CN114318991B - 一种平原区高速公路台背结构、公路结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种平原区高速公路台背结构、公路结构及施工方法，包括回填结构和位于回填结构内部的结构物，回填结构的截面为梯形且回填结构的顶面面积小于底面面积，回填结构包括至少两个挡墙，多个挡墙沿公路的宽度方向布置，挡墙之间的空间设有轻质填料，采用本发明的台背结构，施工速度快，且满足了平原区高速公路台背的需求。
Description
技术领域
本发明涉及路桥技术领域，具体涉及一种平原区高速公路台背结构、公路结构及施工方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
平原地区机耕道路密布、农田间灌溉沟渠较多。进行公路设计时，为满足当地村民的生产、生活通行及排水灌溉的需求，同时降低公路整体纵断设计标高、降低整体造价，布设了许多圆管涵、波纹管涵、盖板涵等小型结构物。
由于平原区高速公路小型结构物密布，其中间范围形成多段短路基，难以用大型机械压实，常规施工通常采用小型机械或人工分薄层压实，其工期较长且压实质量难以保证，易产生不均匀沉降影响行车的舒适性与安全性。
所发明的台背综合处置工法采用轻质填料填筑，不受土源的制约，极大地缩短了工期、减少了桥头跳车。但还需要考虑轻质填料保护壁基础与圆管涵、波纹管涵如何连接、对轻质填料所应采取的必要保护措施等。发明人还发现，目前的台背范围内采用上部面积大于下部面积的倒梯型结构，需要先施工台背两侧的常规填土路基，然后再施工台背，由于平原地区土源紧缺，往往都是路等土，只有施工完常规土路基之后才能施工台背，土方难以及时到位，土源制约了高速施工进度。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种平原区高速公路台背结构，适用于平原区的施工，且缩短了施工周期。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
第一方面，本发明的实施例提供了一种平原区高速公路台背结构，包括回填结构和位于回填结构内部的结构物，回填结构的截面为梯形且回填结构的顶面面积小于底面面积，回填结构包括至少两个挡墙，多个挡墙沿公路的宽度方向布置，挡墙之间的空间设有轻质填料。
可选的，用于排水的结构物设置在基底开设的基坑中，基坑对应于挡墙的位置处浇注钢筋混凝土护壁，挡墙砌筑在钢筋混凝土护壁的顶面。
可选的，当结构物为圆管涵或波纹管涵时，结构物的与挡墙的对应位置处设置有端墙，端墙作为挡墙的砌筑基础。
可选的，挡墙由多个混凝土面板砌筑而成。
可选的，泡沫轻质填料与台背结构的基底之间设置有复合土工膜。
可选的，回填结构用于与填土路基衔接的侧部设置有台阶结构。
第二方面，本发明的实施例提供了一种公路结构，包括第一方面所述的平原区高速公路台背结构，所述的平原区高速公路台背结构的两侧设有填土路基，形成路基结构，路基结构的上表面铺设有路面层。
可选的，回填结构用于衔接填土路基的侧面与填土路基之间设有复合土工膜。
第三方面，本发明的实施例提供了第二方面所述的公路结构的施工方法，包括以下步骤：
在基底上施工结构物；
施工挡墙，并同时在挡墙之间浇注泡沫轻质填料，形成回填结构；
在回填结构的两侧施工填土路基，形成公路路基结构；
在公路路基结构的上施工路面层。
可选的，泡沫轻质填料采用分层浇注，单层浇注厚度为50cm-80cm。
本发明的有益效果：
1.本发明的高速公路台背结构，由于回填结构截面采用梯形，且顶面面积小于底面面积，因此在实际施工时，可以先施工台背结构，然后再进行公路填土路基的施工，避免了等待土源的时间，摆脱了土源滞后的问题，加快了施工进度。
2.本发明的高速公路台背结构，台背的回填采用轻质填料，所用的轻质填料具有轻质性（约为常规填土重量的30%）、高强性（强度约0.5～８MPa、满足路基及路床强度要求）、自密性（自流平、无需振捣）、自立性（固化后无侧向土压）、易施工性（流态浇筑、不需压实）等特点，非常适用于结构物台背等狭小空间的回填，省去了采用小型机械或人工分层压实的步骤，满足了平原区高速公路台背的回填施工需求且加快了施工进度。
3.本发明的高速公路台背结构，通过挡墙的设置，一方面能够起到泡沫轻质填料浇注时的模板作用，另一方面后期作为永久防护措施，避免轻质填料长期裸露影响其耐久性。
4.本发明的高速公路台背结构，在基坑中施工钢筋混凝土护壁，可以最大限度的减少渗水冻融对轻质填料的影响。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明实施例1沿公路纵向整体截面示意图；
图2是本发明实施例1沿公路横向整体截面示意图；
图3是本发明实施例1管涵、端墙与挡墙连接示意图；
其中，1.第一结构物，2.第二结构物，3.第一台阶结构，4.挡墙，5.角钢，6.拉杆钢筋，7.端墙，8.钢筋混凝土保护壁，9.轻质填料，10.第二台阶结构，11.填土路基，12.路面层，13.护栏基础，14.护栏。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种平原区高速公路台背结构，如图1-图2所示，包括结构物，结构物埋设在回填结构中，回填结构的两侧设有填土路基，填土路基及回填结构共同构成公路的路基。
结构物根据实际需要进行设置，本实施例中，包括两个结构物，分别为第一结构物1和第二结构物2，其中第一结构物1为方形的箱涵，设置在基底上，作为通行的结构物，另一个第二结构物2为圆管涵或波纹管涵，用于排水，用于排水的圆管涵或波纹管涵铺设在基底挖的基坑中。
本实施例中，基坑沿公路纵向的两个坑壁设置有第一台阶结构3。
回填机构包括至少两道挡墙4，挡墙4之间浇注有回填料，通过挡墙4作为回填结构回填料的填筑模板，同时对回填料起到了保护作用。
本实施例中，设置两道挡墙4，两道挡墙4沿公路的宽度方向设置，分别设置在公路的两侧。
挡墙4采用混凝土板砌筑而成，混凝土板采用C30混凝土预制，本实施例中，混凝土板的尺寸为90cm×30cm×4cm（长×宽×厚），混凝土板通过∅6拉杆钢筋6与角钢5连接固定。
具体的，挡墙4的内侧面设置有角钢5，混凝土板的内侧面伸出有U型钩，U型钩预埋在混凝土板中，U型钩与角钢5之间设置有拉杆钢筋6，拉杆钢筋6的一端与U型钩焊接固定，另一端与角钢5焊接固定。
本实施例中，为了保证混凝土板固定的稳固性，混凝土板设置两个U型钩，每个U型钩均通过拉杆钢筋6与角钢连接，因此每个混凝土板通过两个呈V型分布的拉杆钢筋6与角钢5固定，固定效果好。
如图3所示，为了方便挡墙4的砌筑，在圆管涵或波纹管涵的端部即与挡墙的对应位置处的外围浇注端墙7，端墙7为立方体结构，采用C30素混凝土现浇而成，其顶面为平面，方便对混凝土板进行砌筑。本实施例中，管涵位于端墙7的中心，且端墙7的外侧面距离管涵中心的距离比管涵的半径大1m，端墙7的厚度为80cm。
采用端墙7作为挡墙4的基础，方便挡墙4的砌筑。
当本实施例中的台背结构用于长期浸水的路段时，在基坑的两个端部设置钢筋混凝土保护壁8，钢筋混凝土保护壁8采用倒T型结构，包括水平部和固定在水平部上表面的竖向部，竖向部偏离水平部的中心位置设置，基坑位置对应的挡墙4砌筑在竖向部的上表面。
钢筋混凝土保护壁8的顶面标高为地面线标高以上2m，水平部底部埋深不小于60cm，水平部的厚度为30cm，宽度为2.3m，采用C30混凝土浇筑。
由于挡墙4采用混凝土板装配而成，因此防隔水性能较差，通过设置钢筋混凝土保护壁8，能够使得基坑内的排水不会接触到挡墙4，最大限度减少了渗水冻融对轻质填料的影响。
其余部分的挡墙4直接砌筑在基底上。
两个挡墙4之间的空间浇注有回填料，本实施例中，回填料采用轻质填料9，包含水泥基泡沫轻质土、赤泥等固废基泡沫轻质土在内的泡沫轻质填料，所用的轻质填料9具有轻质性（约为常规填土重量的30%）、高强性（强度约0.5～８MPa、满足路基及路床强度要求）、自密性（自流平、无需振捣）、自立性（固化后无侧向土压）、易施工性（流态浇筑、不需压实）等特点，非常适用于结构物台背等狭小空间的回填，省去了采用小型机械或人工分层压实的步骤，满足了平原区高速公路台背的回填施工需求且加快了施工进度。
挡墙4及轻质填料9共同构成了回填结构，本实施例中，挡墙4与轻质填料9形成的回填结构截面为梯形，且顶端的面积小于底端的面积。
回填结构用于与填土路基衔接的侧部设有第二台阶结构10。
采用此种设置，在施工台背结构时，可以先进行台背结构的施工，然后进行台背结构两侧填土路基11的施工，无需等待填土路基11施工完成后再施工台背结构，避免了施工填土路基11等待土源的时间，摆脱了土源滞后的问题，加快了施工进度。
本实施例中的两处台阶结构台阶底宽不小于2米，台阶高度约为1米，其中，第二台阶结构顶部最上面一级台阶距离结构物的距离不小于7米。本实施例中，第二结构物顶部距离第二台阶结构侧面的区域部分填土的时候道路两侧有桥头锥坡，距离太短锥坡会侵占结构物通行空间。
为了防止地下水、毛细水冻融影响，在基底与轻质填料之间增设一层复合土工膜，所述复合土工膜，其型号为０Ｍ０.３（ＴＣＣ６－Ｍ０.３）／（ＰＥＴ－ＰＥ），一布一膜，重300g/m2,膜厚0.3mm。
实施例2：
本实施例提供了一种公路结构，设置有实施例1所述的平原区高速公路台背结构，回填结构的两侧设置有填土路基11，构成整个公路结构的路基结构，且回填结构两侧的台阶结构与填土路基11之间设置有复合土工膜，用于防止填土路基中的渗透水、毛细水冻融影响。
路基结构上铺设有路面层12，路面层采用现有的路面层结构即可，路面层上设置有护栏基础13和护栏14。
实施例3
本实施例提供了一种实施例2所述的公路结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1：在基底开挖基坑，基坑沿公路纵向的两个坑壁开挖成第一台阶结构3，对基底进行处理后，浇注第一结构物和第二结构物的基础和台身，待第一结构物和第二结构物混凝土强度达到100%后，完成结构物的施工。
步骤2：在基坑的端部浇注钢筋混凝土保护壁8，钢筋混凝土保护壁8浇注至钢筋混凝土保护壁8将基坑顶面平齐，然后开始砌筑挡墙4。挡墙4砌筑时，使得挡墙4砌筑成上窄下宽的梯形墙，且其侧部形成台阶结构。
砌筑1m左右的挡墙后，开始分层浇注轻质填料，挡墙和轻质填料采用同步分层施工，挡墙施工时，角钢5可以一次性施工，或者采用分段焊接接长，最底层的轻质填料浇注前，在基坑的第一台阶结构表面、底面和基底的其余部分铺设一层复合土工膜，复合土工膜铺设前，应确保基底无积水、无松软土且压实度不小于90%。
挡墙4作为轻质填料9浇注时的模板，后期也可作为永久防护措施，避免轻质填料长期裸露影响其耐久性。
本实施例中，轻质填料9采用分层浇注，单层浇注厚度在50cm-80cm之间。
轻质填料9的浇注应当与挡墙4的形状相匹配，使得轻质填料9和挡墙4组合而成的结构的截面为梯形，且顶面的面积小于底面的面积。
步骤4：待最上层的轻质填料9固化前，在轻质填料9与挡墙4形成的回填结构的台阶结构表面铺设一层复合土工膜，然后在回填结构两侧施工填土路基11，形成公路路基结构。
步骤5：在公路路基结构上表面铺设路面层12并施工护栏基础13和护栏14，路面层12、护栏基础13和护栏14采用现有的施工方法即可，在此不进行详细叙述。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种平原区高速公路台背结构，其特征在于，包括回填结构和位于回填结构内部的结构物，回填结构的截面为梯形且回填结构的顶面面积小于底面面积，回填结构包括至少两个挡墙，多个挡墙沿公路的宽度方向布置，分别设置在公路的两侧，挡墙之间的空间设有轻质填料；
用于排水的结构物设置在基底开设的基坑中，基坑对应于挡墙的位置处浇注钢筋混凝土护壁，挡墙砌筑在钢筋混凝土护壁的顶面；
当结构物为圆管涵或波纹管涵时，结构物与挡墙的对应位置处设置有端墙，端墙作为挡墙的砌筑基础；
回填结构用于与填土路基衔接的侧部设置有台阶结构。
2.如权利要求1所述的一种平原区高速公路台背结构，其特征在于，挡墙由多个混凝土面板砌筑而成。
3.如权利要求1所述的一种平原区高速公路台背结构，其特征在于，泡沫轻质填料与台背结构的基底之间设置有复合土工膜。
4.一种公路结构，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的平原区高速公路台背结构，所述的平原区高速公路台背结构的两侧设有填土路基，形成路基结构，路基结构的上表面铺设有路面层。
5.如权利要求4所述的一种公路结构，其特征在于，回填结构用于衔接填土路基的侧面与填土路基之间设有复合土工膜。
6.一种权利要求4所述的公路结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基底上施工结构物；
施工挡墙，并同时在挡墙之间浇注泡沫轻质填料，形成回填结构；
在回填结构的两侧施工填土路基，形成公路路基结构；
在公路路基结构上施工路面层。
7.如权利要求6所述的公路结构的施工方法，其特征在于，泡沫轻质填料采用分层浇注，单层浇注厚度为50cm-80cm。
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