一种软土地基公路路堤拓宽结构的制作方法

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1.本实用新型涉及公路工程改扩建技术领域，特别是涉及一种路堤拓宽结构，具体的说是一种软土地基公路路堤拓宽结构。


背景技术：
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2.近年来，随着经济社会的快速发展，早期建设的公路交通流量逐渐增大，部分营运量大的高速公路甚至出现了流量趋于饱和的情况，使其高速、快捷的特性大打折扣。在公路建设用地日益紧张的情况下，为在改善前述状况的同时不大量增加建设用地，对原有公路进行改扩建成为较佳的一种建设方式。
3.随着运营时间的推移，原有公路路基的固结沉降已基本完成，而拓宽部分的地基在拓宽路堤荷载作用下会产生一定沉降量，同时也会带来原有路基一定的附加沉降，两者的不均匀沉降往往导致路面拉裂、路面沉陷等问题。特别是在软土路段，上述差异沉降现象更加显著，控制差异沉降成为决定工程建设质量的关键问题，若未能得到妥善处理，将带来工程质量隐患，并严重影响运营安全和行车舒适性。
4.目前，在软土路段的公路路堤拓宽工程中，一部分采用复合地基、桩板结构等方式，通过加固原有软土地基，提高土体力学性能，达到提高地基承载力、减小拓宽段沉降量的目的；另一部分通过对拓宽路堤采用气泡轻质土、eps泡沫块、eps泡沫颗粒混合土等轻质材料，减小路堤荷载，从而减小差异沉降。
5.在上述方法中，复合地基、桩板结构等加固地基土体的方式处治效果良好，但处治费用较高；单独采用轻质路堤的方式可部分减小拓宽路基的沉降，但在软土层深厚时仍难以避免造成一定的差异沉降。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种有效解决拓宽路堤与原有路堤差异沉降问题，施工便利且较为经济的公路路堤拓宽结构。
7.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：
8.一种软土地基公路路堤拓宽结构，包括贴合既有路堤坡面设置的轻质土拓宽路堤，以及在天然地基中换填并支承于轻质土拓宽路堤底面的轻质土垫层。
9.本实用新型的进一步技术：
10.上述的轻质土拓宽路堤与既有路堤的贴合面呈台阶型。
11.上述的轻质土拓宽路堤的湿容重为4kn/m3至10kn/m3。
12.上述的轻质土拓宽路堤底面以上0.2m至0.4m处水平设置第一金属网,轻质土拓宽路堤顶面水平设置第二金属网。
13.上述的轻质土拓宽路堤设置横向变形缝。
14.上述的轻质土拓宽路堤的坡面为斜面、直立面或台阶。
15.上述的轻质土垫层的横剖面呈倒梯形或矩形。
16.上述的轻质土垫层的湿容重为6kn/m3至12kn/m3，饱和容重为7kn/m3至14kn/m3。
17.上述的轻质土垫层与天然地基的接触面铺设有防渗土工膜。
18.本实用新型的有益效果在于：通过采用轻质土拓宽路堤，使得路堤荷载大幅度降低，与一般填土路堤相比，荷载仅为其1/4至1/2；同时在拓宽路堤下的软土地基中换填一定厚度的轻质土垫层，使得轻质土垫层底面的附加应力趋近于0，从而从根本上解决拓宽路基与原有路基的差异沉降问题。
附图说明:
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图；
20.图1为本实用新型的结构横剖面示意图，轻质土拓宽路堤1的坡面为斜面，轻质土垫层2的横剖面呈倒梯形；
21.图2为本实用新型的侧立面示意图，轻质土拓宽路堤1的坡面为斜面，轻质土垫层2的横剖面呈倒梯形；
22.图3为本实用新型的结构横剖面示意图，轻质土拓宽路堤1的坡面为台阶，轻质土垫层2的横剖面呈倒梯形。
23.图4为本实用新型的结构横剖面示意图，轻质土拓宽路堤1的坡面为直立面，轻质土垫层2的横剖面呈矩形。
24.附图标记：a-既有路堤；b-天然地基；1-轻质土拓宽路堤；2
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轻质土垫层；3-第一金属网；4-第二金属网；5-横向变形缝；6-防渗土工膜。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.拓宽路堤与既有路堤产生差异沉降的根源在于拓宽路堤对其底面的地基产生附加应力，引起地基的固结沉降；同时附加应力在地基中传递导致既有路堤以下的地基产生一定的附加沉降，两者的沉降差即为差异沉降。因此，要解决差异沉降问题，根本的方法是最大限度的降低作用于地基土的附加应力。
27.如图1至图2所示，本实用新型的一种软土地基公路路堤拓宽结构，包括贴合既有路堤a坡面设置的轻质土拓宽路堤1，以及在天然地基b中换填并支承于轻质土拓宽路堤1底面的轻质土垫层2。
28.本实用新型在使用过程中，结合既有路堤下软土地基固结情况，通过合理控制轻质土拓宽路堤的容重以及轻质土垫层的容重和厚度，可基本消除新老路堤的差异沉降，处理效果优于现有技术；施工过程中无需预压，轻质土浇筑后在较短时间内即可成型并具有一定强度，总体工期短，可大幅度降低扩建施工对道路交通的不利影响。
29.实施例中，轻质土拓宽路堤1的湿容重为4kn/m3至10kn/m3；轻质土垫层(2)的湿容
重为6kn/m3至12kn/m3，饱和容重为7kn/m3至 14kn/m3。采用容重符合前述要求的轻质材料，可直接起到为地基土减载的目的，容重的选择可根据路面荷载、路堤强度等要求综合确定。
30.实施例中，轻质土拓宽路堤1与既有路堤a的贴合面呈台阶型，可以增大新老路堤的结合面积；轻质土拓宽路堤1底面以上0.2m至 0.4m处水平设置第一金属网3,轻质土拓宽路堤1顶面水平设置第二金属网4；上述措施均可提高拓宽路堤的稳定性。
31.实施例中，轻质土拓宽路堤1设置横向变形缝5，利于释放浇筑轻质土后产生的水化热，也可避免气温变化导致路堤中产生过大的温度应力，防止产生内部裂缝。
32.实施例中，轻质土拓宽路堤1的坡面为斜面。
33.实施例中，轻质土垫层2的横剖面呈倒梯形。
34.实施例中，轻质土垫层2与天然地基b的接触面铺设有防渗土工膜6，可防止地下水向轻质土垫层2中渗透导致荷载增大。
35.实施例中，轻质土拓宽路堤1和轻质土垫层2采用的材料包括泡沫轻质土、泡沫混凝土、eps颗粒混合土中的一种或几种的组合。
36.需要指出的是，在其他优选实施例中，轻质土拓宽路堤1的坡面可采用如图3、图4所示的直立面或台阶，轻质土垫层2的横剖面可呈如图3、图4所示的矩形。
37.再次结合图1至图2，本实用新型的一种软土地基公路路堤拓宽结构的实施方法包括以下步骤：
38.(1)结合既有路堤沉降计算资料及沉降观测数据，评估路堤下部软土地基固结情况，确定拓宽路堤固结沉降控制值，当既有路堤已完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降计算值趋近于0；当既有路堤未完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降值与既有路堤残余沉降及附加沉降之和相当；
39.(2)按步骤
①
要求，计算确定合适的轻质土拓宽路堤的容重、轻质土垫层的容重及厚度；
40.(3)按设计要求在既有路堤的坡面开挖台阶；
41.(4)在地基中按设计尺寸要求开挖基槽；
42.(5)在基槽底部及侧面等与地基土接触面铺设防渗土工膜；
43.(6)采用符合设计要求的轻质土材料分层浇筑，直至填充基槽至原地面位置；
44.(7)根据设计要求的拓宽路堤坡面进行支模；
45.(8)在模板和既有路堤之间浇筑第一层厚度为20厘米至40厘米的路堤轻质土，终凝后在表面水平铺设一层金属网；
46.(9)分层浇筑路堤轻质土至设计高程，每一层浇筑需在前一层终凝后进行，最后在顶面水平铺设一层金属网；
47.(10)在顶面和坡面覆盖塑料薄膜进行养生，完成后施工路床和路面。
48.结合图3，当轻质土拓宽路堤1的坡面为台阶时，本实用新型的一种软土地基公路路堤拓宽结构的实施方法包括以下步骤：
49.(1)结合既有路堤沉降计算资料及沉降观测数据，评估路堤下部软土地基固结情况，确定拓宽路堤固结沉降控制值，当既有路堤已完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降计算值趋近于0；当既有路堤未完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降值与既有路堤残余沉降及附加沉降之和相当；
50.(2)按步骤
①
要求，计算确定合适的轻质土拓宽路堤的容重、轻质土垫层的容重及厚度；
51.(3)按设计要求在既有路堤的坡面开挖台阶；
52.(4)在地基中按设计尺寸要求开挖基槽；
53.(5)在基槽底部及侧面等与地基土接触面铺设防渗土工膜；
54.(6)采用符合设计要求的轻质土材料分层浇筑，直至填充基槽至原地面位置；
55.(7)根据设计要求的拓宽路堤坡面进行支模；
56.(8)在模板和既有路堤之间浇筑第一层厚度为20厘米至40厘米的路堤轻质土，终凝后在表面水平铺设一层金属网；
57.(9)分层浇筑路堤轻质土至设计高程，每一层浇筑需在前一层终凝后进行，最后在顶面水平铺设一层金属网；
58.(10)在顶面和坡面覆盖塑料薄膜进行养生；
59.(11)在轻质土拓宽路堤的台阶上采用粘土包边，形成倾斜坡面，完成后施工路床和路面。
60.结合图4，当轻质土拓宽路堤1的坡面为直立面时，本实用新型的一种软土地基公路路堤拓宽结构的实施方法包括以下步骤：
61.(1)结合既有路堤沉降计算资料及沉降观测数据，评估路堤下部软土地基固结情况，确定拓宽路堤固结沉降控制值，当既有路堤已完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降计算值趋近于0；当既有路堤未完成固结沉降时，使拓宽路堤固结沉降值与既有路堤残余沉降及附加沉降之和相当；
62.(2)按步骤
①
要求，计算确定合适的轻质土拓宽路堤的容重、轻质土垫层的容重及厚度；
63.(3)按设计要求在既有路堤的坡面开挖台阶；
64.(4)在地基中按设计尺寸要求开挖基槽；
65.(5)在基槽底部及侧面等与地基土接触面铺设防渗土工膜；
66.(6)采用符合设计要求的轻质土材料分层浇筑，直至填充基槽至原地面位置；
67.(7)在轻质土垫层顶面设计路堤外边缘处按路堤线型依次设立预制l型挡墙；
68.(8)在预制l型挡墙和既有路堤之间浇筑第一层厚度为20厘米至40厘米的路堤轻质土，终凝后在表面水平铺设一层金属网；
69.(9)分层浇筑路堤轻质土至设计高程，每一层浇筑需在前一层终凝后进行，最后在顶面水平铺设一层金属网；
70.(10)在顶面覆盖塑料薄膜进行养生，完成后施工路床和路面。
71.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。