一种陡坡地段轻载道路结构及施工方法与流程

本发明涉及陡坡道路领域，特别是涉及一种陡坡地段轻载道路结构及施工方法。

背景技术：

现有陡坡地段，道路形式基本上分两种道路横断面形式：一种是并行等高双向道路断面形式，一种是并行不等高双向分幅道路断面形式。前者会出现内侧路堑边坡高、挖方量大而外侧填方量大路堤边坡高的情况出现。

目前传统的路堑高边坡往往采用高重力式挡土墙、桩板墙等结构形式，但是受限于其支挡能力，往往挡土墙最高不会超过8m，桩板墙也一般不会超过10m，即便是加预应力锚索的情况下，桩板墙也不会超过15m，而下挡采用衡重式挡土墙一般也不会超过10m。再高的话需要加桩基托梁或承台，或者采用桩板墙，甚至需要换成桥梁形式，会大大增加征地拆迁的面积和费用，增加了水土流失的程度以及产生滑坡溜坍的地质灾害风险。

若是采用后者，会有效降低征地面积，降低水土流失和滑坡地质灾害的风险，但是需要增加上下分幅道路之间的挡护工程，整体上虽比并行等高的道路断面形式有较明显的优势，但是土建投资规模未必降低或者降低不够明显。

目前现有的陡坡地段轻载道路结构往往土建规模较大，导致工程量较大以及投资较高。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种陡坡地段轻载道路结构及施工方法，用于解决或部分解决目前现有的陡坡地段轻载道路结构往往土建规模较大，导致工程量较大以及投资较高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明第一方面，提供一种陡坡地段轻载道路结构，包括：用于支撑道路的悬挑梁结构；所述悬挑梁结构包括悬挑梁和支撑结构；多个所述悬挑梁沿道路的长度方向间隔设置，所述悬挑梁水平设置且一端与坡体相连固定，所述悬挑梁的底部设置有支撑结构，在所述悬挑梁上铺设路面结构层。

在上述方案的基础上，所述支撑结构包括：斜撑；所述斜撑的一端与所述悬挑梁另一端的底部相连，所述斜撑的另一端与坡体相连固定。

在上述方案的基础上，所述支撑结构包括：墩柱；所述墩柱竖直设置且顶部与所述悬挑梁另一端的底部相连，所述墩柱的底部插入坡体中并固定在稳定地层中。

在上述方案的基础上，所述悬挑梁的一端与第一锚墩相连，所述第一锚墩通过至少一个第一锚索固定在坡体表面，所述第一锚索的一端插入坡体上的第一锚索孔并固定在坡体的稳定岩体中，所述第一锚索的另一端穿过所述第一锚墩与第一锚墩相连。

在上述方案的基础上，所述斜撑的另一端与第二锚墩相连，所述第二锚墩通过至少一个第二锚索固定在坡体表面，所述第二锚索的一端插入坡体上的第二锚索孔并固定在坡体的稳定岩体中，所述第二锚索的另一端穿过所述第二锚墩与第二锚墩相连。

在上述方案的基础上，在所述悬挑梁的上方铺设预制板，在所述预制板的上方铺设路面结构层，所述路面结构层相邻两层之间设置结构缝。

在上述方案的基础上，在所述悬挑梁和所述预制板之间铺设横梁，所述横梁与所述悬挑梁的长度方向垂直设置且所述横梁的两端分别位于相邻两个悬挑梁的上方，沿所述悬挑梁的长度方向间隔设置多个横梁。

在上述方案的基础上，道路为并行不等高分幅道路结构，在下幅道路的底部设置所述悬挑梁结构。

根据本发明的第二方面，提供一种陡坡地段轻载道路结构施工方法，包括：施作第一锚墩和第一锚索：将第一锚索的一端插入坡体上预留的第一锚索孔中施作锚固端；将第一锚索的自由端穿出第一锚索孔，进行逐级张拉至预设拉拔力；封闭第一锚索，施作第一锚墩；施作支撑结构：支撑结构为斜撑时：施作第二锚墩和第二锚索，绑扎斜撑的钢筋，立模并浇筑混凝土；支撑结构为墩柱时：机械钻孔，绑扎墩柱的钢筋，浇筑混凝土；施作悬挑梁：绑扎悬挑梁的钢筋，立模并浇筑混凝土；施作路面结构层：在悬挑梁的上方通过浇筑混凝土施作横梁或者直接铺设预制的横梁；在横梁的上方分块铺设预制板，相邻预制板之间设置搭接和留缝；在预制板上方实施路面。

在上述方案的基础上，将第一锚索的自由端穿出第一锚索孔，进行逐级张拉至预设拉拔力之前还包括：取0.1-0.2倍锚索轴向拉力值，对锚索预张拉1-2次；对锚索进行设计预应力值1.10-1.20倍的超张拉。

(三)有益效果

本发明提供的一种陡坡地段轻载道路结构及施工方法，设置悬挑梁结构对道路进行支撑，可省去道路支挡措施，降低桥梁占比，可减少土石方、挡护圬工量以及征用地规模，减少工程量，节约投资。

附图说明

图1为本发明一种陡坡地段轻载道路结构一实施例的示意图；

图2为本发明一种陡坡地段轻载道路结构另一实施例的示意图。

附图标记说明：

1—悬挑梁；21—斜撑；22—墩柱；

3—坡体；4—第一锚墩；5—第一锚索；

6—第二锚墩；7—第二锚索；8—预制板；

9—横梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

本实施例根据本发明提供一种陡坡地段轻载道路结构，参考图1，该道路结构包括：用于支撑道路的悬挑梁结构；悬挑梁结构包括悬挑梁1和支撑结构；多个悬挑梁1沿道路的长度方向间隔设置，悬挑梁1水平设置且一端与坡体3相连固定，悬挑梁1的底部设置有支撑结构，在悬挑梁1上铺设路面结构层。

本实施例提供的一种陡坡地段轻载道路结构，设置悬挑梁结构对道路进行支撑，可减少道路支挡结构甚至桥梁结构形式，减少工程量。悬挑梁结构主要包括悬挑梁1和支撑结构。

在陡坡坡体3的一侧，沿道路的长度方向间隔设置悬挑梁1。每个悬挑梁1水平悬空置于陡坡坡体3的一侧。悬挑梁1一端与坡体3固定连接，底部通过支撑结构进行固定。可将道路铺设在悬挑梁1的上方。悬挑梁1及其上部的路面结构层荷载、行人荷载以及非机动车荷载等通过下部支撑结构传到稳定地层中。

本实施例提供的一种陡坡地段轻载道路结构，设置悬挑梁结构对道路进行支撑，可省去道路支挡措施，降低桥梁占比，可减少土石方、挡护圬工量以及征用地规模，减少工程量，节约投资。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，支撑结构包括：斜撑21；斜撑21的一端与悬挑梁1另一端的底部相连，斜撑21的另一端与坡体3相连固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，支撑结构包括：墩柱22；墩柱22竖直设置且顶部与悬挑梁1另一端的底部相连，墩柱22的底部插入坡体3中并固定在稳定地层中。

悬挑梁1底部的支撑结构可为斜撑21。斜撑21一端可与悬挑梁1另一端的底部铆接连接。斜撑21的另一端与坡体3固定连接。支撑结构也可为墩柱22。支撑结构也可为其他结构，以能对悬挑梁1实现稳定的支撑为目的，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，悬挑梁1的一端与第一锚墩4相连，第一锚墩4通过至少一个第一锚索5固定在坡体3表面，第一锚索5的一端插入坡体3上的第一锚索孔并固定在坡体3的稳定岩体中，第一锚索5的另一端穿过第一锚墩4与第一锚墩4相连。

在悬挑梁1与坡体3的连接处设置锚索结构，以实现悬挑梁1与坡体3的牢固连接，保证道路结构的整体稳定性。设置至少一个第一锚索5。在坡体3上设置与第一锚索5一一对应的第一锚索孔。第一锚索5的一端对应插入第一锚索孔中，与坡体3通过浇筑连接。

第一锚索孔底部应位于坡体3的稳定岩体中，使第一锚索5的一端与坡体3的稳定岩体相连固定。第一锚索5的另一端穿出第一锚索孔，并穿过第一锚墩4，将第一锚墩4牢固固定在坡体3的表面。悬挑梁1的一端可与第一锚墩4固定连接，可为铆接连接。

用第一锚索5可将第一锚墩4固定于坡体3中的稳定岩体上，可保证道路结构形式的整体稳定性。

在上述实施例的基础上，进一步地，斜撑21的另一端与第二锚墩6相连，第二锚墩6通过至少一个第二锚索7固定在坡体3表面，第二锚索7的一端插入坡体3上的第二锚索孔并固定在坡体3的稳定岩体中，第二锚索7的一端穿过第二锚墩6与第二锚墩6相连。

在支撑结构为斜撑21时，斜撑21与坡体3的连接处同样设置锚索结构，以实现斜撑21与坡体3的牢固连接，保证对悬挑梁1的稳定支撑。设置至少一个第二锚索7。在坡体3上设置与第二锚索7一一对应的第二锚索孔。第二锚索7的一端对应插入第二锚索孔中，与坡体3通过浇筑连接。

第二锚索孔底部同样应位于坡体3的稳定岩体中，使第二锚索7的一端与坡体3的稳定岩体相连固定。第二锚索7的另一端穿出第二锚索孔，并穿过第二锚墩6，将第二锚墩6牢固固定在坡体3的表面。斜撑21的另一端可与第二锚墩6固定连接，可为铆接连接。

进一步地，斜撑21一端与悬挑梁1另一端底部之间、斜撑21另一端与第二锚墩6之间以及悬挑梁1一端与第一锚墩4之间也可采用其他连接方式，以能实现牢固连接为目的，对此不做限定。

进一步地，第一锚索5和第二锚索7均为预应力锚索。

在上述实施例的基础上，进一步地，在悬挑梁1的上方铺设预制板8，在预制板8的上方铺设路面结构层，路面结构层相邻两层之间设置结构缝。悬挑梁1沿道路的长度方向是间隔设置的，可在悬挑梁1上铺设预制板8，在预制板8上施作路面结构层。路面结构层的层间预留结构缝。

在上述实施例的基础上，进一步地，在悬挑梁1和预制板8之间铺设横梁9，横梁9与悬挑梁1的长度方向垂直设置且横梁9的两端分别位于相邻两个悬挑梁1的上方，沿悬挑梁1的长度方向间隔设置多个横梁9。

为保证预制板8铺设的稳定性，可在悬挑梁1的上方、预制板8的下方设置横梁9。横梁9横置在相邻两个悬挑梁1之间。可沿悬挑梁1的长度方向，在两个相邻的悬挑梁1上方间隔横置多个横梁9。悬挑梁1的长度方向即每个悬挑梁1的长度方向，即道路的宽度方向。

在悬挑梁1的上方横置横梁9，可横置在相邻两个悬挑梁1的间隙上，对预制板8进行更好的支撑，从而保证对路面结构层实现牢固稳定的支撑，保证整个道路结构的稳定性。

在上述实施例的基础上，进一步地，道路为并行不等高分幅道路结构，在下幅道路的底部设置悬挑梁结构。

对于陡坡地段的道路，在并行等高不分幅的条件下，产生了半堑半堤横断面形式，若采用现有的上挡和下挡措施，极有可能导致挡护能力不够，甚至需要采用半路半桥的形式才能解决，带来了填挖方量大、上下挡规模大，征地费用和挡护工程费用大幅上升的问题，同时由于刷坡坡度过高容易导致大面积植被破坏而引起大面积水土流失甚至滑坡等不良地质灾害的后果。

为解决上述并行等高不分幅道路带来的问题，减少填挖方，可将陡坡地段道路结构设置为并行不等高的分幅道路横断面形式。且为了减少下幅道路的下档甚至避免出现桥梁结构形式，在下幅道路的底部设置悬挑梁结构。

悬挑梁1上铺设预制板8，板上施作道路路面结构层，悬挑梁1及其上部的板荷载、行人荷载、非机动车荷载由通过其下部的支撑结构传到稳定地层中。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种陡坡地段轻载道路结构施工方法，其特征在于，包括：施作第一锚墩4和第一锚索5：将第一锚索5的一端插入坡体3中预留的第一锚索孔中施作锚固端；将第一锚索5的自由端穿出第一锚索孔，进行逐级张拉至预设拉拔力；封闭锚索，施作第一锚墩4；施作支撑结构：支撑结构为斜撑21时包括施作第二锚墩6和第二锚索7，绑扎斜撑21的钢筋，立模并浇筑混凝土；支撑结构为墩柱22时包括机械钻孔，绑扎墩柱22的钢筋，浇筑混凝土；施作悬挑梁1：绑扎悬挑梁1的钢筋，立模并浇筑混凝土；施作路面结构层：在悬挑梁1的上方通过浇筑混凝土施作横梁9或者直接铺设预制的横梁9；在横梁9的上方分块铺设预制板8，相邻预制板8之间设置搭接和留缝；在预制板8上方实施路面。

在上述实施例的基础上，进一步地，将第一锚索5的自由端穿出第一锚索孔，进行逐级张拉至预设拉拔力之前还包括：

取0.1-0.2倍锚索轴向拉力值，对锚索预张拉1-2次；

对锚索进行设计预应力值1.10-1.20倍的超张拉。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种陡坡地段轻载道路结构的具体施工方法包括：

施作第一锚墩4及预应力第一锚索5：先将第一锚索5的一端插入坡体3上的第一锚索孔中，施作锚固段，将第一锚索5的一端与坡体3内部的稳定岩体固定连接；然后将第一锚索5的自由端穿出第一锚索孔，开始进行逐级张拉，待达到预设所需拉拔力后，对锚索进行锁闭，施作第一锚墩4，待最终凝固之后，剪除剩余锚索部分。

预应力第一锚索5施工时第一锚索孔定位偏差不宜大于20.0mm，锚孔偏斜度不应大于2％，钻孔深度超过锚索设计长度不应小于0.5m。预应力锚索灌浆前应清孔，排放孔内积水，注浆管宜与锚索同时放入孔内。向水平孔或下倾孔内注浆时，注浆管出口应插入距孔底100-300mm处，浆液自下而上连续灌注；向上倾斜的钻孔内注浆时，应在孔口设置密封装置。孔口溢出浆液或排气管停止排气并满足注浆要求时，可停止注浆。

第一锚索5张拉控制应力不宜超过0.65倍钢绞线的强度标准值。在进行正式张拉之前，应取0.1-0.2倍锚索轴向拉力值，对锚索预张拉1次-2次，使其各部位的接触紧密和杆体完全平直。同时宜进行锚索设计预应力值1.10-1.20倍的超张拉，预应力保留值应满足设计要求。

对地层及被锚固结构位移控制要求较高的工程，预应力锚索的锁定值宜为锚索轴向拉力特征值；对容许地层及被锚固结构产生一定变形的工程，预应力锚索的锁定值宜为锚索设计预应力值得0.75倍-0.90倍。

施作支撑结构。因为支撑结构可为斜撑21或者墩柱22，因此分两种情况。在支撑结构为斜撑21时，应先按照上述第一锚索5和第一锚墩4的施作方法施作第二锚索7和第二锚墩6；然后绑扎斜撑21的钢筋，立模，浇筑混凝土，斜撑21与第二锚墩6之间可为铆接连接。

施作悬挑梁1。绑扎悬挑梁1的钢筋，立模，浇筑混凝土，悬挑梁1与支撑结构之间可为铆接，与第一锚墩4之间也视为铆接。

施作横梁9。横梁9可以预制，将预制好的横梁9成品安装在悬挑梁1上；也可以现浇，在悬挑梁1上根据横梁9设计要求绑扎横梁9的钢筋，立模，浇筑混凝土。

施作路基底板及路面层。分块安装预制板8块，做好搭接和留缝，在路基底板上实施路面层，在接缝处对应留好变形缝。

本实施例提供的陡坡地段轻载道路结构形式，与现有陡坡地段道路结构形式相比优势显著：与陡坡地段并行等高道路结构形式相比，可显著降减少下挡规模及难度、降低桥梁占比，在土石方、挡护圬工量、征用地规模方面优势显著。

与并行不等高双下挡道路结构形式相比，可省去下幅道路支挡措施，降低桥梁占比，在土石方、挡护圬工量、征用地规模方面优势显著；与半路半桥道路结构形式相比，优势更加明显，直接减少桥梁占比，显著降低投资造价。

该道路结构将悬挑梁1、预应力锚索和斜撑21或墩柱22结合在一起，结构简单、能够很好适应高陡边坡地段的结构形式，是一种新型的陡坡路堤景观道路结构形式。该道路结构解决了现有陡坡地段无法增设景观道、骑行道、慢行道等情况，是一种新型分幅轻载道路结构形式。

与传统支挡结构相比，该结构形式对基础条件要求不高，尤其是对陡坡路堤具有更好的适应性，轻量化是其最大优势；同时减少大面积开挖土方及对植被的破坏，可显著节省圬工和投资造价。

该道路结构收坡效果好，可节省用地横向宽度1-4m，缩短桥梁长度1-2跨，综合测算，降低投资造价至少在10％以上，社会及经济效益显著。近年来，随着公路、铁路工程的发展力度，使得陡坡路堤工程大幅增加，该结构形式正是为陡坡路堤而研发，具有广阔的应用前景。

山区陡坡地段新建景观道、骑行道、慢行道等，均存在征地面积大、路堑刷坡高、路堤填土高、上下挡措施重的困境，受限现有支挡措施收坡能力的限制，难以很好地解决上述困难，而该新型道路结构形式可以很好地适用于陡坡地段，克服上述困难，具有很好的使用前景。同时在减少建设用地、降低土建投资、减少水土流失、减少滑坡泥石流等地质灾害方面效果明显。

综上所述，该道路结构形式技术先进，适用范围广，社会及经济效益显著，具有良好的推广应用前景和社会经济价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。