CN111455755A - 可防路基软化的高速公路路基结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可防路基软化的高速公路路基结构，包括：底层；第一加固层，其包括铺设在底层上的第一加固网和将水泥砂浆浇筑在第一加固网上形成的水泥砂浆层；防软化层，其包括固定格栅网、复合滤水层和出水管；固定格栅网通过第一加固网上的支撑柱与第一加固网连接；复合滤水层由下至上依次由导水块、粗砂层和细砂层组成；出水管包括连接于各个导水块的滤水孔的分支出水管和将各个分支出水管连通的主出水管，主出水管由路基的侧面伸出路基外部；第二加固层；路面层，其设置在第二加固层上方；路面层由下至上包括基层和面层。其通过多层结构的路基建设，使得路基不仅强度增加，同时具有良好的排水性能，有效的避免了路基软化。

Description

可防路基软化的高速公路路基结构

技术领域

本发明涉及公路建造技术领域，尤其涉及一种可防路基软化的高速公路路基结构。

背景技术

路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，它是铁路和公路的基础，路基是用土或石料修筑而成的线形结构物，随着我国社会经济的不断发展，公路的数量也在不断的增加，然而，路基是路面结构的基础，路基的质量直接影响整个公路的质量，然而，有些地区的公路必须要经过一些水田、山谷低洼以及水塘等，这些地方的土地主要是软土土层，很多公路建设不得不建造在软土层上，另外我国沿海地区也分布有软弱土层，软土土层的特点是含水量高、高度低以及压缩性高，虽然在这些地区建设高速公路前都会采用多种方法对土质进行处理，以克服软土对路基造成的危害，但是现有的路基结构还存在以下不足：没有很好的排水功能，长时间使用易软化，影响路基的使用寿命；稳定性不佳，影响路基的使用寿命，且随着长期雨水的浸润也容易使得路基软化，因而需要一种既能提高路基坚固性，又能够快速排水的路基结构。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种可防路基软化的高速公路路基结构，通过多层结构的路基建设，使得路基不仅强度增加，同时具有良好的排水性能，有效的避免了路基软化。

为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：

一种可防路基软化的高速公路路基结构，包括：

底层，其由石料、水泥和砂子按照体积比1：0.3：0.5-1混合均匀铺设并夯实后形成；

第一加固层，其包括铺设在所述底层上的第一加固网和将水泥砂浆浇筑在所述第一加固网上形成的水泥砂浆层；所述第一加固网上均匀布设有多个支撑柱，所述支撑柱的顶端沿垂直于第一加固网的方向向上延伸并凸出于所述水泥砂浆层的表面；

防软化层，其包括架设在所述第一加固层上的固定格栅网、填充在所述固定格栅网的网格内的复合滤水层，以及设置在所述固定格栅网内的出水管；

所述固定格栅网为由横截面呈方形的空心钢筋横竖纵横交错组合而成的网格状结构；所述固定格栅网的下表面对应于支撑柱的位置开设有容置槽，所述固定格栅网通过开设在下表面的用于容置所述支撑柱的容置槽与所述第一加固网相连接；所述固定格栅网的上表面上开设有灌浆孔，下表面上均匀开设有若干漏浆孔；

所述复合滤水层由下至上依次由导水块、粗砂层和细砂层组成；所述导水块为由水泥混凝土浇筑而成的侧壁与所述网格的内壁紧密贴合的混凝土块，所述混凝土块的上表面设置有以所述混凝土块的中心为圆点向下凹陷的弧形槽；所述弧形槽的中心开设有滤水孔；所述粗砂层由石子和粒径不小于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述弧形槽内；所述细砂层由石子和粒径不大于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述粗砂层上方，且所述细砂层的上表面与所述固定格栅网的上表面齐平；

所述出水管包括连接于各个滤水孔的分支出水管和将各个分支出水管连通的主出水管，所述主出水管布设在所述固定格栅网和水泥砂浆层间的间隙内，并由路基的侧面伸出所述路基外部；

第二加固层，其为固定连接在所述固定格栅网上表面上的第二加固网；

路面层，其设置在所述第二加固层上方；所述路面层由下至上包括基层和面层；所述基层由水泥稳定碎石料铺设并夯实后形成；所述面层为水泥混凝土路面或沥青路面。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述网格的边框上表面设置为靠近所述导水块的边缘较低，远离所述导水块的边缘较高的斜面。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述底层和第一加固层间设置有界面剂层。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述滤水孔上设置有过滤网；所述过滤网的孔径小于组成所述粗砂层的沙粒的粒径。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述第二加固网通过设置在所述固定格栅网上的挂钩连接在所述固定格栅网上，且所述第二加固网和挂钩焊接在一起。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述弧形槽内还设置有不少于两层以滤水孔为圆心呈环状布置在所述弧形槽内的支撑网；所述支撑网的高度与所述弧形槽的表面齐平；所述支撑网由间隔均匀竖直设置在所述弧形槽内的固定桩、连接在所述固定桩上的钢丝网和连接在位于同一圆环内的固定桩的顶端的加固环组成；所述固定桩的底端部分嵌入所述混凝土块内。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，还包括：

辅助排水机构，其包括设置于粗砂层内的温湿度传感器，穿设在所述出水管内的抽气管，连接于所述抽气管位于所述路基外部的一端的抽气泵，以及与所述温湿度传感器和抽气泵分别连接的控制器；所述抽气管位于所述分支出水管的一端的端面低于所述分支出水管连接于所述滤水孔的一端；所述抽气管通过沿所述出水管的径向方向向出水管中心延伸的连接杆支撑并固定在所述出水管内部；所述控制器实时检测所述温湿度传感器检测的温湿度，并在所述温湿度传感器检测的湿度达到预设的湿度阈值时，控制所述抽气泵开启以通过所述抽气管向所述路基外部抽气。

优选的是，所述的可防路基软化的高速公路路基结构中，所述抽气管位于所述路基外部的一端设置为具有两个端口的Y形接口；其中任一接口与所述抽气泵相连接，另一接口连接受控于所述控制器的暖风机；所述控制器在所述温湿度传感器检测的温度低于预设的温度阈值时，控制所述暖风机开启以通过所述抽气管向所述路基内部通入暖风。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的可防路基软化的高速公路路基结构中，通过底层、第一加固层、防软化层、第二加固层以及路面层的设置，使得构成的高速公路结构既结构坚固，并具有良好的排水性能，有效降低了路基软化的可能，提高了公路使用寿命。

通过由第一加固网和水泥砂浆层组成的第一加固层的设置，第一加固网不仅加强了水泥砂浆层的强度，还通过第一加固层内支撑柱的设置，加强了第一加固层和防软化层间连接的紧固性，进而提高了路基整体的结构坚固性。

通过有固定格栅网、复合滤水层和出水管的设置，固定格栅网加强了路基的结构坚固性，而复合滤水层和出水管的配合，能够使得由路面渗入路基内的水分被快速的导出路基，减少路基内部含水量，进而有效的避免了路基的软化。

细砂层、粗砂层和导水块组成的复合滤水层，能够使得水分经粗砂层和细砂层进行过滤，减少水分携带的泥沙，避免出水管堵塞，而导水块加强了防软化层的结构坚固性。

通过第二加固网的设置，增强了路面层和防软化层之间连接的紧密性，进而减少公路结构因错层造成的损坏，延长了公路的使用寿命。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明提供的可防路基软化的高速公路路基结构的纵切面结构图；

图2是本发明提供的支撑网的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

如图1所示，一种可防路基软化的高速公路路基结构，包括：底层1，其由石料、水泥和砂子按照体积比1：0.3：0.5-1混合均匀铺设并夯实后形成；

第一加固层，其包括铺设在所述底层上的第一加固网2和将水泥砂浆浇筑在所述第一加固网上形成的水泥砂浆层3；所述第一加固网2上均匀布设有多个支撑柱4，所述支撑柱4的顶端沿垂直于第一加固网2的方向向上延伸并凸出于所述水泥砂浆层3的表面；

防软化层，其包括架设在所述第一加固层上的固定格栅网5、填充在所述固定格栅网5的网格内的复合滤水层6，以及设置在所述固定格栅网5内的出水管；

所述固定格栅网5为由横截面呈方形的空心钢筋横竖纵横交错组合而成的网格状结构；所述固定格栅网5的下表面对应于支撑柱4的位置开设有容置槽，所述固定格栅网5通过开设在下表面的用于容置所述支撑柱4的容置槽与所述第一加固网2相连接；所述固定格栅网5的上表面上开设有灌浆孔，下表面上均匀开设有若干漏浆孔；

所述复合滤水层6由下至上依次由导水块7、粗砂层8和细砂层9组成；所述导水块7为由水泥混凝土浇筑而成的侧壁与所述网格的内壁紧密贴合的混凝土块，所述混凝土块的上表面设置有以所述混凝土块的中心为圆点向下凹陷的弧形槽10；所述弧形槽10的中心开设有滤水孔11；所述粗砂层8由石子和粒径不小于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述弧形槽10内；所述细砂层9由石子和粒径不大于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述粗砂层8上方，且所述细砂层9的上表面与所述固定格栅网5的上表面齐平；

所述出水管包括连接于各个滤水孔11的分支出水管12和将各个分支出水管12连通的主出水管13，所述主出水管13布设在所述固定格栅网5和水泥砂浆层3间的间隙内，并由路基的侧面伸出所述路基外部；

第二加固层，其为固定连接在所述固定格栅网5上表面上的第二加固网14；

路面层，其设置在所述第二加固层上方；所述路面层由下至上包括基层15和面层16；所述基层15由水泥稳定碎石料铺设并夯实后形成；所述面层16为水泥混凝土路面或沥青路面。

在上述方案中，通过底层、第一加固层、防软化层、第二加固层以及路面层的设置，使得构成的高速公路结构既结构坚固，并具有良好的排水性能，有效降低了路基软化的可能，提高了公路使用寿命。

通过由第一加固网和水泥砂浆层组成的第一加固层的设置，第一加固网不仅加强了水泥砂浆层的强度，还通过第一加固层内支撑柱的设置，加强了第一加固层和防软化层间连接的紧固性，进而提高了路基整体的结构坚固性。

通过有固定格栅网、复合滤水层和出水管的设置，固定格栅网加强了路基的结构坚固性，而复合滤水层和出水管的配合，能够使得由路面渗入路基内的水分被快速的导出路基，减少路基内部含水量，进而有效的避免了路基的软化。

细砂层、粗砂层和导水块组成的复合滤水层，能够使得水分经粗砂层和细砂层进行过滤，减少水分携带的泥沙，避免出水管堵塞，而导水块加强了防软化层的结构坚固性。

通过第二加固网的设置，增强了路面层和防软化层之间连接的紧密性，进而减少公路结构因错层造成的损坏，延长了公路的使用寿命。

一个优选方案中，所述网格的边框上表面设置为靠近所述导水块的边缘较低，远离所述导水块7的边缘较高的斜面。

在上述方案中，通过将网格的边框设置为斜面，使得固定格栅网上表面存在的水分受重力作用流入复合滤水层内，进而便于路基内的水分顺利的导出。

一个优选方案中，所述底层1和第一加固层间设置有界面剂层17。

在上述方案中，通过界面剂层的设置，进一步增强了底层和第一加固层间连接的紧密性，进而提高了路基的质量。

一个优选方案中，所述滤水孔11上设置有过滤网18；所述过滤网18的孔径小于组成所述粗砂层8的沙粒的粒径。

在上述方案中，通过过滤网的设置，有效的防止了沙粒进入出水管，进而保证了出水管的通畅性。

一个优选方案中，所述第二加固网14通过设置在所述固定格栅网5上的挂钩连接在所述固定格栅网5上，且所述第二加固网14和挂钩焊接在一起。

在上述方案中，通过固定格栅网上挂钩的设置，使得第二加固网和固定格栅网的连接更加紧固，进一步提高了路基结构的稳固性。

如图2所示，一个优选方案中，所述弧形槽10内还设置有不少于两层以滤水孔11为圆心呈环状布置在所述弧形槽10内的支撑网；所述支撑网的高度与所述弧形槽10的表面齐平；所述支撑网由间隔均匀竖直设置在所述弧形槽10内的固定桩19、连接在所述固定桩19上的钢丝网20和连接在位于同一圆环内的固定桩19的顶端的加固环21组成；所述固定桩19的底端部分嵌入所述混凝土块内。

在上述方案中，通过支撑网的设置，使得复合滤水层的结构更加坚固，即提高了整体路基结构的稳固性。

一个优选方案中，还包括：

辅助排水机构，其包括设置于粗砂层8内的温湿度传感器，穿设在所述出水管内的抽气管22，连接于所述抽气管22位于所述路基外部的一端的抽气泵24，以及与所述温湿度传感器和抽气泵24分别连接的控制器；所述抽气管22位于所述分支出水管12的一端的端面低于所述分支出水管连接于所述滤水孔11的一端；所述抽气管22通过沿所述出水管的径向方向向出水管中心延伸的连接杆23支撑并固定在所述出水管内部；所述控制器实时检测所述温湿度传感器检测的温湿度，并在所述温湿度传感器检测的湿度达到预设的湿度阈值时，控制所述抽气泵24开启以通过所述抽气管22向所述路基外部抽气。

在上述方案中，通过抽气管、抽气泵、温湿度传感器和控制器的配合，使得路基内部水分量较大时，控制器能够控制抽气泵向路基外部抽气，进而在路基内部形成负压，使得复合滤水层内的水分加速向出水管流入，即提高了路基的排水效率。

一个优选方案中，所述抽气管22位于所述路基外部的一端设置为具有两个端口的Y形接口；其中任一接口与所述抽气泵24相连接，另一接口连接受控于所述控制器的暖风机25；所述控制器在所述温湿度传感器检测的温度低于预设的温度阈值时，控制所述暖风机25开启以通过所述抽气管22向所述路基内部通入暖风。

在上述方案中，通过抽气管、暖风机、温湿度传感器和控制器的配合，使得路基内部温度较低，即水分有可能结冰的情况下，通过暖风机向路基内部吹入暖风，使得冰渣融化，然后再利用抽气泵加速水分排出，保证了路基在低温下的排水效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种可防路基软化的高速公路路基结构，其中，包括：

底层，其由石料、水泥和砂子按照体积比1：0.3：0.5-1混合均匀铺设并夯实后形成；

第一加固层，其包括铺设在所述底层上的第一加固网和将水泥砂浆浇筑在所述第一加固网上形成的水泥砂浆层；所述第一加固网上均匀布设有多个支撑柱，所述支撑柱的顶端沿垂直于第一加固网的方向向上延伸并凸出于所述水泥砂浆层的表面；

防软化层，其包括架设在所述第一加固层上的固定格栅网、填充在所述固定格栅网的网格内的复合滤水层，以及设置在所述固定格栅网内的出水管；

所述固定格栅网为由横截面呈方形的空心钢筋横竖纵横交错组合而成的网格状结构；所述固定格栅网的下表面对应于支撑柱的位置开设有容置槽，所述固定格栅网通过开设在下表面的用于容置所述支撑柱的容置槽与所述第一加固网相连接；所述固定格栅网的上表面上开设有灌浆孔，下表面上均匀开设有若干漏浆孔；

所述复合滤水层由下至上依次由导水块、粗砂层和细砂层组成；所述导水块为由水泥混凝土浇筑而成的侧壁与所述网格的内壁紧密贴合的混凝土块，所述混凝土块的上表面设置有以所述混凝土块的中心为圆点向下凹陷的弧形槽；所述弧形槽的中心开设有滤水孔；所述粗砂层由石子和粒径不小于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述弧形槽内；所述细砂层由石子和粒径不大于0.5mm的沙粒混合制成，并填充在所述粗砂层上方，且所述细砂层的上表面与所述固定格栅网的上表面齐平；

所述出水管包括连接于各个滤水孔的分支出水管和将各个分支出水管连通的主出水管，所述主出水管布设在所述固定格栅网和水泥砂浆层间的间隙内，并由路基的侧面伸出所述路基外部；

第二加固层，其为固定连接在所述固定格栅网上表面上的第二加固网；

路面层，其设置在所述第二加固层上方；所述路面层由下至上包括基层和面层；所述基层由水泥稳定碎石料铺设并夯实后形成；所述面层为水泥混凝土路面或沥青路面。

2.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述网格的边框上表面设置为靠近所述导水块的边缘较低，远离所述导水块的边缘较高的斜面。

3.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述底层和第一加固层间设置有界面剂层。

4.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述滤水孔上设置有过滤网；所述过滤网的孔径小于组成所述粗砂层的沙粒的粒径。

5.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述第二加固网通过设置在所述固定格栅网上的挂钩连接在所述固定格栅网上，且所述第二加固网和挂钩焊接在一起。

6.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述弧形槽内还设置有不少于两层以滤水孔为圆心呈环状布置在所述弧形槽内的支撑网；所述支撑网的高度与所述弧形槽的表面齐平；所述支撑网由间隔均匀竖直设置在所述弧形槽内的固定桩、连接在所述固定桩上的钢丝网和连接在位于同一圆环内的固定桩的顶端的加固环组成；所述固定桩的底端部分嵌入所述混凝土块内。

7.如权利要求1所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，还包括：

辅助排水机构，其包括设置于粗砂层内的温湿度传感器，穿设在所述出水管内的抽气管，连接于所述抽气管位于所述路基外部的一端的抽气泵，以及与所述温湿度传感器和抽气泵分别连接的控制器；所述抽气管位于所述分支出水管的一端的端面低于所述分支出水管连接于所述滤水孔的一端；所述抽气管通过沿所述出水管的径向方向向出水管中心延伸的连接杆支撑并固定在所述出水管内部；所述控制器实时检测所述温湿度传感器检测的温湿度，并在所述温湿度传感器检测的湿度达到预设的湿度阈值时，控制所述抽气泵开启以通过所述抽气管向所述路基外部抽气。

8.如权利要求7所述的可防路基软化的高速公路路基结构，其中，所述抽气管位于所述路基外部的一端设置为具有两个端口的Y形接口；其中任一接口与所述抽气泵相连接，另一接口连接受控于所述控制器的暖风机；所述控制器在所述温湿度传感器检测的温度低于预设的温度阈值时，控制所述暖风机开启以通过所述抽气管向所述路基内部通入暖风。

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