高速公路改扩建工程结合部的处理方法

摘要

本发明公开了一种高速公路改扩建工程结合部的处理方法，通过利用原路基的边坡角度，逐级构建坡面，并将坡面设置为由所述原路基边缘向原路基中心方向向下倾斜的斜面，然后在每级坡面上铺设土工格栅，并设置加强筋，且分层压实得到新路基，实现了使新旧路基能够有效抗击纵向作用力的作用，平衡了新旧路基沉降的不均匀性，从而避免路面裂缝的产生。通过在新旧路基接缝两侧设置碎石桩，并将碎石桩与支撑梁、固定圈配合使用，有效降低了新旧路基间因横向作用力产生裂缝的可能。从而有效的减少高速公路改扩建时加宽路基和路面的沉降量，防止新旧路面间裂缝的产生，提高了改扩建高速公路的施工质量，增加了使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及道路施工领域，尤其涉及一种高速公路改扩建工程结合部的处理方法。

背景技术

随着我国社会经济的迅速发展，目前汽车已成为人类社会必不可少的交通工具，且随着车辆的日益增多，现有的大部分高速公路已经不能满足社会日渐增长的交通需求，为此，对原有的高速公路进行升级改造势在必行。其中对高速公路路基加宽无论是设计还是施工，都是改造工程的关键。而高速公路在经多年的通车后，路基沉降已基本完成，路基加宽段由于新旧路基的不均匀沉降，必然产生以纵向裂缝为代表的裂缝，从而对高速公路产生破坏。为此，必须加强对高速公路改扩建时结合部的处治设计优化和方法的改进，使沉降量减为最少，以保证公路的质量。在减少新旧路堤差异性沉降的同时，减少新旧路面差异性沉降，可减少新旧路堤沉降变形、新旧路面病害等，对高速公路改扩建工程具有重大意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种高速公路改扩建工程结合部的处理方法，能够有效的减少高速公路改扩建时加宽路基和路面的沉降量，防止新旧路面间裂缝的产生。

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：

一种高速公路改扩建工程结合部的处理方法，主要包括以下步骤：

步骤1、对原路基需加宽位置进行测量放样，标出需加宽位置，沿所述原路基边缘逐级开设坡面，以使所述原路基边缘呈台阶状，所述台阶的表面设置为由所述原路基边缘向原路基中心方向向下倾斜的斜面，所述斜面与水平面的夹角为10-15°，各级所述坡面的垂直高度为1-2米，宽度为1-2米；

步骤2、在底层平面上铺设宽度为2-3米宽的第一土工格栅，并在所述第一土工格栅上铺设碎石土，每铺设30-45厘米厚的碎石土后进行压实，直至与上一级坡面的最高点齐平；

步骤3、在达到与上一级坡面平齐的碎石土表面上铺设宽度为2-4米的第二土工格栅，并沿公路延伸方向在所述第二土工格栅上每间隔3-5米铺设一根加强筋；

其中，所述加强筋设置为一端沿所述加强筋侧壁具有开口的柱形，所述开口延伸至所述加强筋的中部，所述加强筋未开口的一端伸入所述原路基内，并与所述原路基的侧面垂直，另一端由开口处向两侧分隔，以使所述加强筋形成Y形结构；

步骤4、在所述加强筋上浇筑混凝土，并使混凝土层覆盖所述加强筋；

步骤5、在所述混凝土层上按照步骤2的方法铺设碎石土，并重复步骤3和步骤4，直至最后一层混凝土层与所述原路基的表面齐平，即形成扩宽的新路基；

步骤6、在所述原路基和新路基的接缝两侧分别钻孔，在所述钻孔内灌入少量混凝土，并在混凝土凝固前在所述钻孔内插入与所述钻孔孔径配合的水泥混凝土碎石桩，且使所述碎石桩凸出所述原路基和新路基表面15-20厘米；

步骤7、在两根所述碎石桩间铺设支撑梁，并在所述碎石桩上套设用以固定支撑梁的固定圈；

步骤8、在所述支撑梁上铺设路面，并在新旧路面的结合处的上结合面和下结合面间铺设玻纤土工格栅。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述第一土工格栅和第二土工格栅通过土工胶固定于各级所述坡面上。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述加强筋的长度为1.5-2.5米，且所述加强筋伸入所述原路基的长度为所述加强筋长度的一半。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述支撑梁的长度与所述碎石桩间的距离相配合，且所述支撑梁的两端设置为向所述支撑梁中心侧凹陷的弧形，以使所述支撑梁的两端与所述碎石桩的侧壁相抵顶，所述支撑梁的弧形的顶部设置有通孔；所述固定圈设置为内径与所述碎石桩的外径相配合的环形，所述固定圈的一侧设置有豁口，所述豁口上设置有与所述通孔位置相配合的插销，以使所述固定圈在套入所述碎石桩后，所述支撑梁嵌入所述豁口内，且所述插销插入所述通孔内。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述原路基或新路基侧的钻孔位置相对称，且位于同侧的钻孔间的间距为7-10米。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述碎石桩的直径为0.4-0.6米，所述原路基和新路基上对应的两个碎石桩间的间距为2-3米。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，每压实一层碎石土后，对所述压实的表面的虚土和残渣进行清理。

优选的是，所述的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，所述土工格栅为钢塑土工格栅。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明的高速公路改扩建工程结合部的处理方法中，通过利用原路基的边坡角度，逐级构建坡面，使得加宽部分路基与原路基逐层重叠，加强了新旧路基间的接触面，有效防止了新旧路基间裂缝的产生；通过将坡面设置为由所述原路基边缘向原路基中心方向向下倾斜的斜面，使得新路基填充部分在越靠近旧路基侧填充碎石土越多，进而使得新旧路基交叉部分承重力显著增强，进而有效降低了加宽路基的沉降量；通过在每级坡面上铺设土工格栅，并设置加强筋，利用土工格栅强度大，变形小的优势，增加了新旧路基的结合，增大结合部抗剪能力，防止新路基的沉降对老路基的破坏，从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果，使得新路基的方法更加稳固，进一步减小了路基的沉降量，而一端伸入原路基的加强筋也能对新路基起到一定的支撑作用，并进一步平衡新旧路基沉降的不均匀性，从而避免路面裂缝的产生；另外，通过将加强筋设置为一端具有开口，并在另一端伸入原路基后，才由开口处将加强筋的另一端打开，使得加强筋形成Y形结构，位于第二土工格栅上的开口分隔的加强筋能够分散由路面上层向下传导的作用力，进而减小新路基的沉降量，使得路基沉降量进一步均衡，减少路面裂缝的产生；通过分层压实得到新路基，使得路基的压实度得到有效的提高，在压实度提高的情况下，路基的沉降量也就进一步减小，即降低了新旧路基间因纵向作用力产生裂缝的可能。通过在新旧路基接缝两侧设置碎石桩，并将碎石桩与支撑梁配合使用，使得支撑梁能够限制相对的碎石桩的距离不会减小，进而减少了新旧路基接缝处的挤压裂缝的产生，另外通过配合固定圈的使用，又使得相对的碎石桩间的距离不会增大，进而减少了新旧路基间分隔裂缝的产生，即降低了新旧路基间因横向作用力产生裂缝的可能。

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是本发明提供的高速公路改扩建工程结合部的处理方法的方法示意图；

图2是本发明所述的加强筋开口打开时的结构示意图；

图3是本发明所述的支撑梁和固定圈的结构示意图。

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和图2所示，一种高速公路改扩建工程结合部的处理方法，主要包括以下步骤：

步骤1、对原路基1需加宽位置进行测量放样，标出需加宽位置，沿所述原路基1边缘逐级开设坡面2，以使所述原路基1边缘呈台阶状，所述台阶的表面设置为由所述原路基1边缘向原路基1中心方向向下倾斜的斜面，所述斜面与水平面的夹角为10-15°，各级所述坡面2的垂直高度为1-2米，宽度为1-2米。

步骤2、在底层平面上铺设宽度为2-3米宽的第一土工格栅3，并在所述第一土工格栅3上铺设碎石土，每铺设30-45厘米厚的碎石土后进行压实，直至与上一级坡面2的最高点齐平。

步骤3、在达到与上一级坡面2平齐的碎石土表面上铺设宽度为2-4米的第二土工格栅4，并沿公路延伸方向在所述第二土工格栅4上每间隔3-5米铺设一根加强筋5。

其中，所述加强筋5设置为一端沿所述加强筋5侧壁具有开口的柱形，所述开口延伸至所述加强筋5的中部，所述加强筋5未开口的一端伸入所述原路基1内，并与所述原路基1的侧面垂直，另一端由开口处向两侧分隔，以使所述加强筋5形成Y形结构。

步骤3、在达到与上一级坡面2平齐的碎石土表面上铺设宽度为2-4米的第二土工格栅4，并沿公路延伸方向在所述第二土工格栅4上每间隔3-5米铺设一根加强筋5，且所述加强筋5的一端伸入所述原路基1内，并与所述原路基1的侧面垂直。

步骤4、在所述加强筋5上浇筑混凝土，并使混凝土层6覆盖所述加强筋5。

步骤5、在所述混凝土层6上按照步骤2的方法铺设碎石土，并重复步骤3和步骤4，直至最后一层混凝土层6与所述原路基1的表面齐平，即形成扩宽的新路基。

步骤6、在所述原路基1和新路基的接缝两侧分别钻孔，在所述钻孔内灌入少量混凝土，并在混凝土凝固前在所述钻孔内插入与所述钻孔孔径配合的水泥混凝土碎石桩7，且使所述碎石桩7凸出所述原路基1和新路基表面15-20厘米。

步骤7、在两根所述碎石桩7间铺设支撑梁8，并在所述碎石桩8上套设用以固定支撑梁8的固定圈9。

步骤8、在所述支撑梁8上铺设路面，并在新旧路面的结合处的上结合面和下结合面间铺设玻纤土工格栅10。

在上述方案中，通过反复实验和分析发现，在坡面角度为10-15°，各级坡面的垂直高度为1-2米，坡面宽度为1-2米时，对于路面沉降控制效果最好，且便于施工。通过在各层坡面的表面铺设混凝土层，一方面能够对加强筋起到固定和支撑的作用，另一方面利用混凝土的强度，减少新建路面的沉降，从而控制路面裂缝的产生。水泥混凝土碎石桩具有一定的强度，同时可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能，能够有效的控制路面接缝处裂缝的产生，同时所述碎石桩价格低廉，能够降低施工成本。通过在新旧路面结合处的上结合面和下结合面间铺设玻纤土工格栅，玻纤土工格栅强度大、模量高、具有很高的耐磨性和对寒性，同时无长期蠕变，且热稳定性好，因而可以显著提高新旧路面结合处的抗剪切性能，从而进一步防止路面裂缝的产生。

一个优选方案中，所述第一土工格栅3和第二土工格栅4通过土工胶固定于各级所述坡面2上。

在上述方案中，通过土工胶将第一土工格栅和第二土工格栅固定在各级坡面上，使得土工格栅不会在施工过程中发生移位，从而保证了施工质量。

一个优选方案中，所述加强筋5的长度为1.5-2.5米，且所述加强筋5伸入所述原路基1的长度为所述加强筋5长度的一半。

在上述方案中，经过反复实验和实际施工观察发现，加强筋的长度设置在1.5-2.5米间，且加强筋的一半设置在原路基内部，使得另一半加强筋处在坡面上方，在新旧路基间均匀分布的加强筋能够很好的平衡新旧路基的不均匀沉降，进而对新路基起到很好的支撑效果，有效的减少路面裂缝的产生。

如图3所示，一个优选方案中，所述支撑梁8的长度与所述碎石桩7间的距离相配合，且所述支撑梁8的两端设置为向所述支撑梁8中心侧凹陷的弧形，以使所述支撑梁8的两端与所述碎石桩7的侧壁相抵顶，所述支撑梁8的弧形的顶部设置有通孔11；所述固定圈9设置为内径与所述碎石桩7的外径相配合的环形，所述固定圈9的一侧设置有豁口12，所述豁口12上设置有与所述通孔11位置相配合的插销13，以使所述固定圈9在套入所述碎石桩7后，所述支撑梁8嵌入所述豁口12内，且所述插销13插入所述通孔11内。

在上述方案中，通过设置支撑梁在碎石桩之间，并配置特定的固定圈，使得支撑梁能够对新旧路基两侧的碎石桩间的距离进行限制，从而使得位于路基两侧的碎石桩能够抵抗新旧路基间横向拉力的作用，从而避免因横向作用力引起的路面裂缝的产生。

一个优选方案中，所述原路基1或新路基侧的钻孔位置相对称，且位于同侧的钻孔间的间距为7-10米。

在上述方案中，钻孔间间距设置为7-10米间，即可很好的抵抗路基间的横向拉力。

一个优选方案中，所述碎石桩7的直径为0.4-0.6米，所述原路基1和新路基上对应的两个碎石桩7间的间距为2-3米。

在上述方案中，碎石桩间的间距为碎石桩直径的5倍左右时，两个碎石桩间的协同作用力最强，因而更能有效抵抗新旧路基间的接缝处的作用力。

一个优选方案中，每压实一层碎石土后，对所述压实的表面的虚土和残渣进行清理。

在上述方案中，对每压实一层碎石土后清洁土层表面，避免了因虚土和残渣的影响使得下一层碎石土层的压实质量受到影响，即加大了碎石土层间的粘合性，相应的提高了整个加宽路基的稳固性，有效降低了加宽路基的沉降。

一个优选方案中，所述土工格栅为钢塑土工格栅。

在上述方案中，钢塑土工格栅以高强钢丝制成，强度大、变形小、蠕变小、耐腐蚀、寿命长，因此，钢塑土工格栅可以满足各类永久性工程100年以上的使用需求，且性能优，尺寸稳定性好，且施工方便快捷、周期短、成本低，因而选择钢塑土工格栅能够对加宽的路基起到很好的固定作用，同时成本低施工便捷。

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。