公路鐵路通用新型路基的結構及其施工方法
2023-12-05 04:48:46 1
專利名稱：公路鐵路通用新型路基的結構及其施工方法
技術領域：
本發明屬於道路工程中的路基構造及其修建方法。
背景技術：
我國現有公路特別是高速公路的路基修建基本上是採用深挖高架的方法，開挖後再回墊，即將已有地基的源生老土挖出，再自下而上逐層墊入素土、灰土、卵石、片石、固沙、無機料等，最上層為瀝青面或素混凝土層，構成多層結構的路基，在路面上還設有伸縮縫。這種方式修造的路基不僅投資高、工期長，而且使用壽命短，其致命弱點是路基防水性能差，由於將源生老土挖出，破壞了原生地貌和千百年自然沉降定型老土，即破壞了其原本能抗滲透的地層結構，而新回墊的砂、石、灰本身又不能凝固為一體，而且分層回填的各種材料性能不同，伸縮係數不同，難以抗拒熱脹冷縮的誤差錯位而分離破損下沉，因此這種結構的路基上下左右四邊均不能防水滲漏，而路面的伸縮縫的四邊也是滲水，融滲冬漲破損嚴重。所以投入運行的高速公路不到七年路面就已全部破損，需要大修、重修，而這七年間只能收回1/3的投資。以碎石為主構成的鐵路路基也存在防水的問題，夏天融沉，冬天凍脹，嚴重影響鐵路提速，尤其是洪水到來時，衝垮路基，衝斷行車的情況屢屢發生。
發明內容
本發明就是要解決上述已有技術中存在的問題，提供一種投資少，工期短，防水性能好，使用壽命長的公路鐵路通用新型路基及其施工方法。
本發明的技術方案如下新型路基的結構仍是分層結構，但其僅有素土壓實層及固接在其上面的鋼筋混凝土路面層2層結構；素土壓實層為層層壓實的保持原有地基地表應力的源生老土層，鋼筋混凝土路面層的結構是，在設計厚度的混凝土內設置組成格柵網的通長鋼筋，路面不設伸縮縫，由此構成通基通梁通筋、整體防水、集體荷載的新型路基。其中通基是保持原有地基不開挖、不破壞其自身應力，保持地表的穩定；通梁是路上所有橋梁全部整體灌注，不留接縫，不要伸縮縫；通筋是鋼筋混凝土所用的鋼筋接頭部分全部焊接，保持其整體性。
在所述新型路基的鋼筋混凝土路面層內設定位置預埋鋼軌定位螺栓，則構成新型鐵路路基。
新型路基的施工方法仍採用道路工程常規施工機械，其施工步驟是(1)確定所鋪道路中心標高；(2)扣除路面鋼筋混凝土厚度，確定土方工程的標高木樁線；(3)採用道路工程施工機械對建路所在基地的源生老土層按設計標準高推低墊層層壓實，完成土方工程；(4)進行鋼筋混凝土路面層施工a、製作留有孔眼的模板，並根據混凝土路面的標高將模板支架在路基兩側；b、在模板框架內的設定高度上編制鋪設鋼筋格柵網；c、澆注混凝土達到設計標準；d、鋼筋混凝土路面養護。
在步驟(1)中如是新路續接舊路時，以舊路路面標高為基準點來確定新路中心標高。
本發明的主要優點是1、由於本發明的路基結構中的素土層是未經開挖的源生老土層，保持了原生地貌自然沉降的定型老土結構，因而就保持了其原本的抗滲透性能，加之素土壓實層上面的鋼筋混凝土路面層是通基通梁通筋的整體結構，路面縱、橫向都不留伸縮縫，因此新路基的防水性能大大提高；2、由於素土壓實層是層層壓實，其垂直荷載達到8噸以上，而鋼筋混凝土路面層內的鋼筋接頭部位是焊接不間斷，鋼筋的密度可達每平方米6根，按每根抗拉力16T計算，再加上澆注C20～C30的混凝土，該路的集體荷載可達100T/m2以上，超過國家標準；3、從新路基的結構可見，本發明是把固為一體的路面，猶如船板固定在壓實防水的素土層上，因此具有不變形、不易破碎裂縫滲水的優點，堅固耐磨，大大減少了維修，延長了大修期限，可達到20年內不維修；4、本發明的路基在施工中不打樁，不深挖，不高架，不換土，不用白灰、卵石、沙子，不設伸縮縫，不用防滑槽和死護欄，新路基僅為2層結構，其不僅性能優越，而且大大縮短施工期限，減少工程投資，約為傳統技術的1/2，經濟效益顯著；5、由於路面層是整體結構，因而當遇特大洪水將底層衝垮時，其上面一層猶如橋梁，仍可通行，減少災害的損失。
圖1為本發明用於公路的新型路基橫斷面剖視2為本發明用於鐵路的新型路基橫斷面剖視3為鋼筋格柵網結構示意中1-素土壓實層，2-鋼筋格柵網，3-鋼筋混凝土路面層，4-鋼軌定位螺栓具體實施方式
所述素土壓實層其厚度為300～500mm，其標高、坡度、平度及垂直荷載均達到設計要求；素土壓實層的垂直荷載為8T/m2以上，土方縱坡為1/100以下，橫坡為1/100以下。
所述鋼筋混凝土路面層其厚度為250～300mm，其標高、坡度、平度及荷載均達到設計要求；路面集體荷載達到100T/m2。
所述設置在混凝土層內組成格柵網的通長鋼筋，其長度在縱向、橫向分別與路面的長度、寬度相當；所述格柵網可由每格為300～600mm2的正方形或長方形組成，該鋼筋格柵網鋪設在混凝土層內距素土壓實層頂面1/3高度，距路面2/3高度的位置。
以每格為400×400mm的正方形組成的格柵網為例，鋼筋採用直徑為16mm的螺紋鋼，每根抗拉力為16T，每平方米為6根，則其每平方米的抗拉力為16×6＝96(T)，另加澆註標號為C30的混凝土，由此構成的鋼筋混凝土路面層，其荷載可達到100T/m2。
由上述素土壓實層與固接其上的鋼筋混凝土路面層構成的路基用於鐵路時，預埋在鋼筋混凝土路面層內的鋼軌定位螺栓的數量是每延米4個。新型路基用於鐵路時，其土方縱坡為1/100以下，橫坡為1/100以下。採用新型路基的鐵路取消軌枕，鋼軌由上述的定位螺栓固定，軌下改墊通長膠皮墊，軌頭改為斜接。
本發明新型路基的施工方法中，採用技術方案所述的機械和步驟進行。其中在步驟(3)中所述完成土方工程的具體作法時a、用推土機對源生老土層高推低墊，層層基本壓實壓平；b、用刮路機再刮平；c、再用重型震搗壓路機壓實，並保持土方乾濕度適中；d、多次重複上述步驟a～c，把該老土層按設計標高、坡度、平度層層壓實，直至該素土壓實層的垂直荷載達到或大於8T/m2。如遇軟基路、流沙層、淤泥層、沼澤地等地質時，只須填加好土或建築渣土回墊壓實，按照上述高推低墊、層層壓平壓實的工藝操作，使路基土方垂直荷載達到8T/m2以上，而不作深挖換土打樁的處理。
在步驟(4)中a所述的模板為鋼木模板，其高度為260～300mm與鋼筋混凝土路面層的厚度相適應，在模板壁上預留的是可穿搭鋼筋的孔眼，孔眼間距與格柵網的每一格距離相應，孔眼離地高度與格柵網安裝高度相適應，模板應保持橫平豎直穩定牢固。當鋼筋格柵網由每格為400×400mm的正方形組成，鋼筋採用 的螺紋鋼時，模板壁上預留孔眼為 孔眼離素土壓實層頂面高度為58mm，孔距為400mm。
步驟(4)中b所述的鋼筋格柵網採用直徑為14～16mm的螺紋鋼編制，鋼筋的連接及接頭部位捆綁後再焊接牢固的方法；步驟(4)中c所述的混凝土採用公路設計要求的C20～C30標號混凝土，其澆注方法是①將已攪拌好送到施工現場的混凝土沿路基的一側倒入；②由鋪路震蕩機在路基外側，邊震蕩邊鋪平，一步到位。自然小毛面不需抹動，一次到位，路面養護20天。
權利要求
1.一種公路鐵路通用新型路基的結構，包括含有素土層的分層結構，其特徵在於該路基僅有素土壓實層及固接在其上面的鋼筋混凝土路面層2層結構；素土壓實層為層層壓實的保持原有地基地表應力的源生老土層，鋼筋混凝土路面層的結構是，在設計厚度的混凝土內設置組成格柵網的通長鋼筋，路面不設伸縮縫，由此構成通基通梁通筋、整體防水、集體荷載的新型路基。
2.根據權利要求1所述的公路鐵路通用新型路基的結構，其特徵在於所述素土壓實層其厚度為300～500mm，其標高、坡度、平度及垂直荷載均達到設計要求；所述鋼筋混凝土路面層其厚度為250～300mm，其標高、坡度、平度及荷載均達到設計要求；所述設置在混凝土層內組成格柵網的通長鋼筋，其長度在縱向、橫向分別與路面的長度、寬度相當；所述格柵網可由每格為300～600mm2的正方形或長方形組成，該鋼筋格柵網鋪設在混凝土層內距素土壓實層頂面1/3高度，距路面2/3高度的位置。
3.根據權利要求1所述的公路鐵路通用新型路基的結構，其特徵在於在所述新型路基的鋼筋混凝土路面層內設定位置預埋鋼軌定位螺栓，則構成新型鐵路路基，定位螺栓的數量是每延米預埋4個。
4.一種公路鐵路通用新型路基的施工方法，涉及道路工程常規的施工機械，其特徵在於，本發明路基的施工步驟如下(1)確定所鋪道路中心標高；(2)扣除路面鋼筋混凝土厚度，確定土方工程的標高木樁線；(3)採用道路工程施工機械對建路所在基地的源生老土層按設計標準高推低墊層層壓實，完成土方工程；(4)進行鋼筋混凝土路面層施工a、製作留有孔眼的模板，並根據混凝土路面的標高將模板支架在路基兩側；b、在模板框架內的設定高度上編制鋪設鋼筋格柵網；c、澆注混凝土達到設計標準；d、鋼筋混凝土路面養護。
5.根據權利要求4所述的公路鐵路通用新型路基的施工方法，其特徵在於在步驟(1)中如是新路續接舊路時，以舊路路面標高為基準點來確定新路中心標高。
6.根據權利要求4所述的公路鐵路通用新型路基的施工方法，其特徵在於在步驟(3)中所述完成土方工程的具體作法時a、用推土機對源生老土層高推低墊，層層基本壓實壓平；b、用刮路機再刮平；c、再用重型震搗壓路機壓實，並保持土方乾濕度適中；d、多次重複上述步驟a～c，把該老土層按設計標高、坡度、平度層層壓實，直至該素土壓實層的垂直荷載達到或大於8T/m2。
7.根據權利要求4所述的公路鐵路通用新型路基的施工方法，其特徵在於步驟(4)中a所述的模板為鋼木模板，其高度為260～300mm與鋼筋混凝土路面層的厚度相適應，在模板壁上預留的是可穿搭鋼筋的孔眼，孔眼間距與格柵網的每一格距離相應，孔眼離地高度與格柵網安裝高度相適應，模板應保持橫平豎直穩定牢固。
8.根據權利要求4所述的公路鐵路通用新型路基的施工方法，其特徵在於步驟(4)中b所述的鋼筋格柵網採用直徑為14～16mm的螺紋鋼編制，鋼筋的連接及接頭部位捆綁後再焊接牢固的方法；步驟(4)中c所述的混凝土採用公路設計要求的C20～C30標號混凝土，其澆注方法是①將已攪拌好送到施工現場的混凝土沿路基的一側倒入；②由鋪路震蕩機再路基外側，邊震蕩邊鋪平，一步到位。
全文摘要
公路鐵路通用新型路基的結構及其施工方法，屬道路工程中的路基構造及其修建方法。主要特徵是該路基僅由素土壓實層及固接在其上面的鋼筋混凝土路面層構成，素土壓實層為層層壓實的源生老土層，鋼筋混凝土路面層由混凝土內設置組成格柵網的通長鋼筋澆注而成，路面不留伸縮縫，施工時對路基不做深挖高架，而是保持原生地貌的定型老土結構，對其層層壓實。本發明解決了傳統路基防水性能差，使用壽命短的問題，新型路基防水性能好，承載力強，堅固耐磨，20年可不維修，工期短，造價低，經濟效益顯著。
文檔編號E01C3/02GK1460748SQ03148560
公開日2003年12月10日 申請日期2003年7月3日 優先權日2003年7月3日
發明者路福昌 申請人:路福昌