CN107165022B - 一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法 - Google Patents

一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，先铣刨旧路基层和旧路底基层，然后对旧路路床与新路路床接缝处的路床填料进行固化形成路床接缝硬化区；再沿旧路路床和新路路床顶面铺设一层层底钢筋网，在新路底基层与旧路底基层竖向接缝处植入角部锚接筋和接缝传力杆；随后进行新路底基层摊铺、碾压和养护施工；待新路底基层形成强度后，再依次进行接缝灌缝体施工、隔缝板施工，并通过后注浆管对路肩部位的新路底基层进行后注浆形成基层浆固区，最后进行层顶隔水层和层顶钢筋网施工。本发明不但可以控制新路基层与旧路基层接缝处的差异变形量，而且可以防止大厚度底基层出现开裂病害，还可以解决路肩部位压实度不足的问题。

Description

一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法
技术领域
本发明涉及一种可有效增强高寒区底基层拼接拓宽结构的整体性、控制底基层温缩变形、防止发生冻胀破坏的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法。属于道路工程领域，适用于高等级公路、城市干道柔性基层沥青路面改造工程。
背景技术
随着我国经济的快速发展，很多原有公路已经不能满足日益增长的车辆通行需求，公路拓宽成了我国现阶段公路建设的主流。考虑到水泥稳定碎石基层具有强度高、刚度大、整体性好和施工工艺简单等特点，在我国半刚性路面结构的底基层、基层施工中得到广泛应用。然而，由于高寒地区具有寒冷、干燥、晴朗、多大风、降水稀少、日照多而强、日温差大的气候特征，当采用半刚性材料作为底基层时，结构层施工完成后易出现温缩裂缝和干缩裂缝。
目前，在高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层工程中，通常采用设置接缝台阶、层底加筋等措施来防控高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层后可能出现的道路工程病害。有分析发现，现有的公路拓宽底基层结构及施工方法虽在合适的工程环境条件下取得了较为理想的施工质量，但对于高寒区公路拓宽大厚度底基层工程，尚有路床承载能力提升、接缝连接强度增强、结构整体性改善、温缩及干缩变形有效控制等工程问题需解决。
鉴于此，为有效增强高寒区底基层拓宽结构的整体性、减小底基层发生病害的可能性、降低环境变化对底基层性状的影响，目前亟待发明一种可有效增强高寒区底基层拼接拓宽结构的整体性、控制底基层温缩变形、防止发生冻胀破坏的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理、施工工艺简单、施工质量可靠、社会经济效益突出，并能有效降低环境变化对结构性能影响的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法。
为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案。
一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：
(1)施工准备：测试路基的线形指标和承载能力指标，清除旧路土路肩下部及路肩边坡的道路材料，备齐新路底基层施工所需的道路建筑材料，确定新路底基层混合料的配合比；
(2)拓宽区域接缝开挖：按拼接图要求的几何尺寸，将拓宽区域的旧路基层和旧路底基层铣刨成台阶形；
(3)拓宽区域路基施工：根据路面结构变形协调要求选择拼接拓宽区域的新路路基填料，在新旧路堤填料接缝处设置接缝平台，并在接缝平台上铺设一层土工格栅，土工格栅与路基填料通过“U”形铆钉锚固连接；再进行拼接拓宽区域的新路路基填筑施工；
(4)路床接缝硬化区施工：在新路路床与旧路路床接缝顶面沿道路纵向设置一条宽1.5～3m、厚0.5～0.8m的路床接缝硬化区；
(5)层底钢筋网布设：在路床顶面铺设层底钢筋网，并将层底钢筋网与路床填料通过“U”形铆钉锚固连接；
(6)角部锚接筋和接缝传力杆设置：先在旧路底基层的铣刨边线与旧路路床相交处钻设角部锚接筋锚入孔，并将角部锚接筋锚入孔内；再在旧路底基层的铣刨边线距离旧路底基层顶面1/4～1/3旧路底基层厚度处钻设接缝传力杆锚入孔，并将接缝传力杆锚入孔内；
(7)底基层填筑施工：沿道路纵向进行新路底基层铺设施工，施工过程中严格控制新路底基层的厚度、平面位置、平整度、坡度和压实度；
(8)新路底基层路肩后注浆：在新路底基层路肩部位先进行竖向引孔，随后布设一排后注浆管，后注浆管的纵向间距为5m～10m；通过后注浆管向新路底基层注浆，注浆压力控制在0.1MPa～0.3MPa，浆液硬化形成基层浆固区；
(9)基层接缝处理：先在新路底基层与旧路底基层接缝处灌注柔性粘结材料形成灌缝体，并在接缝两侧各0.5m范围内喷洒透层乳化沥青，形成接缝隔水层，再在新路底基层和旧路底基层的顶面接缝处沿接缝纵向铺设隔缝板；
(10)层顶隔水层施工：层顶隔水层施工前先用打毛机将新路底基层和铣刨出来的旧路底基层表面打毛，并清除灰尘，再进行表面清洗、晾晒，在新路底基层碾压完成后2h内采用薄层罩面方法均匀喷洒一层透层油，透层油硬化后立刻洒布乳化沥青，形成层顶隔水层；
(11)层顶钢筋网布设：在新路底基层和铣刨出来的旧路底基层顶面铺设层顶钢筋网，并将层顶钢筋网与底基层填料通过“U”形铆钉锚固连接。
步骤(4)所述接缝硬化区采用水泥固化土或注浆固化土。
步骤(6)所述接缝传力杆锚入深度0.3m～1m，外露长度0.2m～0.5m。
步骤(9)所述柔性粘结材料采用石油沥青、合成树脂或硅胶材料，所述隔缝板采用不锈钢板，在新路底基层和旧路底基层的拼接缝两边的搭接宽度各20cm～30cm，纵向搭接长度50cm～100cm。
步骤(5)、步骤(11)中的层底钢筋网、层顶钢筋网的搭接宽度为0.5m～1m，相接钢筋采用绑扎连接或焊接连接。
步骤(8)所述后注浆管采用橡胶管或钢管，在后注浆管的埋入段端部设密封盖头，伸出段端部设注浆管连接段，在侧壁上沿长度方向间隔0.2m～0.3m设置一排浆液渗出孔；注浆浆液采用水泥浆或微生物浆液。
步骤(6)所述接缝传力杆由一根横向拉接杆和两根端部锚筋组成，端部锚筋与横向拉接杆焊接连接；
所述新路底基层和旧路底基层材料采用水泥稳定碎石材料。
本发明具有以下的特点和有益效果：
(1)本施工方法涉及结构根据高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层结构的受力特点，对高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层结构进行了合理设计，并在路面结构层中设置了双层钢筋网，不但可以改善结构的受力性状，而且可以增强底基层结构的整体性。
(2)本施工方法通过注浆固化或铺设水泥土的方式，在加宽区接缝处的路床顶面设置路床接缝固化区，可大幅提升路床的承载能力和路面结构的整体性，防止新旧路路床接缝处出现差异沉降变形。
(3)本施工方法在底基层路肩部位设置了竖向后注浆管，可对路肩下部的底基层进行后注浆，解决了路肩下部底基层压实不足的问题，防止路面结构在路肩部位出现纵向裂缝。
(4)本施工方法在新路底基层与旧路底基层接缝处设置了灌缝体、接缝传立杆、隔缝板，可有效扩散接缝部位的集中应力、协调不同结构接触处的变形，刚性阻断可能出现反射裂缝，提升了路面结构的耐久性。
(5)本施工方法在新路底基层碾压完成后2h内喷洒透层油，可大幅提升透层油的渗透深度，改善封层施工效果。
附图说明
图1是本发明一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层结构示意图；
图2是图1接缝传力杆剖面示意图；
图3是本发明高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工流程示意图。
图中：1-新路底基层；2-旧路基层；3-旧路底基层；4-接缝平台；5-土工格栅，6-“U”形铆钉；7-路床接缝硬化区；8-层底钢筋网；9-角部锚接筋；10-接缝传力杆；11-角部锚接筋锚入孔；12-接缝传力杆锚入孔；13-后注浆管；14-后注浆管布设孔；15-基层浆固区；16-灌缝体；17-接缝隔水层；18-隔缝板；19-层顶隔水层；20-层顶钢筋网；21-密封盖头；22-注浆管连接段；23-浆液渗出孔；24-横向拉接杆；25-端部锚筋；26-新路路床；27-旧路路床；28-旧路路堤边线。
具体实施方式
本实施方式中新路底基层、旧路基层、旧路底基层的配合比设计和摊铺碾压施工技术要求、角部锚接筋、接缝传力杆的施工技术要求、隔缝板制作及安装施工技术要求、灌缝体施工技术要求等本实施例中不再赘述，重点阐述本发明涉及施工方法的实施方式。
图1是本发明一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层结构示意图，图2是图1接缝传力杆剖面示意图。参照图1～图2所示，本发明涉及高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层结构先铣刨旧路基层2和旧路底基层3，在旧路路床27与新路路床26接缝处设置路床接缝硬化区7；沿旧路路床27和新路路床26顶面铺设一层层底钢筋网8，在新路底基层1与旧路底基层3竖向接缝处植入角部锚接筋9和接缝传力杆10；新路底基层1形成强度后，在新路底基层1与旧路底基层3接缝处设置灌缝体16和隔缝板18，在路肩部位的新路底基层1进行后注浆形成基层浆固区15，最后进行层顶隔水层19和层顶钢筋网20施工。
图3是本发明施工流程示意图。参照图3所示的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，包括以下施工步骤：
(1)施工准备：测试路基的线形指标和承载能力指标，清除旧路土路肩下部及路肩边坡的道路材料，备齐新路底基层施工所需的道路建筑材料，确定新路底基层1混合料的配合比；
(2)拓宽区域接缝开挖：按拼接图要求的几何尺寸，将拓宽区域的旧路基层2和旧路底基层3铣刨成台阶形；
(3)拓宽区域路基施工：根据路面结构变形协调要求选择拼接拓宽区域的新路路基填料，并进行拼接拓宽区域的新路路基填筑施工；在新旧路堤填料接缝处设置接缝平台4，并在接缝平台上铺设一层土工格栅5，土工格栅5与路基填料通过“U”形铆钉6锚固连接；
(4)路床接缝硬化区7施工：在新路路床26与旧路路床27接缝顶面沿纵向设置一条路床接缝硬化区7；
(5)层底钢筋网8布设：在路床顶面铺设层底钢筋网8，并将层底钢筋网8与路床填料通过“U”形铆钉6锚固连接；
(6)角部锚接筋9和接缝传力杆10设置：先在旧路底基层3的铣刨边线与旧路路床27相交处钻设角部锚接筋锚入孔11，并将角部锚接筋9锚入孔内；再在旧路底基层3的铣刨边线距离旧路底基层顶面1/4旧路底基层3厚度处钻设接缝传力杆锚入孔12，并将接缝传力杆10锚入孔内；
(7)底基层填筑施工：沿道路纵向进行新路底基层1铺筑，施工过程中严格控制新路底基层的厚度、平面位置、平整度、坡度和压实度；
(8)新路底基层路肩后注浆：在新路底基层1路肩部位先进行干钻引孔，随后布设一排后注浆管13，后注浆管13的纵向间距为5mm；通过后注浆管13向新路底基层1注浆，注浆压力为0.3MPa，浆液硬化形成基层浆固区15；
(9)基层接缝处理：先在新路底基层1与旧路底基层3接缝处灌注柔性粘结材料形成灌缝体16，并在接缝两侧各0.5m范围内喷洒透层乳化沥青，形成接缝隔水层19，再在新路底基层1和旧路底基层3的顶面接缝处沿接缝纵向铺设隔缝板18；
(10)层顶隔水层19施工：层顶隔水层19施工前需先用打毛机将新路底基层1和铣刨出来的旧路底基层3表面打毛，并清除灰尘，再进行表面清洗、晾晒，在新路底基层1碾压完成后2h内采用薄层罩面方法均匀喷洒一层透层油，透层油硬化后立刻洒布乳化沥青，组合形成层顶隔水层19；
(11)层顶钢筋网20布设：在新路底基层1和铣刨出来的旧路底基层3顶面铺设层顶钢筋网20，并将层顶钢筋网20与底基层填料通过“U”形铆钉6锚固连接。
新路底基层1和旧路底基层3分别采用厚度为18cm的水泥稳定碎石和16cm的水泥稳定碎石。
旧路基层2采用厚度为10cm的水泥稳定碎石。
接缝平台4位于路堤部位，呈台阶形宽1m、高0.5m。
土工格栅5采用玻纤格栅材料，玻纤格栅材料技术要求参见表1。
表1玻纤格栅材料技术要求
指标内容 指标要求 测试温度(℃)
抗拉强度(kN/m) ≥50 20±2
最大负荷延伸率(％) ≤3 20±2
网孔尺寸(mm×mm) 20×20 20±2
网孔形状 矩形 20±2
“U”形铆钉6采用Q195材质的电镀锌U型钉。
路床接缝硬化区7采用水泥粘结料对旧路路床27和新路路床26的路床填料进行固化，路床接缝硬化区7的宽度为2m、深度为0.5m；
层底钢筋网8和层顶钢筋网20采用直径6mm的光面钢筋编织呈网格状，纵横向钢筋的间距为300mm。
角部锚接筋9采用直径32mm的螺纹钢筋制备而成，角部锚接筋9的长度为0.5m。角部锚接筋锚入孔11的直径为90mm，在角部锚接筋9的外侧注浆锚固。
接缝传力杆10由一根横向拉接杆24和两根端部锚筋25组成，端部锚筋25采用直径为32mm的螺纹钢筋、长为0.5m，横向拉接杆24采用直径为32mm螺纹钢筋、长为0.1m；接缝传力杆锚入孔12的直径为90mm，在接缝传力杆10的外侧注浆锚固。
后注浆管13采用直径60mm的镀锌不锈钢管。后注浆管布设孔14的孔径为90mm。密封盖头21内径为60mm、长10cm，与后注浆管13端头粘贴连接。注浆管连接段22材料、尺寸与后注浆管13相同，长度为0.5m。浆液渗出孔23的沿后注浆管13管壁布设，纵向间距为0.3m、孔径为10mm。
基层浆固区15的浆固材料采用水泥净浆。
灌缝体16对拼接缝灌热沥青，硬化后形成灌缝体16。
接缝隔水层17洒布厚2mm的热沥青层。
隔缝板18采用厚2mm、强度等级Q235、宽50cm的钢板。
层顶隔水层19喷洒透层乳化沥青层，沥青用量为0.5kg/m2。
新路路床26与旧路路床27的压实度为96％，均采用砂性土材料。
旧路路堤边线28的坡度为1：1。

Claims (8)

1.一种高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于包括以下施工步骤：
(1)施工准备：测试路基的线形指标和承载能力指标，清除旧路土路肩下部及路肩边坡的道路材料，备齐新路底基层施工所需的道路建筑材料，确定新路底基层混合料的配合比；
(2)拓宽区域接缝开挖：按拼接图要求的几何尺寸，将拓宽区域的旧路基层和旧路底基层铣刨成台阶形；
(3)拓宽区域路基施工：根据路面结构变形协调要求选择拼接拓宽区域的新路路基填料，在新旧路堤填料接缝处设置接缝平台，并在接缝平台上铺设一层土工格栅，土工格栅与路基填料通过“U”形铆钉锚固连接；再进行拼接拓宽区域的新路路基填筑施工；
(4)路床接缝硬化区施工：在新路路床与旧路路床接缝顶面沿道路纵向设置一条宽1.5～3m、厚0.5～0.8m的路床接缝硬化区；
(5)层底钢筋网布设：在路床顶面铺设层底钢筋网，并将层底钢筋网与路床填料通过“U”形铆钉锚固连接；
(6)角部锚接筋和接缝传力杆设置：先在旧路底基层的铣刨边线与旧路路床相交处钻设角部锚接筋锚入孔，并将角部锚接筋锚入孔内；再在旧路底基层的铣刨边线距离旧路底基层顶面1/4～1/3旧路底基层厚度处钻设接缝传力杆锚入孔，并将接缝传力杆锚入孔内；
(7)底基层填筑施工：沿道路纵向进行新路底基层铺设施工，施工过程中严格控制新路底基层的厚度、平面位置、平整度、坡度和压实度；
(8)新路底基层路肩后注浆：在新路底基层路肩部位先进行竖向引孔，随后布设一排后注浆管，后注浆管的纵向间距为5m～10m；通过后注浆管向新路底基层注浆，注浆压力控制在0.1MPa～0.3MPa，浆液硬化形成基层浆固区；
(9)基层接缝处理：先在新路底基层与旧路底基层接缝处灌注柔性粘结材料形成灌缝体，并在接缝两侧各0.5m范围内喷洒透层乳化沥青，形成接缝隔水层，再在新路底基层和旧路底基层的顶面接缝处沿接缝纵向铺设隔缝板；
(10)层顶隔水层施工：层顶隔水层施工前先用打毛机将新路底基层和铣刨出来的旧路底基层表面打毛，并清除灰尘，再进行表面清洗、晾晒，在新路底基层碾压完成后2h内采用薄层罩面方法均匀喷洒一层透层油，透层油硬化后立刻洒布乳化沥青，形成层顶隔水层；
(11)层顶钢筋网布设：在新路底基层和铣刨出来的旧路底基层顶面铺设层顶钢筋网，并将层顶钢筋网与底基层填料通过“U”形铆钉锚固连接。
2.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(4)所述接缝硬化区采用水泥固化土或注浆固化土。
3.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(6)所述接缝传力杆锚入深度0.3m～1m，外露长度0.2m～0.5m。
4.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(9)所述柔性粘结材料采用石油沥青、合成树脂或硅胶材料，所述隔缝板采用不锈钢板，在新路底基层和旧路底基层的拼接缝两边的搭接宽度各20cm～30cm，纵向搭接长度50cm～100cm。
5.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(5)、步骤(11)中层底钢筋网、层顶钢筋网的搭接宽度为0.5m～1m，相接钢筋采用绑扎连接或焊接连接。
6.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(8)所述后注浆管采用橡胶管或钢管，在后注浆管的埋入段端部设密封盖头，伸出段端部设注浆管连接段，在侧壁上沿长度方向间隔0.2m～0.3m设置一排浆液渗出孔；注浆浆液采用水泥浆或微生物浆液。
7.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于步骤(6)所述接缝传力杆由一根横向拉接杆和两根端部锚筋组成，端部锚筋与横向拉接杆焊接连接。
8.根据权利要求1所述的高寒区公路拓宽加筋大厚度底基层施工方法，其特征在于新路底基层和旧路底基层材料采用水泥稳定碎石材料。
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