本发明涉及道路施工领域，特别涉及高强度路基结构及施工方法。
背景技术：
路基指的是按照路线位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是用土或石料修筑而成的线性结构物。路基受到天气、水文条件、人类活动和地质运动等方面的破坏时，会失去路基应有的坚固性、稳定性和耐久性，导致路基需要经常性的维修，耗时耗力，造成人力资源的浪费，加大了路基保养的资金支出，阻碍了交通和使用，路基的稳定直接关系到公路和铁路是否能正常使用。针对现有的技术，路基长期暴露在外界环境，容易受到雨水的冲刷，并且在海洋附近的建筑工程和盐渍地区，在地表水、地下水及温度等环境因素变化的条件下，盐渍土会发生盐胀、翻胀及溶陷等病害，路基基体易受到水的渗透而发生膨胀或者松动从而导致路基失稳，路面容易产生开裂、下陷等情况，对于行车安全十分不利。根据2014年出版的《公路工程技术标准》，对公路按交通量分为五个技术等级。从车速的快慢角度可分为高速公路、快速公路、普通公路。按行政级别分为国道、省道、县道、乡道、村道。但公路路基沉降一直是个难题，使得公路寿命大大缩短，所以我们改善一种延长公路寿命的公路结构。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供高强度路基结构及施工方法，可以实现改变混凝土建筑物的内部组成，降低混凝土的渗透性，能够有效隔断毛细水通道，阻隔化学离子对混凝土的化学腐蚀，提高混凝土建筑物的安全性和使用寿命，解决盐渍土地区各种水对高速路基带来的危害。
本发明采用的技术方案如下：
高强度路基的施工方法，关键在于包括以下步骤：
s1、对原地基进行开挖、整平处理，保证地基表面平整、坡度均匀；
s2、在地基上依次铺设原状土、高强度固结剂，并经整形、夯实构成改良层；
s3、在改良层上安装边坡模板，然后再进行混凝土浇筑；
s4、对混凝土进行脱模、养护、干燥，使其达到指定强度；
s5、在两侧铺设10-15cm宽的碎石排水沟；
s6、在混凝土上部设置一层排水土工布。
优选的，s3中两工作段的衔接处模板之间设有空气囊，施工时，充气至规定压力，并利用梁体箍筋、拉钩和侧模对拉螺栓，必要时插入工具式挡棍，使其固定牢靠，外形舒展，与梁模板密贴，形成严密的隔离层。待两侧混凝土浇筑后、初凝前，随着缓慢放气，同步提升，最后抽离空气囊，并对混凝土进行二次振捣，使两侧混凝土充分融合、密实。
优选的，所述空气囊为矩形扁平袋状物，形似空气枕头，其上部一侧设有充气阀。空气囊采用双层柔性构造，内层为橡胶气囊，外层为聚酯纤维布加强保护层，沿其四周和大面每隔100㎜设有30㎜宽增强纤维提升带，内外层经热压硫化处理而胶结为一体，一次成型，表面光滑无接缝，具有很高的抗张强度，很好的弹性、柔韧性和气密性，充气压力可达0.03mpa。
优选的，s2中原状土分三层摊铺，每层虚铺厚度分别为22cm，22cm，21cm，并测定原状土的含水量，若在混合料的最优含水量14.5％的+6％～-1％范围内即可进行摊铺高强度固结剂施工；将高强度固结剂均匀摊开，采用路拌机对改良土拌和均匀后，经静压、整形、碾压，碾压过程中，使改良土的表面始终保持湿润，从拌和到碾压完成的所有工序必须在3h～4h的初凝时间内完成。
优选的，所述路拌机的工作速度应小于3.3km/h,拌合深度不小于摊铺厚度0.22m,并避免素土夹层，拌和时控制改良土含水量,使改良土达到最佳含水量状态。
优选的，所述碾压过程为弱振碾压1遍，再强振1遍，弱振1遍，最后静压1遍收光，碾压时遵循先轻后重、先慢后快的原则，碾压速度控制在1km/h～1.5km/h范围内，弱振振动力控制在200kpa左右，强振振动力控制在350kpa左右，碾压应在最佳含水量14.8％时进行压实，各部分碾压次数尽量相同，道路两侧多压1遍～2遍。
优选的，所述高强度固结剂，包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥50-82份、复合超细微粉17-38份、速凝剂2-9份、高分子纤维素10-16份、改性聚丙烯21-24份、无碱玻璃纤维6-10份；所述复合超细微粉由质量比为(20-30)：(10-22)：(10-15)：(5-8)：(12-18)：(40-60)的矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、煤矸石和聚二甲基硅氧烷制成。
优选的，所述改性聚丙烯采用如下方法制备：将质量体积比为(0.5-6)g：(2-9)g：100ml的4-羟基-2-丁酮、三乙胺和丁酮投入反应釜中，边搅拌边滴加质量浓度为(150-200)g/l的β-苯基丙烯酰氯的乙醚溶液，滴完后反应2-5h，将反应产物过滤，用乙醚洗涤，收集滤液，再用质量分数为5％的naoh溶液洗涤滤液，然后用去离子水洗涤，最后用乙醚萃取，蒸发溶剂，将产物在60℃的真空中干燥直至恒重，得到改性剂；将质量比为(0.5-1.8)：(1-5)：100的改性剂、过氧化二异丙苯和聚丙烯树脂投入反应釜中，在70℃下交联反应15-20h，制得改性聚丙烯。
优选的，所述高分子纤维素为质量比为5：(2-12)的羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维；所述硅酸盐水泥是由硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混合而成的复配水泥，硫铝酸盐水泥占水泥总质量的7～9％，余量为普通硅酸盐水泥；所述速凝剂是由质量比为1：1：0.8的铝酸钠、碳酸钠和氧化钙配制而成。
一种高强度路基结构，关键在于：采用以上施工方法制备而成。
与现有技术相比，本发明提出的高强度路基，结构简单，其改良层将土壤固结后的固化产物具有较大的毛体积密度，力学、耐久性能优于采用水泥或二灰固结的产物，其硬化水泥浆中的ca(oh)2和二次水化形成的氢氧化钙对复合超细微粉具有碱激发的作用，进一步了促进复合超细微粉参与水化反应复合；超细微粉和无碱玻璃纤维的掺入在水泥改良土内部发挥填充效应，促使混凝土结构变得更加致密，降低水泥改良土的渗透性，改善了水泥改良土的干缩性能，高分子纤维素和改性聚丙烯的掺入可有效缓解和降低水泥改良土的腐蚀速度，便于在钢筋表面形成致密的保护层，当有害离子侵入混凝土中，抑制、阻止和延缓钢筋锈蚀的电化学反应，从而延长水泥改良土结构的使用寿命，后期强度稳定发展，且随着龄期增长，其增长率也明显优于普通改良土，可有效隔断地基土与基床之间的毛细水运移通道，防止盐渍土侵蚀路堑基床结构而产生盐胀、翻胀及溶陷等病害，并且与传统的级配碎石柔性基层相比，具有更大的抗压、抗弯拉以及抗剪强度，布设的土工布和两侧的排水沟能够将渗入路基的水迅速排出，减小水损害造成的影响。施工工艺简单，施工质量易于保证，采用较低的成本解决盐渍土地区高速铁路的技术难题，具有较强的推广应用价值。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附表和具体实施方式对本发明作详细说明。
实施例1
本发明的高强度路基采用以下步骤施工得到：
s1、对原地基进行开挖、整平处理，保证地基表面平整、坡度均匀；
s2、将原状土分三层摊铺在地基上，每层虚铺厚度分别为22cm，22cm，21cm，并测定原状土的含水量，若在混合料的最优含水量14.5％的+6％～-1％范围内即可进行摊铺高强度固结剂施工；将高强度固结剂均匀摊开，采用路拌机对改良土拌和均匀，所述路拌机的工作速度应小于3.3km/h,拌合深度不小于摊铺厚度0.22m,并避免素土夹层，拌和时控制改良土含水量,使改良土达到最佳含水量状态，然后经静压、整形、碾压构成改良层，碾压过程为弱振碾压1遍，再强振1遍，弱振1遍，最后静压1遍收光，碾压时遵循先轻后重、先慢后快的原则，碾压速度控制在1km/h～1.5km/h范围内，弱振振动力控制在200kpa左右，强振振动力控制在350kpa左右，碾压应在最佳含水量14.8％时进行压实，各部分碾压次数尽量相同，道路两侧多压1遍～2遍，使改良土的表面始终保持湿润，从拌和到碾压完成的所有工序必须在3h～4h的初凝时间内完成；
s3、在改良层上安装边坡模板，并在两工作段的衔接处模板之间设置空气囊，所述空气囊为矩形扁平袋状物，形似空气枕头，其上部一侧设有充气阀。空气囊采用双层柔性构造，内层为橡胶气囊，外层为聚酯纤维布加强保护层，沿其四周和大面每隔100㎜设有30㎜宽增强纤维提升带，内外层经热压硫化处理而胶结为一体，一次成型，表面光滑无接缝，具有很高的抗张强度，很好的弹性、柔韧性和气密性，充气压力可达0.03mpa，施工时，充气至规定压力，并利用梁体箍筋、拉钩和侧模对拉螺栓，必要时插入工具式挡棍，使其固定牢靠，外形舒展，与梁模板密贴，形成严密的隔离层，然后再进行混凝土浇筑，待两侧混凝土浇筑后、初凝前，随着缓慢放气，同步提升增强纤维提升带，最后抽离空气囊，并对混凝土进行二次振捣，使两侧混凝土充分融合、密实；
s4、对混凝土进行脱模、养护、干燥，使其达到指定强度；
s5、在两侧铺设10-15cm宽的碎石排水沟；
s6、在混凝土上部设置一层排水土工布。
高强度固结剂包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥50份、复合超细微粉17份、速凝剂2份、高分子纤维素10份、改性聚丙烯21份、无碱玻璃纤维6份；所述复合超细微粉由质量比为20：10：10：5：12：40的矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、煤矸石和聚二甲基硅氧烷制成，其料粒径d50达到8μm以下，粒径d95达到20μm以下，比表面积为850～900m2/kg；
其中，高分子纤维素为质量比为5：2的羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维；所述硅酸盐水泥是由硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混合而成的复配水泥，硫铝酸盐水泥占水泥总质量的7～9％，余量为普通硅酸盐水泥；所述无碱玻璃纤维为直径：9～13μm，长度：30～50μm的粉末；所述速凝剂是由质量比为1：1：0.8的铝酸钠、碳酸钠和氧化钙配制而成；所述改性聚丙烯采用如下方法制备：将质量体积比为0.5g：2g：100ml的4-羟基-2-丁酮、三乙胺和丁酮投入反应釜中，边搅拌边滴加质量浓度为150g/l的β-苯基丙烯酰氯的乙醚溶液，滴完后反应2-5h，将反应产物过滤，用乙醚洗涤，收集滤液，再用质量分数为5％的naoh溶液洗涤滤液，然后用去离子水洗涤，最后用乙醚萃取，蒸发溶剂，将产物在60℃的真空中干燥直至恒重，得到改性剂；将质量比为0.5：1：100的改性剂、过氧化二异丙苯和聚丙烯树脂投入反应釜中，在70℃下交联反应15-20h制得。
实施例2
与实施例1的高强度路基的施工方法相同，不同在于，高强度固结剂包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥82份、复合超细微粉38份、速凝剂9份、高分子纤维素16份、改性聚丙烯24份、无碱玻璃纤维10份；所述复合超细微粉由质量比为30：22：15：8：18：60的矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、煤矸石和聚二甲基硅氧烷制成，其料粒径d50达到8μm以下，粒径d95达到20μm以下，比表面积为850～900m2/kg；
其中，高分子纤维素为质量比为5：12的羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维；所述硅酸盐水泥是由硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混合而成的复配水泥，硫铝酸盐水泥占水泥总质量的7～9％，余量为普通硅酸盐水泥；所述无碱玻璃纤维为直径：9～13μm，长度：30～50μm的粉末；所述速凝剂是由质量比为1：1：0.8的铝酸钠、碳酸钠和氧化钙配制而成；所述改性聚丙烯采用如下方法制备：将质量体积比为6g：9g：100ml的4-羟基-2-丁酮、三乙胺和丁酮投入反应釜中，边搅拌边滴加质量浓度为200g/l的β-苯基丙烯酰氯的乙醚溶液，滴完后反应2-5h，将反应产物过滤，用乙醚洗涤，收集滤液，再用质量分数为5％的naoh溶液洗涤滤液，然后用去离子水洗涤，最后用乙醚萃取，蒸发溶剂，将产物在60℃的真空中干燥直至恒重，得到改性剂；将质量比为1.8：5：100的改性剂、过氧化二异丙苯和聚丙烯树脂投入反应釜中，在70℃下交联反应15-20h制得。
实施例3
与实施例1的高强度路基的施工方法相同，不同在于，高强度固结剂包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥65份、复合超细微粉20份、速凝剂6份、高分子纤维素13份、改性聚丙烯22份、无碱玻璃纤维8份；所述复合超细微粉由质量比为22：12：12：6：15：45的矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、煤矸石和聚二甲基硅氧烷制成，其料粒径d50达到8μm以下，粒径d95达到20μm以下，比表面积为850～900m2/kg；
其中，高分子纤维素为质量比为5：8的羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维；所述硅酸盐水泥是由硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混合而成的复配水泥，硫铝酸盐水泥占水泥总质量的7～9％，余量为普通硅酸盐水泥；所述无碱玻璃纤维为直径：9～13μm，长度：30～50μm的粉末；所述速凝剂是由质量比为1：1：0.8的铝酸钠、碳酸钠和氧化钙配制而成；所述改性聚丙烯采用如下方法制备：将质量体积比为2g：5g：100ml的4-羟基-2-丁酮、三乙胺和丁酮投入反应釜中，边搅拌边滴加质量浓度为200g/l的β-苯基丙烯酰氯的乙醚溶液，滴完后反应2-5h，将反应产物过滤，用乙醚洗涤，收集滤液，再用质量分数为5％的naoh溶液洗涤滤液，然后用去离子水洗涤，最后用乙醚萃取，蒸发溶剂，将产物在60℃的真空中干燥直至恒重，得到改性剂；将质量比为1.0：2：100的改性剂、过氧化二异丙苯和聚丙烯树脂投入反应釜中，在70℃下交联反应15-20h制得。
实施例4
与实施例1的高强度路基的施工方法相同，不同在于，高强度固结剂包括以下重量份的原料：硅酸盐水泥77份、复合超细微粉28份、速凝剂4份、高分子纤维素15份、改性聚丙烯23份、无碱玻璃纤维8份；所述复合超细微粉由质量比为28：17：12：8：16：55的矿渣微粉、粉煤灰、脱硫石膏、偏高岭土、煤矸石和聚二甲基硅氧烷制成，其料粒径d50达到8μm以下，粒径d95达到20μm以下，比表面积为850～900m2/kg；
其中，高分子纤维素为质量比为5：10的羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇纤维；所述硅酸盐水泥是由硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥混合而成的复配水泥，硫铝酸盐水泥占水泥总质量的7～9％，余量为普通硅酸盐水泥；所述无碱玻璃纤维为直径：9～13μm，长度：30～50μm的粉末；所述速凝剂是由质量比为1：1：0.8的铝酸钠、碳酸钠和氧化钙配制而成；所述改性聚丙烯采用如下方法制备：将质量体积比为5g：8g：100ml的4-羟基-2-丁酮、三乙胺和丁酮投入反应釜中，边搅拌边滴加质量浓度为180g/l的β-苯基丙烯酰氯的乙醚溶液，滴完后反应2-5h，将反应产物过滤，用乙醚洗涤，收集滤液，再用质量分数为5％的naoh溶液洗涤滤液，然后用去离子水洗涤，最后用乙醚萃取，蒸发溶剂，将产物在60℃的真空中干燥直至恒重，得到改性剂；将质量比为1.2：3：100的改性剂、过氧化二异丙苯和聚丙烯树脂投入反应釜中，在70℃下交联反应15-20h制得。
对比例1
与实施例1的高强度路基的施工方法相同，不同在于，固结剂选用普通水泥(标号p.o.425)
对比例2
与实施例1的高强度路基的施工方法相同，不同在于，固结剂选用二灰(石灰粉煤灰的混合物，商品二灰混合物)
将实施例和对比例所制得的固结剂进行性能测试，所有对比试验数据如下表所示。
抗折强度试验：采用gb/t50082标准；
抗压强度试验：按照gb/t50081-2002标准；
干缩率试验：采用gb/t50082标准。
土样回弹模量试验：采用10％固结剂去固化土体，选用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(jtge51～2009)的顶面法进行；
土样侧限抗压强度试验：采用10％固结剂去固化土体，用静压法成型10cm*10cm的圆柱形试块。首先进行7天无侧限抗压强度试验。对成型好的试件进行标准养护6d，浸水养护24h，测试各试件的无侧限抗压强度，进行28天和90天无侧限抗压强度试验。对成型好的试件进行标准养护27d和89d，浸水养护24h，测试各试件的无侧限抗压强度。
参见上表中的数据，与采用水泥固化和二灰固化相比，本发明在28d抗压强度和无侧限抗压强度上有了明显的增加。相反对比例中的试验数据出现了一定程度的下降。说明采用了本发明的固结剂所制备的改良土在很长的一段时间会保持力学性能的持续增长。本发明显著增强固化产物的抗压回弹模量和无侧限抗压强度，且相比普通固结材料，具有更长的力学性能增长时间。
最后需要说明，上述描述仅为本发明的优选实施例，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。