准化能力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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