CN114164725B - 一种公路桥梁路基路面及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及公路桥梁建筑技术领域，具体涉及一种公路桥梁路基路面，包括：在地基层上构筑有土基层、导水复合层、防水土工格式层、结合层、上部基层以及路面层；土基层内扦插有地基复合稳定杆，地基复合稳定杆没入土基层内；地基复合稳定杆包括截面为圆锥状的连接套管、固定在连接套管上端内壁的连接板、贯穿连接板的插接杆；插接杆贯穿连接板且两端均突出于连接套管；导水复合层由两个倒扣的导水层板组成，导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽。在插接过程中，土基层与地基层可以形成在圆锥形腔室内并形成内结合层，内结合层的设置可以提高土基层的整体结合性能，以及抗压抗震性能，在一定程度上保持水土。

Description

一种公路桥梁路基路面及其施工方法

技术领域

本发明涉及公路桥梁建筑技术领域，具体而言，涉及一种公路桥梁路基路面及其施工方法。

背景技术

公路桥梁路基路面作为我国交通基础建设的重要部分，从桥梁公路的施工全过程到使用过程中发现，如何采用科学的控制措施去提升路基路面的施工质量，已经成为了我国交通运输行业的发展新方向。在桥梁公路工程建设过程中，影响路基路面的施工质量因素非常多，只有不断的去分析施工过程中存在的问题，并且制定合理的施工计划，结合施工现场需求，采用相对应的施工技术，将相关的管理制度和体系落实到施工每个环节，应用先进的技术、设备等，进而促进我国路桥快速的建设和发展。

在道路桥梁路基中，会经常出现渗水问题，主要是由于设计人员缺乏专业的经验，不了解实际工程情况，没有进行实地勘察工作，从而导致桥梁工程的防水工程在结构设计上出现问题。同时，一旦出现结构上的问题，或导致道路桥梁路基经常处于冷热天气或荷载超标的情况下，出现裂纹，发生严重的渗漏情况，影响道路桥梁整体的质量，甚至还会降低道路桥梁使用寿命，对人们的生命以及财产安全造成一定的威胁。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种公路桥梁路基路面，通过在在土基层和上部基层的路面层之间增设了带有防水土工格式层，同时在防水土工格式层内填充在结合层已形成稳定层，防水土工格式层为复合土工织物，主要起到隔离、过滤和防止结合层土层流失的作用；即起到缓解地下水对传统底上部基层的冲刷；在实施本发明中，土基层内扦插有地基复合稳定杆，地基复合稳定杆没入土基层内；其中地基复合稳定杆具体包括截面为圆锥状的连接套管、固定在连接套管上端内壁的连接板、贯穿连接板的插接杆；插接杆贯穿连接板且两端均突出于连接套管；具体参考如图所示，不短于地上部基层的地基复合稳定杆完整插入土基层中，提高了土基层与地基的牵附性，地基复合稳定杆的作用类似于复合结构的植筋，更为具体来说，圆锥状的连接套管与插接杆之间形成的腔室也同样为圆锥形腔室，在插接过程中，土基层与地基层可以形成在圆锥形腔室内并形成内结合层，内结合层的设置可以提高土基层的整体结合性能，以及抗压抗震性能，在一定程度上保持水土。

本发明的实施例是这样实现的：

一种公路桥梁路基路面，包括：在地基层上构筑有土基层、覆设在所述土基层上的导水复合层、覆设在所述导水复合层上的防水土工格式层、填充在所述防水土工格式层内的结合层、覆设在所述结合层上的上部基层以及浇筑在所述上部基层的路面层；

所述土基层内扦插有地基复合稳定杆，所述地基复合稳定杆没入所述土基层内；

所述地基复合稳定杆包括截面为圆锥状的连接套管、固定在所述连接套管上端内壁的连接板、贯穿所述连接板的插接杆；

所述插接杆贯穿所述连接板且两端均突出于所述连接套管；

所述导水复合层由两个倒扣的导水层板组成，所述导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽。

进一步地，所述插接杆为锥形杆，所述插接杆的小端插入所述地基层；所述锥形杆的大端插入所述土基层；所述插接杆的顶部至底部与所述连接套管内壁之间的连线尺寸呈线性逐渐减少。

进一步地，所述插接杆的小端上设有螺纹。

进一步地，所述结合层为煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩形成的结合层。

进一步地，所述螺纹至少一个螺纹牙形具有可变的螺距。

一种上述公路桥梁路基路面的施工方法，包括以下步骤：

在地基上构筑土基层，在该土基层中插入地基复合稳定杆，之后对土基层反复找平和压实；

在土基层上铺设导水复合层，所述导水复合层厚度在20cm-40cm之间；

在导水复合层上构筑防水土工格式层，防水土工格式层内填充有结合层；结合层内煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩最终经过等静压成型成砖块；之后在结合层周围铺设上部基层找平和压实；

在防水土工格式层和所述结合层铺设上部基层，在上部基层浇筑路面层；

所述煤矸石30％～70％；黏土30％～70％；膨胀珍珠岩30％～150％；其中，煤矸石、黏土为质量百分比，原料总质量总计为100％；膨胀珍珠岩为体积百分比，为煤矸石和黏土总体积的百分比。

进一步地，插入地基复合稳定杆时需要保持地基复合稳定杆表面湿润。

进一步地，在制作上部基层过程中，适当喷淋水雾，保持上部基层湿润状态，并在制作完成之后立即在上部基层上覆盖编织物保温层，直至上部基层基本恢复干燥状态。

进一步地，所述路面层为水泥混凝土层或沥青层，所述路面层下部为疏水材料或者在所述路面层上涂刷疏水性涂料。

本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

(1)通过在在土基层和上部基层的路面层之间增设了带有防水土工格式层，同时在防水土工格式层内填充在结合层已形成稳定层，防水土工格式层为复合土工织物，主要起到隔离、过滤和防止结合层土层流失的作用；即起到缓解地下水对传统底上部基层的冲刷；在实施本发明中，土基层内扦插有地基复合稳定杆，地基复合稳定杆没入土基层内；其中地基复合稳定杆具体包括截面为圆锥状的连接套管、固定在连接套管上端内壁的连接板、贯穿连接板的插接杆；插接杆贯穿连接板且两端均突出于连接套管；具体参考如图所示，不短于地上部基层的地基复合稳定杆完整插入土基层中，提高了土基层与地基的牵附性，地基复合稳定杆的作用类似于复合结构的植筋，更为具体来说，圆锥状的连接套管与插接杆之间形成的腔室也同样为圆锥形腔室，在插接过程中，土基层与地基层可以形成在圆锥形腔室内并形成内结合层，内结合层的设置可以提高土基层的整体结合性能，以及抗压抗震性能，在一定程度上保持水土。

(2)连接套管的周向也可以很好的与地基层和土基层结合，能够有效防止地基层和土基层结构之间的脱离，保证了公路桥梁路基路面的表面和内部质量，使公路桥梁路基路面具有良好的使用效果。其中地基复合稳定杆具体包括截面为圆锥状的连接套管、固定在连接套管上端内壁的连接板、贯穿连接板的插接杆；插接杆贯穿连接板且两端均突出于连接套管；采用如此内外层相配合的复合结构，能够确保此连接关系区域会能够承受由公路桥梁路基路面传递过来的集中载荷，地基复合稳定杆结构主要用于加强地基层和土基层相互之间滑动作用的限制以使地基层和土基层更好的贴合，在一个实施例中，插接杆为锥形杆，插接杆的小端插入地基层；锥形杆的大端插入土基层；插接杆的顶部至底部与连接套管内壁之间的连线尺寸呈线性逐渐减少；通过上述设置同时也能提高地基复合稳定杆的轴向应力和剪切应力沿界面的分布，能够更好地承受受公路桥梁路基路面传递过来的集中载荷形成交变载荷。

(3)导水复合层由两个倒扣的导水层板组成，能够提高施工的平整性，导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽；其中导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽能够对防水土工格式层渗透过来的水流形成周向倒水功能，确保水流能够快速的渗透和导出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种公路桥梁路基路面的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导水复合层的立体结构示意图；

图3为防水土工格式层和结合层的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的地基复合稳定杆的立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的地基复合稳定杆的另一角度立体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1-图5所示，本实施例提供一种公路桥梁路基路面，包括：在地基层上构筑有土基层1、覆设在土基层1上的导水复合层2、覆设在导水复合层2上的防水土工格式层3、填充在防水土工格式层3内的结合层4、覆设在结合层4上的上部基层5以及浇筑在上部基层5的路面层6；其中，防水土工格式层3，土工格室是由强化的HDPE片材料，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构，材质轻、耐磨损、化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱，适用于不同土质条件；防水土工格式层3和结合层4的设置，能够提高结合层4的侧向限制和防滑，防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用；其结构能够使由防水土工膜完整包裹的填充料产生更大的抗压能力和抗弯强度。

本实施例中，土基层1内扦插有地基复合稳定杆7，地基复合稳定杆7没入土基层1内；地基复合稳定杆7包括截面为圆锥状的连接套管71、固定在连接套管71上端内壁的连接板72、贯穿连接板72的插接杆73；插接杆73贯穿连接板72且两端均突出于连接套管71；

具体参考图3所示，导水复合层2由两个倒扣的导水层板组成，能够提高施工的平整性，导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽21。其中导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽21能够对防水土工格式层3渗透过来的水流形成周向倒水功能，确保水流能够快速的渗透和导出。

以上实施，具体来说，通过在在土基层1和上部基层5的路面层6之间增设了带有防水土工格式层3，同时在防水土工格式层3内填充在结合层4已形成稳定层，防水土工格式层3为复合土工织物，主要起到隔离、过滤和防止结合层4土层流失的作用；即起到缓解地下水对传统底上部基层5的冲刷；在实施本发明中，土基层1内扦插有地基复合稳定杆7，地基复合稳定杆7没入土基层1内；其中地基复合稳定杆7具体包括截面为圆锥状的连接套管71、固定在连接套管71上端内壁的连接板72、贯穿连接板72的插接杆73；插接杆73贯穿连接板72且两端均突出于连接套管71；具体参考如图1所示，不短于地上部基层5的地基复合稳定杆7完整插入土基层中，提高了土基层与地基的牵附性，地基复合稳定杆7的作用类似于复合结构的植筋，更为具体来说，圆锥状的连接套管71与插接杆73之间形成的腔室也同样为圆锥形腔室，在插接过程中，土基层与地基层可以形成在圆锥形腔室内并形成内结合层，内结合层的设置可以提高土基层的整体结合性能，以及抗压抗震性能，在一定程度上保持水土。

此外，具体参考图4-5所示连接套管71的周向也可以很好的与地基层和土基层1结合，能够有效防止地基层和土基层1结构之间的脱离，保证了公路桥梁路基路面的表面和内部质量，使公路桥梁路基路面具有良好的使用效果。其中地基复合稳定杆7具体包括截面为圆锥状的连接套管71、固定在连接套管71上端内壁的连接板72、贯穿连接板72的插接杆73；插接杆73贯穿连接板72且两端均突出于连接套管71；采用如此内外层相配合的复合结构，能够确保此连接关系区域会能够承受由公路桥梁路基路面传递过来的集中载荷，地基复合稳定杆7结构主要用于加强地基层和土基层1相互之间滑动作用的限制以使地基层和土基层1更好的贴合，在一个实施例中，插接杆73为锥形杆，插接杆73的小端插入地基层；锥形杆的大端插入土基层1；插接杆73的顶部至底部与连接套管71内壁之间的连线尺寸呈线性逐渐减少。通过上述设置同时也能提高地基复合稳定杆7的轴向应力和剪切应力沿界面的分布，能够更好地承受受公路桥梁路基路面传递过来的集中载荷形成交变载荷。

另外需要补充的是，本实施例对插入地基复合稳定杆7的土基层和覆盖地基复合稳定杆7的土基层之间的制作时间差给出了具体技术参数，采用该技术方案能够有效提高土基层构筑的整体性，防止第一阶段的土基层与增铺的土基层之间产生分层，保证了土基层的整体性，有效地防止地下水侵入并冲刷土基层，延长土基层寿命。

在一个实施例中，插接杆73的小端上设有螺纹。螺纹之间的螺距缝隙能够与周围土质粘结在一起，形成结块，进一步提高固土性能。

在一个实施例中，结合层4为煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩形成的结合层。

具体而言，本实施例中，结合层4截面上具有不同颗粒度大小的石块，为了更好的提高了防水土工格式层3中心容重，稳定防水土工格式层3重心，防止地下水将防水土工格式层3推移；将粒度大的石块布置在靠近防水土工格式层3的位置，由于大石块之间更容易形成大的缝隙，因此能够长期保持防水土工格式层3排水通畅。

在一个实施例中，螺纹至少一个螺纹牙形具有可变的螺距。

在公路桥梁路基路面的施工中使用的螺纹连接中，最后的插接杆73锥形体必须是负荷最大，该设计适用于这样的应用，其中既不必使应力分布均匀，也不必使最初的锥形体承受最大应力。

一种上述公路桥梁路基路面的施工方法，包括以下步骤：

在地基上构筑土基层1，在该土基层1中插入地基复合稳定杆7，之后对土基层1反复找平和压实；

在土基层1上铺设导水复合层2，导水复合层2厚度在20cm-40cm之间；

在导水复合层2上构筑防水土工格式层3，防水土工格式层3内填充有结合层4；结合层4内煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩最终经过等静压成型成砖块；之后在结合层4周围铺设上部基层5找平和压实；

在防水土工格式层3和结合层4铺设上部基层5，在上部基层5浇筑路面层6；

煤矸石30％～70％；黏土30％～70％；膨胀珍珠岩30％～150％；其中，煤矸石、黏土为质量百分比，原料总质量总计为100％；膨胀珍珠岩为体积百分比，为煤矸石和黏土总体积的百分比。

为实施本步骤，具体考虑如下工艺过程，以煤矸石、黏土、膨胀珍珠岩为原料，煤矸石和黏土质量百分比分别为30％和70％，膨胀珍珠岩为煤矸石和黏土总体积的60％。质量百分比为30％～70％的煤矸石和黏土进行混合，并加入混合料10％的水，按照混合料体积的30％～150％加入膨胀珍珠岩，通过混料、搅拌均匀后在万能压力试验机下压制成型并干燥，最后放入高温烧结炉中烧制成品。制备的透水砖充分利用了煤矸石中的碳作为发泡剂，膨胀珍珠岩作为造孔剂，使得生产出的透水砖透水性能较好，劈裂抗拉强度高，成本低效益高，适用路面的铺设，结合层4内煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩最终经过等静压成型成适配于防水土工格式层3格式腔室内，并进行层压铺设。

本实施例在制作完成之后立即在上部基层5上覆盖透水汽的编织物保温层，直至上部基层5基本恢复干燥状态，利用了编织物保温层延缓上部基层5热量扩散时间，防止上部基层5快速降温和干燥导致裂纹产生，充分发挥了石灰在上部基层5构筑中的应有效果，降低微裂纹的产生，提高了施工质量。

在一个实施例中，插入地基复合稳定杆7时需要保持地基复合稳定杆7表面湿润。地基复合稳定杆7采用不锈钢或氮化硅等陶瓷材料支撑，并在周侧面上嵌入生铁片，生铁片底部设有向下的锥形凸起，插入地基复合稳定杆7时不断向地基复合稳定杆7喷淋水雾，待生铁片生锈之后与周围土质粘结在一起，形成结块，进一步提高固土性能。

在一个实施例中，在制作上部基层5过程中，适当喷淋水雾，保持上部基层5湿润状态，并在制作完成之后立即在上部基层5上覆盖编织物保温层，直至上部基层5基本恢复干燥状态。

在一个实施例中，路面层6为水泥混凝土层或沥青层，路面层6下部为疏水材料或者在路面层6上涂刷疏水性涂料。为了降低地表水在路面层6的驻留，路面层6下部增加疏水材料或者在路面层6上涂刷疏水性涂料，并将上部基层5的上表面制成微微凸起的弧形结构，以提高排水性能，降低水对面层的浸泡，从而尽可能避免水对裂纹扩大的帮助作用，也提高了面层干燥性，保证行车安全。

具体的操作步骤上文中已经做了相关介绍，此处不再赘述。

综上所述，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种公路桥梁路基路面，其特征在于，包括：在地基层上构筑有土基层(1)、覆设在所述土基层(1)上的导水复合层(2)、覆设在所述导水复合层(2)上的防水土工格式层(3)、填充在所述防水土工格式层(3)内的结合层(4)、覆设在所述结合层(4)上的上部基层(5)以及浇筑在所述上部基层(5)的路面层(6)；

所述土基层(1)内扦插有地基复合稳定杆(7)，所述地基复合稳定杆(7)没入所述土基层(1)内；

所述地基复合稳定杆(7)包括截面为圆锥状的连接套管(71)、固定在所述连接套管(71)上端内壁的连接板(72)、贯穿所述连接板(72)的插接杆(73)；

所述插接杆(73)贯穿所述连接板(72)且两端均突出于所述连接套管(71)；

所述导水复合层(2)由两个倒扣的导水层板组成，所述导水层板之间的贴合面上设有倒金字塔结构的导水槽(21)；

所述插接杆(73)为锥形杆，所述插接杆(73)的小端插入所述地基层；所述锥形杆的大端插入所述土基层(1)；所述插接杆(73)的顶部至底部与所述连接套管(71)内壁之间的连线尺寸呈线性逐渐减少。

2.根据权利要求1所述的一种公路桥梁路基路面，其特征在于，所述插接杆(73)的小端上设有螺纹。

3.根据权利要求1所述的一种公路桥梁路基路面，其特征在于，所述结合层(4)为煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩形成的结合层。

4.根据权利要求2所述的一种公路桥梁路基路面，其特征在于，所述螺纹至少一个螺纹牙形具有可变的螺距。

5.一种利用权利要求1～4任一项所述的一种公路桥梁路基路面的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

在地基上构筑土基层(1)，在该土基层(1)中插入地基复合稳定杆(7)，之后对土基层(1)反复找平和压实；

在土基层(1)上铺设导水复合层(2)，所述导水复合层(2)厚度在20cm-40cm之间；

在导水复合层(2)上构筑防水土工格式层(3)，防水土工格式层(3)内填充有结合层(4)；结合层(4)内煤矸石混合黏土以及膨胀珍珠岩最终经过等静压成型成砖块；之后在结合层(4)周围铺设上部基层(5)找平和压实；

在防水土工格式层(3)和所述结合层(4)铺设上部基层(5)，在上部基层(5)浇筑路面层(6)；

所述煤矸石30％～70％；黏土30％～70％；膨胀珍珠岩30％～150％；其中，煤矸石、黏土为质量百分比，原料总质量总计为100％；膨胀珍珠岩为体积百分比，为煤矸石和黏土总体积的百分比。

6.根据权利要求5所述的一种公路桥梁路基路面的施工方法，其特征在于，插入地基复合稳定杆(7)时需要保持地基复合稳定杆(7)表面湿润。

7.根据权利要求6所述的一种公路桥梁路基路面的施工方法，其特征在于，在制作上部基层(5)过程中，适当喷淋水雾，保持上部基层(5)湿润状态，并在制作完成之后立即在上部基层(5)上覆盖编织物保温层，直至上部基层(5)基本恢复干燥状态。

8.根据权利要求6所述的一种公路桥梁路基路面的施工方法，其特征在于，所述路面层(6)为水泥混凝土层或沥青层，所述路面层(6)下部为疏水材料或者在所述路面层(6)上涂刷疏水性涂料。

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