CN110158389A - 一种轻质土道路结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻质土道路结构及其施工方法，道路结构包括原土路基，原土路基截面的一侧呈台阶状边坡，还包括与台阶状边坡相对的侧墙面，侧墙面与台阶状边坡之间填充有轻质土路基；侧墙面与台阶状边坡的底部之间铺设有碎石垫层隔离带，碎石垫层隔离带中设有底部排水管，底部排水管的排水端穿出侧墙面以向外排水；轻质土路基中还埋设有横向排水管和碎石盲沟，碎石盲沟设在台阶状边坡上以便浇筑施工时被有效支撑，横向排水管的一端伸入碎石盲沟内，另一端横向延伸穿出侧墙面以向外排水；碎石盲沟由碎石和包裹住碎石的防渗土工布构成。本发明了完善轻质土道路的功能结构设计，功能更加完善，提高了可使用性，便于轻质土材料、道路的推广应用。

Description

一种轻质土道路结构及其施工方法

技术领域

本发明属于固定建筑物中道路技术领域，具体涉及一种轻质土道路结构及其施工方法。

背景技术

在现代建筑中，气泡混合轻质土的应用越来越广泛，其作为建筑材料使用具有如下特点：1) 轻质性：干体积密度为300～1600KG/M3，相当于普通水泥混凝土的1/5～1/8左右，可减轻建筑物整体荷载。2) 整体性：可现场浇注施工，与主体结合紧密，不需留界隔缝和透气管。3) 低弹减震性：气泡混合轻质土的多孔性使其具有低的弹性模量，从而使其对冲击载荷具有良好的吸收和分散作用。4) 抗压性：抗压强度为0.6～25.0MPA。5) 耐水性：现浇气泡混合轻质土吸水性较小，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。6) 耐久性：与主体工程寿命相同。7) 施工速度快：只需使用简单的机器可实现自动化作业，可实现800米的远距离输送，工作量为150～300M³/工作日。8) 环保性：气泡混合轻质土所需原料为水泥和起泡剂，起泡剂为中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患。9) 经济性：综合造价低。如CN106365680A、CN108317107A都涉及其相关制备和应用设备。

在运用过程中，针对轻质土的相关工艺工装也在逐渐成熟，如CN108677637A、CN106758623A所公开；但还是暴露出部分问题，比如排水设计不良，施工复杂等，其现浇过程中使用的模板，有的使用木模板，有的使用钢模板，如CN203256558U，浇筑固化之后还需要拆除模板并进一步做外表面处理，工序比较复杂；也有如CN105155383A公开采用预制面板的形式，但具体连接结构以及作为模板使用的有效强度保证方便，有待进一步细化和改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种轻质土道路结构及其施工方法，取得功能结构设计更加完善，可提高施工效率，有效保证结构强度的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种轻质土道路结构，包括原土路基，原土路基截面的一侧呈台阶状边坡，还包括与所述台阶状边坡相对的侧墙面，所述侧墙面与台阶状边坡之间填充有轻质土路基；所述侧墙面与台阶状边坡的底部之间铺设有碎石垫层隔离带，所述碎石垫层隔离带中设有底部排水管，所述底部排水管的排水端穿出侧墙面以向外排水；所述轻质土路基中还埋设有横向排水管和沿道路长度方向延伸的碎石盲沟，所述碎石盲沟设在所述台阶状边坡上以便浇筑施工时被有效支撑，所述横向排水管的一端伸入碎石盲沟内，另一端横向延伸穿出侧墙面以向外排水；所述碎石盲沟由碎石和包裹住碎石的防渗土工布构成。

进一步完善上述技术方案，所述底部排水管和横向排水管在道路长度方向上间隔设置；所述轻质土路基中竖向间隔设有若干钢筋网层；所述轻质土路基上铺设有防渗土工膜，所述防渗土工膜上铺设有路面结构层。

进一步地，所述侧墙面沿道路长度方向延伸，侧墙面设在沿道路长度方向铺设的基础承台上，所述基础承台上还间隔设置有若干立柱，所述立柱位于侧墙面的内侧并通过若干钢筋与侧墙面的内侧面相连以加固侧墙面；所述侧墙面由若干矩形预制面板砌筑而成，所述侧墙面为单层墙体，所述矩形预制面板的长边与道路长度方向同向，所述矩形预制面板预埋有四个U形环且所述U形环的环状端垂直延伸出矩形预制面板的内侧面，所述四个U形环呈两个一组并分别位于矩形预制面板的两端，同组的两个U形环呈上下间隔设置以使四个U形环分别靠近矩形预制面板的四角；相邻立柱的间隔距离与矩形预制面板长边的长度对应；在道路长度方向上，立柱位于相邻两U形环的正中间并通过所述钢筋与该相邻两U形环相连以构成稳固的等腰三角形连接关系；所述立柱和钢筋均埋设于轻质土路基中。

进一步地，上下相邻的两排矩形预制面板在道路长度方向上错开，错开尺寸为矩形预制面板长度的一半。

进一步地，U形环所在平面与矩形预制面板的长边平行，上下相邻两矩形预制面板上相邻的两U形环通过连接筋相连，所述钢筋连接在所述连接筋的中部以通过连接筋来连接U形环。

进一步地，矩形预制面板上的两组U形环距离其所在端端面的距离均为矩形预制面板总长度的1/4。

进一步地，所述连接筋的两端穿过对应的U形环并呈钩状；所述钢筋与连接筋相连的一端穿过连接筋与矩形预制面板内侧面之间并呈钩状。

进一步地，所述基础承台包括底层的碎石垫层，所述碎石垫层上设有混凝土基础层，所述混凝土基础层上设有沿道路长度方向延伸的安装槽，侧墙面底层的矩形预制面板的下部落入所述安装槽内，所述立柱的下部预埋在混凝土基础层内。

进一步地，所述混凝土基础层内预埋有槽钢，所述槽钢的开口朝上并形成为所述安装槽。

进一步地，所述U形环的两个端头预埋在矩形预制面板中且两个端头分别连接有加固筋。

本发明还涉及上述的一种轻质土道路结构的施工方法，包括如下步骤：

1）开挖基槽和路基填筑以形成台阶状边坡、碎石垫层隔离带的基槽以及基础承台的碎石垫层的基槽；

2）铺筑碎石垫层隔离带以及基础承台的碎石垫层；

3）在基础承台的碎石垫层上浇筑成型混凝土基础层，预埋立柱；

4）按轻质土路基一次浇筑成型的设计厚度要求，用矩形预制面板砌筑侧墙面，通过钢筋连接立柱；

5）安装底部排水管，安装设计浇筑厚度内的轻质土路基中要预埋的碎石盲沟、横向排水管以及钢筋网层；

6）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

7）凝固达到强度要求后，按轻质土路基一次浇筑成型的设计厚度要求，继续用矩形预制面板砌筑侧墙面，通过钢筋连接立柱，立柱高度不够时通过焊接接长；

8）安装设计浇筑厚度内的轻质土路基中要预埋的碎石盲沟、横向排水管以及钢筋网层；

9）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

10）重复步骤7）-9）达到设计标高；

11）轻质土路基顶面铺设防渗土工膜；防渗土工膜上铺设路面结构层。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的一种轻质土道路结构，完善了排水设计、侧墙强度设计，使整个结构的功能结构设计更加完善，提高可使用性，便于轻质土材料的推广应用。

2、本发明的侧墙体，在轻质土现浇过程中作为模板使用，浇筑凝固之后，立柱和钢筋就埋设在轻质土路基中并形成为一体结构，无需拆除侧墙面，侧墙面直接形成为轻质土道路的侧面外露的墙体，简化施工工序，提高施工效率。

3、本发明的侧墙体和立柱的连接结构清晰，强度可靠，在现浇过程中以及后续使用过程中可以提供有效的强度支持。

附图说明

图1-具体实施例的一种轻质土道路结构的结构示意图；

图2-具体实施例中的侧墙体相关连接的结构示意图；

图3-图2的A部放大图；

图4-图2的右视图（主要示意支柱和侧墙面）；

图5-图4的俯视图；

图6-图4的后视图（主要示意侧墙面拼接情况）；

图7-具体实施例中的矩形预制面板的单独示意图；

图8-图7的仰视图；

其中，原土路基1，台阶状边坡11，轻质土路基2，钢筋网层21，防渗土工膜22，碎石垫层隔离带3，底部排水管31，碎石盲沟4，横向排水管41，路面结构层5，基础承台6，碎石垫层61，混凝土基础层62，安装槽63，侧墙面7，矩形预制面板71，U形环72，加固筋73，立柱8，钢筋9，连接筋10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1，具体实施例的一种轻质土道路结构，包括原土路基1，原土路基1截面的一侧为台阶状边坡11，还包括与所述台阶状边坡11相对的侧墙面7，所述侧墙面7与台阶状边坡11之间填充有轻质土路基2；所述侧墙面7与台阶状边坡11的底部之间铺设有碎石垫层隔离带3，所述碎石垫层隔离带3中设有底部排水管31，所述底部排水管31的排水端穿出侧墙面7以向外排水；所述轻质土路基2中还埋设有横向排水管41和沿道路长度方向延伸的碎石盲沟4，所述碎石盲沟4设在所述台阶状边坡11的平台位置上以便浇筑施工时被有效支撑，所述横向排水管41的一端伸入碎石盲沟4内，另一端横向延伸穿出侧墙面7以向外排水；所述碎石盲沟4由碎石和包裹住碎石的防渗土工布构成；横向排水管41的对应端穿过防渗土工伸入包裹其中的碎石区域，所述碎石盲沟4有若干条。

实施时，原土路基1截面一侧的台阶状边坡11，其施工过程是先开挖原路基，开挖坡率可选择1:1，斜坡开挖施工完成后，再使用开挖的原土进行填方，在开挖的斜坡上填筑形成台阶状边坡11，可以是上下两个斜坡段之间有一段平台连接，也可以是上下两个竖直段之间有一段平台连接，即日常所见的楼梯台阶，本实施例图示为填筑为三级台阶状边坡11，从下向上每级高度四米预留三米宽平台，填筑坡率1:1。碎石盲沟4可以有若干条，优选在每个台阶平台的根部均设置一条碎石盲沟4。碎石垫层隔离带3的宽度优选三米，所用材料最大粒径不大于5cm，小于0.075mm的颗粒含量不大于10%，碎石垫层61压实度要达到93%；底部排水管31优选Φ75PVC排水管；碎石盲沟4优选300x300级配碎石盲沟4，横向排水管41优选Φ100PVC排水管，包裹住碎石的防渗土工布单位面积质量不小于200g/cm³，断裂强度不小于5kN/m,梯形撕裂强度不小于0.16kN，CBR顶破强度不小于0.9kN，垂直渗透系数不小于1×10-1cm/s；使用时，路面下渗水可由纵向的碎石盲沟4汇集后，通过横向排水管41排出。

其中，所述底部排水管31和横向排水管41在道路长度方向上间隔设置，间距优选为每间隔五米安装一根；所述轻质土路基2中竖向间隔设有若干钢筋网层21；所述轻质土路基2上铺设有防渗土工膜22，所述防渗土工膜22上铺设有路面结构层5。

这样，有效保证轻质土道路的排水性能以及防水渗水性能。实施时，防渗土工膜22优选M2/PE型号，厚度为2mm，伸长率大于50%，纵、横向拉伸强度不小于18kN/m,纵、横向直角撕裂强度不小于100N/mm，CBR顶破强度不小于6000N，垂直渗透系数不超过5×10-11cm/s；钢筋网层21优选在轻质土路基2顶部、底部100cm以内分别设置两层，中间每隔5m再设置两层。

参见图2-8，其中，所述侧墙面7沿道路长度方向延伸，侧墙面7设在沿道路长度方向铺设的基础承台6上，所述基础承台6上还间隔设置有若干立柱8，立柱8与侧墙面7平行，所述立柱8位于侧墙面7的内侧并通过若干钢筋9与侧墙面7的内侧面相连以固定侧墙面7；所述侧墙面7由若干矩形预制面板71砌筑而成，所述侧墙面7为单层墙体，其厚度与矩形预制面板71对应，由若干矩形预制面板71砌高并沿道路长度方向延伸，所述矩形预制面板71的长边与道路长度方向同向，所述矩形预制面板71预埋有四个U形环72且所述U形环72的环状端垂直延伸出矩形预制面板71的内侧面，所述四个U形环72呈两个一组并分别位于矩形预制面板71的两端，同组的两个U形环72呈上下间隔设置以使四个U形环72靠近矩形预制面板71的四角；相邻立柱8的间隔距离与矩形预制面板71长边的长度对应；在道路长度方向上，立柱8位于相邻两U形环72的正中间并通过所述钢筋9与两U形环72斜向相连以构成稳固的等腰三角形连接关系，钢筋9与立柱8和U形环72连接位置均为焊接固定；钢筋9可以是一根钢筋的两端分别连接两U形环72，其中部绕过立柱8，也可以是两根分断的钢筋，钢筋的一端连接U形环72，另一端连接在立柱8上；所述立柱8和钢筋9均埋设于轻质土路基2中。

实施时，矩形预制面板71为C25混凝土预制，规格可选择90X30X4cm，钢筋9可以选择Φ6光圆钢筋。

参见图4、图6，其中，上下相邻的矩形预制面板71在道路长度方向上错开，错开尺寸为矩形预制面板71长度的一半。

这样，整个侧墙面7的平整度、连接的整体性更好。

其中，所述U形环72所在平面与矩形预制面板71的长边平行，上下相邻两矩形预制面板71上相邻的U形环72通过连接筋10相连，所述钢筋9连接在所述连接筋10的中部以通过连接筋10来连接U形环72，连接筋10与两U形环72连接位置环为焊接固定，钢筋9与连接筋10中部连接位置也为焊接固定。因U形环72至少由折弯的三段构成，其结构能够决定一个平面，也即上述U形环72所在平面。上下相邻两矩形预制面板71上相邻的两U形环72如图所示，就是其错开的相对端上的上下相邻的两U形环72。

这样，进一步提高上下相邻的矩形预制面板71之间的连接强度，也方便与钢筋9的连接，简化施工难度。

其中，矩形预制面板71上的两组U形环72分别距离其所在端端面的距离为矩形预制面板71长边长度的1/4。

这样，前述的上下相邻两矩形预制面板71的相对端上相邻的两U形环72就呈竖向；错开连接的矩形预制面板71的U形环72都可以在同一竖向线上，方便施工人员的辨识和连接，避免误连、错连造成返工，延误施工周期；对应的，连接筋10也是呈竖向姿态，连接筋10的长度也更短，节约材料，减低成本。

参见图3、图5，其中，所述连接筋10的两端穿过对应的U形环72并呈钩状；所述钢筋9与连接筋10相连的一端穿过连接筋10与矩形预制面板71内侧面之间并呈钩状。

这样，在焊接固定连接的基础上，进一步保证连接效果，在焊接固定连接之前，也可以作为辅助连接，方便施工；焊接之后如果脱焊，还可以保证一定连接效果，进而保证整体连接的结构强度不受影响。

其中，所述基础承台6包括底层的碎石垫层61，所述碎石垫层61上设有混凝土基础层62，所述混凝土基础层62上设有沿道路长度方向延伸的安装槽63，构成侧墙面7的底层的矩形预制面板71的下部落入所述安装槽63内，所述立柱8的下部预埋在混凝土基础层62内，具体地，所述立柱8的底端距离混凝土基础层62上表面一米以上，可以是穿过了混凝土基础层62和碎石垫层61的形式；实施时，矩形预制面板71之间的接缝之间，底层的矩形预制面板71的下部与安装槽63之间都使用M15水泥砂浆嵌缝。

这样，除了侧墙面7本身，保证其基础连接部分的强度，统一设计，整体性好。实施时，碎石垫层61所用材料最大粒径不大于5cm，小于0.075mm的颗粒含量不大于10%，碎石垫层61压实度要达到93%；混凝土基础层62厚度优选0.3m，宽度0.9m，采用C25砼现浇。

其中，所述混凝土基础层62内预埋有槽钢，所述槽钢的开口朝上并形成为所述安装槽63。

这样，进一步提高底部强度，也便于施工，无需实施混凝土成型时安装槽63的模具等工装，提高施工效率。

其中，所述U形环72的两个端头预埋在矩形预制面板71中且两个端头分别连接有加固筋73，所述加固筋73与U形环72为一体结构，由U形环72的两端折弯而成。

这样，提高U形环72与矩形预制面板71的连接强度。

其中，所述立柱8为角钢或槽钢。本实施例选择使用70mmX70mmX6mm的角钢。角钢的开口方向朝向侧墙面7。

这样，材料成本不高，也方便钢筋9与立柱8的连接，立柱8截面自成等腰三角形形式的连接基础，方便连接钢筋9。

本发明还提供上述轻质土道路结构的施工方法，包括如下步骤：

1）开挖基槽和路基填筑以形成台阶状边坡11、碎石垫层隔离带3的基槽以及基础承台6的碎石垫层61的基槽；

2）铺筑碎石垫层隔离带3以及基础承台6的碎石垫层61；

3）在基础承台6的碎石垫层61上浇筑成型混凝土基础层62，立柱8按设计间距插入碎石垫层61并被埋设在混凝土基础层62中；

4）按轻质土路基2一次浇筑成型的设计厚度要求，用矩形预制面板71砌筑侧墙面7并通过钢筋9连接立柱8；

5）安装底部排水管31，安装设计浇筑厚度内的轻质土路基2中要预埋的碎石盲沟4、横向排水管41以及钢筋网层21；

6）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

7）凝固达到强度要求后，按轻质土路基2一次浇筑成型的设计厚度要求，继续用矩形预制面板71砌筑侧墙面7并通过钢筋9连接立柱8，立柱8高度不够时通过焊接方式竖向接长；

8）安装设计浇筑厚度内的轻质土路基2中要预埋的碎石盲沟4、横向排水管41以及钢筋网层21；

9）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

10）重复步骤7）-9）达到设计标高；

11）轻质土路基2顶面凝固达到强度要求后铺设防渗土工膜22；防渗土工膜22上铺设路面结构层5；路面结构层5包括从下至上的垫层、底基层、基层、稀浆封层、下面层、中面层以及上面层，最终形成道路沥青路面。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种轻质土道路结构，包括原土路基，原土路基截面的一侧呈台阶状边坡，还包括与所述台阶状边坡相对的侧墙面，所述侧墙面与台阶状边坡之间填充有轻质土路基；其特征在于：所述侧墙面与台阶状边坡的底部之间铺设有碎石垫层隔离带，所述碎石垫层隔离带中设有底部排水管，所述底部排水管的排水端穿出侧墙面以向外排水；所述轻质土路基中还埋设有横向排水管和沿道路长度方向延伸的碎石盲沟，所述碎石盲沟设在所述台阶状边坡上以便浇筑施工时被有效支撑，所述横向排水管的一端伸入碎石盲沟内，另一端横向延伸穿出侧墙面以向外排水；所述碎石盲沟由碎石和包裹住碎石的防渗土工布构成。

2.根据权利要求1所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述底部排水管和横向排水管在道路长度方向上间隔设置；所述轻质土路基中竖向间隔设有若干钢筋网层；所述轻质土路基上铺设有防渗土工膜，所述防渗土工膜上铺设有路面结构层。

3.根据权利要求2所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述侧墙面沿道路长度方向延伸，侧墙面设在沿道路长度方向铺设的基础承台上，所述基础承台上还间隔设置有若干立柱，所述立柱位于侧墙面的内侧并通过若干钢筋与侧墙面的内侧面相连以加固侧墙面；所述侧墙面由若干矩形预制面板砌筑而成，所述侧墙面为单层墙体，所述矩形预制面板的长边与道路长度方向同向，所述矩形预制面板预埋有四个U形环且所述U形环的环状端垂直延伸出矩形预制面板的内侧面，所述四个U形环呈两个一组并分别位于矩形预制面板的两端，同组的两个U形环呈上下间隔设置以使四个U形环分别靠近矩形预制面板的四角；相邻立柱的间隔距离与矩形预制面板长边的长度对应；在道路长度方向上，立柱位于相邻两U形环的正中间并通过所述钢筋与该相邻两U形环相连以构成稳固的等腰三角形连接关系；所述立柱和钢筋均埋设于轻质土路基中。

4.根据权利要求3所述一种轻质土道路结构，其特征在于：上下相邻的两排矩形预制面板在道路长度方向上错开，错开尺寸为矩形预制面板长度的一半；U形环所在平面与矩形预制面板的长边平行，上下相邻两矩形预制面板上相邻的两U形环通过连接筋相连，所述钢筋连接在所述连接筋的中部以通过连接筋来连接U形环。

5.根据权利要求4所述一种轻质土道路结构，其特征在于：矩形预制面板上的两组U形环距离其所在端端面的距离均为矩形预制面板总长度的1/4。

6.根据权利要求5所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述连接筋的两端穿过对应的U形环并呈钩状；所述钢筋与连接筋相连的一端穿过连接筋与矩形预制面板内侧面之间并呈钩状。

7.根据权利要求6所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述基础承台包括底层的碎石垫层，所述碎石垫层上设有混凝土基础层，所述混凝土基础层上设有沿道路长度方向延伸的安装槽，侧墙面底层的矩形预制面板的下部落入所述安装槽内，所述立柱的下部预埋在混凝土基础层内。

8.根据权利要求7所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述混凝土基础层内预埋有槽钢，所述槽钢的开口朝上并形成为所述安装槽。

9.根据权利要求3所述一种轻质土道路结构，其特征在于：所述U形环的两个端头预埋在矩形预制面板中且两个端头分别连接有加固筋。

10.如权利要求7所述的一种轻质土道路结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）开挖基槽和路基填筑以形成台阶状边坡、碎石垫层隔离带的基槽以及基础承台的碎石垫层的基槽；

2）铺筑碎石垫层隔离带以及基础承台的碎石垫层；

3）在基础承台的碎石垫层上浇筑成型混凝土基础层，预埋立柱；

4）按轻质土路基一次浇筑成型的设计厚度要求，用矩形预制面板砌筑侧墙面并通过钢筋连接立柱；

5）安装底部排水管，安装设计浇筑厚度内的轻质土路基中要预埋的碎石盲沟、横向排水管以及钢筋网层；

6）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

7）凝固达到强度要求后，按轻质土路基一次浇筑成型的设计厚度要求，继续用矩形预制面板砌筑侧墙面并通过钢筋连接立柱，立柱高度不够时通过焊接接长；

8）安装设计浇筑厚度内的轻质土路基中要预埋的碎石盲沟、横向排水管以及钢筋网层；

9）按设计厚度要求浇筑轻质土浆；

10）重复步骤7）-9）达到设计标高；

11）轻质土路基顶面铺设防渗土工膜；防渗土工膜上铺设路面结构层。