一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构的制作方法

【技术领域】

本实用新型属于路基施工技术领域，具体涉及一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构。

背景技术：

公路建设基础建设的是重点，是社会经济发展的重要基础设施，更是汽车工业发展和交通运输水平的重要标志。虽然公路网建设发展较快，但通行能力严重不足，已成为公路网络中的薄弱环节，而对老路进行扩建是解决这一问题的重要手段，对老路进行扩建不但可以很大程度上增加公路的运输能力，而且还可以大量减少修筑新路的费用。但对于新老路加固引起的路基不均匀沉降，一直以来都是急需解决的问题。特别是湿陷性黄土地区，在严寒和融雪水入渗的条件下，路基容易发生块状沉降。

现在处理湿陷性黄土路基的加固方法主要有：①挖土换填，②采用土工材料类，如土工格栅、土工格室等，③其他发明的装置或方法。对于第一类的挖土换填，所需要的的成本高，工作量大，不适宜长大公路，对于第二类的采用土工材料类，土工材料类，例如土工格栅，在自然环境中受到紫外线照射或者高温环境，与空气中的氧气会发生氧化反应，出现强度、伸长率等特性降低；另外，在施工、以及填料铺设和夯实等过程中，土工格栅易发生损伤，而影响强度和加筋效果。现有技术中，针对季冻区的湿陷性黄土公路路基，并没有合适的加固方法。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构，解决现有技术中缺乏针对季冻区湿陷性黄土路基不均匀沉降解决方法的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构，包括从下到上的级配砂砾底基层和水泥稳定砂砾基层，所述级配砂砾底基层和稳定砂砾基层之间设置有钢筋网；所述级配砂砾底基层铺设在新路基和旧路基上，旧路基的两侧为新路基；

钢筋网沿旧路基的纵向连续布置，钢筋网在新路基和旧路基上的宽度相同，钢筋网的宽度为20m，每一段钢筋网的长度为40m；

所述钢筋网包括相互垂直阵列的横向钢筋和纵向钢筋，相邻横向钢筋的距离为0.2m，相邻纵向钢筋的距离为0.2m；横向钢筋和纵向钢筋焊接连接。

本实用新型的进一步改进在于：

优选的，每根纵向钢筋在纵向方向相对于边部的横向钢筋超出30cm，每根横向钢筋在横向方向相对于边部的纵向钢筋超出10cm。

优选的，每根钢筋的端部均弯折的插入在级配砂砾底基层中，每根钢筋插入在级配砂砾底基层中长度为10cm。

优选的，钢筋的表面涂装有防腐材料。

优选的，沿钢筋网的纵向方向，钢筋网上设置有两列u型钢筋锚钉，两列u型钢筋锚钉沿钢筋网的纵向中心线对称，两列u型钢筋锚钉之间的距离为1.2m；沿纵向方向，相邻的u型钢筋锚钉之间距离为2m。

优选的，所述水泥稳定砂砾基层上铺设有下封层，下封层上铺设有沥青混凝土面层。

优选的，所述沥青混凝土面层的厚度为5cm。

优选的，所述级配砂砾底基层的厚度为15cm。

优选的，所述水泥稳定砂砾基层的厚度为30cm。

优选的，所述钢筋网采用的钢筋为hrb400带肋钢筋。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构，该结构将钢筋网设置在级配砂砾底基层和稳定砂砾基层之间，级配砂砾底基层设置在路基上，钢筋网一半在旧路基上，一半在新路基上，可以有效减小甚至消除地基块状沉降带来的路面凹陷等病害；钢筋网设置为一段一段的连续布置，使得每一段的纵向的钢筋能够保证其刚度，由于钢筋网的强度高、伸长率低，对于防止湿陷性黄土在融雪水入渗的情况下造成的块状沉降，具有很好的效果，且路基路面的后期病害较少，后期的工程养护维修成本较低；本实用新型可用于严寒地区的湿陷性黄土，在融雪水入渗条件下的新老路加固处，有效预防黄土湿陷导致的路面凹陷；钢筋网采用焊接的方式，更能保证所有钢筋一起协同工作，使钢筋网的整体承载力得到大幅度的提高。

进一步的，每根钢筋最后均超出整个钢筋网的边部，用于将其固定在级配砂砾基层中。

进一步的，钢筋的顶端向下折弯后嵌入级配砂砾底层，以增加钢筋网与级配砂砾底层和水泥稳定砂砾基层的摩擦力，提高钢筋网的承载力。

进一步的，钢筋的表面涂装有防腐材料，防止钢筋在使用过程中被腐蚀。

进一步的，整个钢筋网通过u型钢筋锚钉进行牢固，进一步增加钢筋网和级配砂砾底基层和水泥稳定砂砾基层的摩擦力。

进一步的，水泥稳定砂砾基层上铺设有下封层和沥青混凝土面层，同时限定了各个路面层的厚度，保证路面的刚度和使用性能。

进一步的，钢筋网采用的钢筋为hrb400带肋钢筋，能够增加钢筋网与级配砂砾底层和水泥稳定砂砾基层的摩擦力，提高了钢筋网的承载力。

【附图说明】

图1为本实用新型的在路基上的位置图；

图2为钢筋网的结构图；

图3为u型钢筋锚钉安装在钢筋网上的结构图；

图4为u型钢筋锚钉的结构图。

其中：1-横向钢筋、2-纵向钢筋、3-u型钢筋锚钉、4-沥青混凝土面层、5-下封层、6-稳定砂砾基层、7-级配砂砾底基层、8-钢筋网、9-旧路基、10-新路基、11-边缘线、12-凹坑；13-台阶。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，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；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实用新型中的具体含义。

参见图1，本实用新型公开了一种季冻区湿陷性黄土路基加固结构，包括横向钢筋1、纵向钢筋2、u型钢筋锚钉3、沥青混凝土面层4、下封层5、稳定砂砾基层6、级配砂砾基层7和钢筋网8；加固结构设置在路基上，路基包括旧路基9和新路基10，旧路基9和新路基10均为湿陷性黄土，旧路基9的侧边部为从上到下的台阶13，使得旧路基9和新路基10的交界边缘线11为台阶状，每一个台阶13的宽度为1m，旧路基9边部在最后一个台阶13旁沿纵向挖有凹坑12，新路基10在靠近旧路基9的最底部能够沉入在凹坑12中，通过台阶13和凹坑12的设置，使得新旧路基的交界处更为牢固；新路基10的侧边部仍然向外倾斜。

在新路基10和旧路基9的上表面上依次设置有级配砂砾底基层7、水泥稳定砂砾基层8、下封层9和沥青混凝土面层。其中级配砂砾底基层7的厚度为15cn，水泥稳定砂砾基层的厚度为30cm，沥青混凝土面层的厚度为5cm。其中在水泥稳定砂砾基层8和下封层9之间设置有钢筋网8，钢筋网8的纵向为路延伸的方向，横向为垂直于路延伸的方向，钢筋网8沿其纵向的中心线为新路基10和旧路基9最上层的交界线，因此钢筋网8的一半在旧路基9上，一半在新路基10上。

参见图2，钢筋网8由纵横交错的钢筋固定连接而成，为一种网格结构，钢筋优选为hrb400带肋钢筋，固定连接方式优选为焊接，钢筋网8包括相互垂直的横向钢筋1和纵向钢筋2，横向钢筋1等间距布置，相邻的横向钢筋1之间的垂直距离为0.2m，纵向钢筋2等间距布置，相邻的纵向钢筋2之间的垂直距离为0.2m；钢筋网8的总宽度为2m，一个阶段的钢筋网8总长度为40m，其中每根钢筋在纵向多出网格30cm，在横向多出10cm，即每根纵向钢筋2在纵向方向相对于最边部的两根横向钢筋1均超出30cm，每根横向钢筋1在横向方向相对于最边部的两根纵向钢筋2均超出10cm。每根钢筋的两个顶端向下折弯10cm，把折弯的部分嵌入级配砂砾底基层7中，以增加钢筋网8与级配砂砾底基层7和水泥稳定砂砾基层6的摩擦力，提高钢筋网8的承载力。沿钢筋网8的横向方向，一半在旧路基9上，一半在新路基10上，使得钢筋在两边的宽度相同，每一根钢筋在铺设使用前在其表面要涂装一层冷镀锌漆或其他防腐材料，延长其使用时间。

参见图3和图4，在钢筋网8的纵向方向每隔2m布设一个u型钢筋锚钉15，以纵向方向的任意一边为基准，纵向方向的第一个u型钢筋锚钉15距离端部的距离为0-1m，优选的，第一个u型钢筋锚钉15设置在端部；在横向方向一排并排布设两个u型钢筋锚钉15，一排上两个u型钢筋锚钉15的横向间距为1.2m，每一个u型钢筋锚钉15距离其接近的钢筋网8边缘均为0.4m。

路基的施工工艺：

①把旧路基9的边缘使用台阶法进行挖深到指定深度；

②填筑新路基10，并进行铺平压实处理；

③铺设级配砂砾底层7，要铺设平整，然后放上钢筋网8，把钢筋网8弯折部分嵌入至级配砂砾底基层，并在要求位置打入u型钢筋锚钉3，钢筋网8一半铺设在旧路基9，一半铺设在新路基10上；

④铺设水泥稳定砂砾基层6；

⑤铺设沥青混凝土路面4。

本实用新型采用的钢筋网具有刚度大、承载力高、伸缩率低、取材和制作简单等特点，且钢筋的顶端向下折弯后嵌入级配砂砾底层和采用带肋钢筋，都增加了钢筋网与级配砂砾底层和水泥稳定砂砾基层的摩擦力，提高了钢筋网的承载力；另外，本实用新型的钢筋网采用焊接的方式，更能保证所有钢筋一起协同工作，使钢筋网的整体承载力得到大幅度的提高，故当湿陷性黄土经融雪水入渗发生块状沉降时，钢筋网能够承担上部荷载而保证路面不发生沉陷。本实用新型不需要水泥搅拌桩阵列，直接铺设在级配砂砾底层上，方便快捷，实际在铺设过程中，没有使用水泥搅拌桩和泡沫混凝土层，可以节约成本，具有经济效益；对防止加固的新路基发生沉降也具有很好的效果。

对于现有常见的的土工格栅技术相比：①钢筋网的强度和承载力都更大，与土体的抗剪力更大，摩擦系数也更大，黄土与钢筋网共同作用形成嵌锁体系，在受到车载时，基底的竖向压力更加均匀，处理之后的地基，在地基的承载力提高、差异性沉降的控制、减小后期的路面病害等方面都具有明显的优势。②对于碎石垫层的结构，如果采用土工合成材料，碎石会对土工合成材料造成一定的损伤和破坏，而采用钢筋网可以抵抗这种损伤破坏。

本实用新型设计钢筋网铺设在级配砂砾底层与水泥稳定砂砾基层之间，但可根据现场的实际情况进行调整钢筋网的铺设位置。

本实用新型也可以采用一些强度、刚度比较大的复合材料，来替代钢筋。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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