专利名称：公路铁路通用新型路基的结构及其施工方法
技术领域：
本发明属于道路工程中的路基构造及其修建方法。
背景技术：
我国现有公路特别是高速公路的路基修建基本上是采用深挖高架的方法，开挖后再回垫，即将已有地基的源生老土挖出，再自下而上逐层垫入素土、灰土、卵石、片石、固沙、无机料等，最上层为沥青面或素混凝土层，构成多层结构的路基，在路面上还设有伸缩缝。这种方式修造的路基不仅投资高、工期长，而且使用寿命短，其致命弱点是路基防水性能差，由于将源生老土挖出，破坏了原生地貌和千百年自然沉降定型老土，即破坏了其原本能抗渗透的地层结构，而新回垫的砂、石、灰本身又不能凝固为一体，而且分层回填的各种材料性能不同，伸缩系数不同，难以抗拒热胀冷缩的误差错位而分离破损下沉，因此这种结构的路基上下左右四边均不能防水渗漏，而路面的伸缩缝的四边也是渗水，融渗冬涨破损严重。所以投入运行的高速公路不到七年路面就已全部破损，需要大修、重修，而这七年间只能收回1/3的投资。以碎石为主构成的铁路路基也存在防水的问题，夏天融沉，冬天冻胀，严重影响铁路提速，尤其是洪水到来时，冲垮路基，冲断行车的情况屡屡发生。
发明内容
本发明就是要解决上述已有技术中存在的问题，提供一种投资少，工期短，防水性能好，使用寿命长的公路铁路通用新型路基及其施工方法。
本发明的技术方案如下新型路基的结构仍是分层结构，但其仅有素土压实层及固接在其上面的钢筋混凝土路面层2层结构；素土压实层为层层压实的保持原有地基地表应力的源生老土层，钢筋混凝土路面层的结构是，在设计厚度的混凝土内设置组成格栅网的通长钢筋，路面不设伸缩缝，由此构成通基通梁通筋、整体防水、集体荷载的新型路基。其中通基是保持原有地基不开挖、不破坏其自身应力，保持地表的稳定；通梁是路上所有桥梁全部整体灌注，不留接缝，不要伸缩缝；通筋是钢筋混凝土所用的钢筋接头部分全部焊接，保持其整体性。
在所述新型路基的钢筋混凝土路面层内设定位置预埋钢轨定位螺栓，则构成新型铁路路基。
新型路基的施工方法仍采用道路工程常规施工机械，其施工步骤是(1)确定所铺道路中心标高；(2)扣除路面钢筋混凝土厚度，确定土方工程的标高木桩线；(3)采用道路工程施工机械对建路所在基地的源生老土层按设计标准高推低垫层层压实，完成土方工程；(4)进行钢筋混凝土路面层施工a、制作留有孔眼的模板，并根据混凝土路面的标高将模板支架在路基两侧；b、在模板框架内的设定高度上编制铺设钢筋格栅网；c、浇注混凝土达到设计标准；d、钢筋混凝土路面养护。
在步骤(1)中如是新路续接旧路时，以旧路路面标高为基准点来确定新路中心标高。
本发明的主要优点是1、由于本发明的路基结构中的素土层是未经开挖的源生老土层，保持了原生地貌自然沉降的定型老土结构，因而就保持了其原本的抗渗透性能，加之素土压实层上面的钢筋混凝土路面层是通基通梁通筋的整体结构，路面纵、横向都不留伸缩缝，因此新路基的防水性能大大提高；2、由于素土压实层是层层压实，其垂直荷载达到8吨以上，而钢筋混凝土路面层内的钢筋接头部位是焊接不间断，钢筋的密度可达每平方米6根，按每根抗拉力16T计算，再加上浇注C20～C30的混凝土，该路的集体荷载可达100T/m2以上，超过国家标准；3、从新路基的结构可见，本发明是把固为一体的路面，犹如船板固定在压实防水的素土层上，因此具有不变形、不易破碎裂缝渗水的优点，坚固耐磨，大大减少了维修，延长了大修期限，可达到20年内不维修；4、本发明的路基在施工中不打桩，不深挖，不高架，不换土，不用白灰、卵石、沙子，不设伸缩缝，不用防滑槽和死护栏，新路基仅为2层结构，其不仅性能优越，而且大大缩短施工期限，减少工程投资，约为传统技术的1/2，经济效益显著；5、由于路面层是整体结构，因而当遇特大洪水将底层冲垮时，其上面一层犹如桥梁，仍可通行，减少灾害的损失。
图1为本发明用于公路的新型路基横断面剖视2为本发明用于铁路的新型路基横断面剖视3为钢筋格栅网结构示意中1-素土压实层，2-钢筋格栅网，3-钢筋混凝土路面层，4-钢轨定位螺栓具体实施方式
所述素土压实层其厚度为300～500mm，其标高、坡度、平度及垂直荷载均达到设计要求；素土压实层的垂直荷载为8T/m2以上，土方纵坡为1/100以下，横坡为1/100以下。
所述钢筋混凝土路面层其厚度为250～300mm，其标高、坡度、平度及荷载均达到设计要求；路面集体荷载达到100T/m2。
所述设置在混凝土层内组成格栅网的通长钢筋，其长度在纵向、横向分别与路面的长度、宽度相当；所述格栅网可由每格为300～600mm2的正方形或长方形组成，该钢筋格栅网铺设在混凝土层内距素土压实层顶面1/3高度，距路面2/3高度的位置。
以每格为400×400mm的正方形组成的格栅网为例，钢筋采用直径为16mm的螺纹钢，每根抗拉力为16T，每平方米为6根，则其每平方米的抗拉力为16×6＝96(T)，另加浇注标号为C30的混凝土，由此构成的钢筋混凝土路面层，其荷载可达到100T/m2。
由上述素土压实层与固接其上的钢筋混凝土路面层构成的路基用于铁路时，预埋在钢筋混凝土路面层内的钢轨定位螺栓的数量是每延米4个。新型路基用于铁路时，其土方纵坡为1/100以下，横坡为1/100以下。采用新型路基的铁路取消轨枕，钢轨由上述的定位螺栓固定，轨下改垫通长胶皮垫，轨头改为斜接。
本发明新型路基的施工方法中，采用技术方案所述的机械和步骤进行。其中在步骤(3)中所述完成土方工程的具体作法时a、用推土机对源生老土层高推低垫，层层基本压实压平；b、用刮路机再刮平；c、再用重型震捣压路机压实，并保持土方干湿度适中；d、多次重复上述步骤a～c，把该老土层按设计标高、坡度、平度层层压实，直至该素土压实层的垂直荷载达到或大于8T/m2。如遇软基路、流沙层、淤泥层、沼泽地等地质时，只须填加好土或建筑渣土回垫压实，按照上述高推低垫、层层压平压实的工艺操作，使路基土方垂直荷载达到8T/m2以上，而不作深挖换土打桩的处理。
在步骤(4)中a所述的模板为钢木模板，其高度为260～300mm与钢筋混凝土路面层的厚度相适应，在模板壁上预留的是可穿搭钢筋的孔眼，孔眼间距与格栅网的每一格距离相应，孔眼离地高度与格栅网安装高度相适应，模板应保持横平竖直稳定牢固。当钢筋格栅网由每格为400×400mm的正方形组成，钢筋采用 的螺纹钢时，模板壁上预留孔眼为 孔眼离素土压实层顶面高度为58mm，孔距为400mm。
步骤(4)中b所述的钢筋格栅网采用直径为14～16mm的螺纹钢编制，钢筋的连接及接头部位捆绑后再焊接牢固的方法；步骤(4)中c所述的混凝土采用公路设计要求的C20～C30标号混凝土，其浇注方法是①将已搅拌好送到施工现场的混凝土沿路基的一侧倒入；②由铺路震荡机在路基外侧，边震荡边铺平，一步到位。自然小毛面不需抹动，一次到位，路面养护20天。
权利要求
1.一种公路铁路通用新型路基的结构，包括含有素土层的分层结构，其特征在于该路基仅有素土压实层及固接在其上面的钢筋混凝土路面层2层结构；素土压实层为层层压实的保持原有地基地表应力的源生老土层，钢筋混凝土路面层的结构是，在设计厚度的混凝土内设置组成格栅网的通长钢筋，路面不设伸缩缝，由此构成通基通梁通筋、整体防水、集体荷载的新型路基。
2.根据权利要求1所述的公路铁路通用新型路基的结构，其特征在于所述素土压实层其厚度为300～500mm，其标高、坡度、平度及垂直荷载均达到设计要求；所述钢筋混凝土路面层其厚度为250～300mm，其标高、坡度、平度及荷载均达到设计要求；所述设置在混凝土层内组成格栅网的通长钢筋，其长度在纵向、横向分别与路面的长度、宽度相当；所述格栅网可由每格为300～600mm2的正方形或长方形组成，该钢筋格栅网铺设在混凝土层内距素土压实层顶面1/3高度，距路面2/3高度的位置。
3.根据权利要求1所述的公路铁路通用新型路基的结构，其特征在于在所述新型路基的钢筋混凝土路面层内设定位置预埋钢轨定位螺栓，则构成新型铁路路基，定位螺栓的数量是每延米预埋4个。
4.一种公路铁路通用新型路基的施工方法，涉及道路工程常规的施工机械，其特征在于，本发明路基的施工步骤如下(1)确定所铺道路中心标高；(2)扣除路面钢筋混凝土厚度，确定土方工程的标高木桩线；(3)采用道路工程施工机械对建路所在基地的源生老土层按设计标准高推低垫层层压实，完成土方工程；(4)进行钢筋混凝土路面层施工a、制作留有孔眼的模板，并根据混凝土路面的标高将模板支架在路基两侧；b、在模板框架内的设定高度上编制铺设钢筋格栅网；c、浇注混凝土达到设计标准；d、钢筋混凝土路面养护。
5.根据权利要求4所述的公路铁路通用新型路基的施工方法，其特征在于在步骤(1)中如是新路续接旧路时，以旧路路面标高为基准点来确定新路中心标高。
6.根据权利要求4所述的公路铁路通用新型路基的施工方法，其特征在于在步骤(3)中所述完成土方工程的具体作法时a、用推土机对源生老土层高推低垫，层层基本压实压平；b、用刮路机再刮平；c、再用重型震捣压路机压实，并保持土方干湿度适中；d、多次重复上述步骤a～c，把该老土层按设计标高、坡度、平度层层压实，直至该素土压实层的垂直荷载达到或大于8T/m2。
7.根据权利要求4所述的公路铁路通用新型路基的施工方法，其特征在于步骤(4)中a所述的模板为钢木模板，其高度为260～300mm与钢筋混凝土路面层的厚度相适应，在模板壁上预留的是可穿搭钢筋的孔眼，孔眼间距与格栅网的每一格距离相应，孔眼离地高度与格栅网安装高度相适应，模板应保持横平竖直稳定牢固。
8.根据权利要求4所述的公路铁路通用新型路基的施工方法，其特征在于步骤(4)中b所述的钢筋格栅网采用直径为14～16mm的螺纹钢编制，钢筋的连接及接头部位捆绑后再焊接牢固的方法；步骤(4)中c所述的混凝土采用公路设计要求的C20～C30标号混凝土，其浇注方法是①将已搅拌好送到施工现场的混凝土沿路基的一侧倒入；②由铺路震荡机再路基外侧，边震荡边铺平，一步到位。
全文摘要
公路铁路通用新型路基的结构及其施工方法，属道路工程中的路基构造及其修建方法。主要特征是该路基仅由素土压实层及固接在其上面的钢筋混凝土路面层构成，素土压实层为层层压实的源生老土层，钢筋混凝土路面层由混凝土内设置组成格栅网的通长钢筋浇注而成，路面不留伸缩缝，施工时对路基不做深挖高架，而是保持原生地貌的定型老土结构，对其层层压实。本发明解决了传统路基防水性能差，使用寿命短的问题，新型路基防水性能好，承载力强，坚固耐磨，20年可不维修，工期短，造价低，经济效益显著。
文档编号E01C3/02GK1460748SQ03148560
公开日2003年12月10日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者路福昌 申请人:路福昌