一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構的制作方法
【專利摘要】一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構，包括灰土擠密樁復合地基，灰土擠密樁復合路基上鋪設有復合路基，復合路基上鋪設有基層，基層上鋪設有斜向預應力混凝土層，斜向預應力混凝土層上鋪設有瀝青層。本實用新型斜向預應力混凝土層因本身結構層承載力高，耐久性好，對路基、底基層結構層的要求相對較低，故可用其代替普通半剛性基層，作為短路基路面的主要承重層，可與路基兩端的橋梁等結構物良好銜接，起到類似“橋頭搭板”的作用。斜向預應力混凝土層上加鋪瀝青層時不會出現(xiàn)其他類型剛性基層反射裂縫問題，具有防治橋頭跳車危害的作用，克服了橋頭搭班緩解能力有限和路基長度限制無法設置搭班的問題。
【專利說明】一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于道路工程橋頭跳車防治處治【技術領域】，具體涉及一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構。
【背景技術】
[0002]據(jù)不完全統(tǒng)計，對于高速公路，僅通道與涵洞平均每公里有3座之多，個別線路甚至達4?5座。從目前已投入使用的高等級公路，特別是高速公路的營運情況來看，存在一些不盡如人意之處，尤其是在這些構造物臺背回填處普遍存在橋頭跳車的現(xiàn)象。所謂橋頭跳車，是指橋梁、通道、涵洞等構造物本身及臺背回填處由于行車荷載和自重的作用而繼續(xù)沉降，通常構造物沉降與臺背沉降不一致即產(chǎn)生差異沉降，致使臺背與構造物連接處的路面出現(xiàn)臺階，從而導致高速行駛的車輛通過臺背回填處產(chǎn)生顛簸跳躍的現(xiàn)象。
[0003]尤其對于地勢起伏較大的山嶺區(qū)或丘陵區(qū)高速公路，為保證線形的平順性及行車速度，使得很多地段橋梁、涵洞、通道、隧道等構造物相連，出現(xiàn)構造物之間夾一段短路基的情況，當兩構造物之間路基長度較短時，由于施工條件所限，路基及基層等結構層壓實存在一定困難，出現(xiàn)壓實不足或壓實不均勻現(xiàn)象，導致短路基與兩端結構物之間的差異沉降明顯大于普通路段路基與結構物的差異沉降。差異沉降危害巨大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0004]①對行車安全和舒適度的影響。由于沉降產(chǎn)生的“橋頭跳車”現(xiàn)象使車輛不得不降低車速，導致公路的使用功能和通行能力受到很大影響。跳車使司機和乘客感到不適，心情不快易疲勞，所載貨物易損壞；嚴重跳車會造成翻車、追尾等交通事故，威脅人、車和物的安全，造成生命、財產(chǎn)的損失；②差異沉降使得車輛通過橋涵等結構物時，產(chǎn)生沖擊荷載，其水平和垂直沖擊力會對路面、路基和橋梁結構物產(chǎn)生進一步的損壞，從而增加養(yǎng)護維修費用和管理的難度，并降低公路使用性能；③橋頭跳車對車輛損害很大，增加車輛的振動，力口劇機件、輪胎磨損和行車的油耗，縮短車輛的使用年限，增加運輸成本。
[0005]目前普通路段設置橋頭搭板來減緩差異沉降的產(chǎn)生，但是短路基兩端差異沉降由于較普通路段大，橋頭搭板緩解能力有限。同時，路基過短時，由于長度限制而無法設置搭板。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是為克服現(xiàn)有技術中的問題，提供一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構，既產(chǎn)生縱向預應力，也產(chǎn)生橫向預應力，改善結構層受力特性，使其在較長范圍內(nèi)不設置縮縫，避免其因接縫處產(chǎn)生的損害現(xiàn)象，具有防治橋頭跳車危害的作用，延長了路面整體壽命。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術方案:
[0008]本實用新型包括灰土擠密樁復合地基，灰土擠密樁復合路基上鋪設有復合路基，復合路基上鋪設有基層，基層上鋪設有斜向預應力混凝土層，斜向預應力混凝土層上鋪設有浙青層。
[0009]所述復合路基為內(nèi)部打入水泥粧的路基。
[0010]所述水泥樁為等高、等距離設置。
[0011]相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有的有益效果:
[0012]本實用新型通過設置復合路基，改變路基持力特征，減少路面載荷對路基的作用，增強路基的承載力和強度，減少路基不均勻沉降；設置斜向預應力混凝土層，取消傳統(tǒng)設置橋頭搭板方式，設置斜向預應力混凝土層，因混凝土不需要壓實，可減少由于基層壓實不足或不均勻?qū)е碌牟町惓两底冃?；斜向預應力混凝土層因本身結構層承載力高，耐久性好，對路基、底基層等結構層的要求相對較低，故可用其代替普通半剛性基層，作為短路基路面的主要承重層，可減少因路基壓實不足或不均勻?qū)е碌牟町惓两底冃危约坝纱艘鹇访娼Y構受力不均產(chǎn)生的損壞現(xiàn)象，同時因斜向預應力混凝土層剛度大，可與路基兩端的橋梁等結構物良好銜接，起到類似“橋頭搭板”的作用。
[0013]本實用新型中斜向預應力混凝土層是一種新型無縫水泥混凝土結構層，通過施加斜向預應力，使結構層內(nèi)既產(chǎn)生縱向預應力，也產(chǎn)生橫向預應力，改善結構層受力特性，使其在較長范圍內(nèi)不設置縮縫，避免其因接縫處產(chǎn)生的損害現(xiàn)象，同時因斜向布筋，不使用連接器，可實現(xiàn)混凝土施工的連續(xù)性并簡化施工。
[0014]本實用新型中由于設置了灰土擠密樁復合地基，灰土擠密樁與地基形成復合地基，改善地基承載力不足的問題。斜向預應力混凝土層上設置浙青層，形成長壽命復合式面層，可以綜合剛性路面及柔性路面的優(yōu)勢，用于改善路面行駛功能，并且因斜向預應力混凝土路面大大減少接縫數(shù)量，斜向預應力混凝土層上加鋪浙青層時不會出現(xiàn)其他類型剛性基層反射裂縫問題，可充分發(fā)揮剛、柔路面結構之功效，形成長壽命復合路面，具有防治橋頭跳車危害的作用，克服了現(xiàn)有技術中橋頭搭班緩解能力有限和路基長度限制無法設置搭班的問題。
[0015]進一步的，對路基打入等距、等聞水泥粧，與路基形成復合路基，可有效提聞路基的承載力，減緩其不均勻沉降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為實用新型的結構縱斷面示意圖；
[0017]圖中:1、浙青層；2、斜向預應力混凝土層；3、基層；4、復合路基；5、灰土擠密樁復合地基。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對實用新型做進一步詳細說明。
[0019]參見圖1，基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構包括灰土擠密樁復合地基5，灰土擠密樁復合地基5上鋪設有復合路基4，復合路基4上鋪設有基層3，基層3上鋪設有斜向預應力混凝土層2，斜向預應力混凝土層2上鋪設有浙青層I。
[0020]本實用新型中復合路基4為內(nèi)部打入水泥樁的路基，其中，水泥樁為等高、等距離設置。
[0021]本實用新型提供一種新型無縫水泥混凝土路面結構，通過施加斜向預應力，使結構層既產(chǎn)生縱向預應力，也可產(chǎn)生橫向預應力，改善結構層受力特性，使其在較長范圍內(nèi)不設置縮縫，避免其因接縫處產(chǎn)生的損害現(xiàn)象，同時因斜向布筋，不使用連接器，可實現(xiàn)混凝土施工的連續(xù)性并簡化施工。
[0022]基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構的鋪設方法包括以下步驟:
[0023]I)首先，將原地基用灰土擠密樁進行處理，具體過程為在施工時在基礎平面位置布設樁孔并成孔，然后將備好的灰土在最優(yōu)含水率下分層填入樁孔內(nèi)，并分層搗實至設計標高止，通過成孔過程中的橫向擠壓作用，使樁間土得以擠密，在此過程中不得用粗顆粒的砂、石或其他透水性材料填入樁孔內(nèi)。本實用新型中采用樁徑為400mm，樁平均布置呈三角形分布，樁間距為1.0m,排拒866mm,有效樁長為5m,樁數(shù)為98根,經(jīng)過夯擴成孔方式形成灰土擠密樁復合地基5，增強原有地基的承載力和強度，可以有效減少臺背處原始地基的沉降。
[0024]2)然后在灰土擠密粧復合地基5上填筑路基，待路基穩(wěn)定后，在路基內(nèi)部打入等高、等距離設置的水泥樁，其主要具有置換、擠密和褥墊層作用。根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇布置水泥粉煤灰碎石樁，經(jīng)過振動沉管施工工藝形成復合路基4，改變路基持力特征，減少路面載荷對路基的作用，增強路基的承載力和強度，減少路基不均勻沉降。
[0025]3)在復合路基4上修筑基層3。
[0026]4)在基層3上修筑斜向預應力混凝土層2 ;取消傳統(tǒng)設置橋頭搭板方式，設置斜向預應力混凝土路面結構，因混凝土不需要壓實，可減少由于基層壓實不足或不均勻?qū)е碌牟町惓两底冃危恍毕蝾A應力混凝土層2因本身結構層承載力高，耐久性好，對路基、底基層等結構層的要求相對較低，故可用其代替普通半剛性基層，作為短路基路面的主要承重層，可減少因路基壓實不足或不均勻?qū)е碌牟町惓两底冃?，以及由此引起路面結構受力不均產(chǎn)生的損壞現(xiàn)象，同時因斜向預應力混凝土層2剛度大，可與路基兩端的橋梁等結構物良好銜接，起到類似“橋頭搭板”的作用。
[0027]5)在斜向預應力混凝土層2上鋪筑浙青層I。
[0028]浙青層I與斜向預應力混凝土層2形成復合式路面，可以綜合剛性路面及柔性路面的優(yōu)勢，并且因斜向預應力混凝土路面大大減少接縫數(shù)量，斜向預應力混凝土層上加鋪浙青層時不會出現(xiàn)其他類型剛性基層反射裂縫問題，可充分發(fā)揮剛、柔路面結構之功效，形成長壽命復合路面，具有防治橋頭跳車危害的作用。本實用新型提供的基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治方法中，通過對原有地基(橋臺背原地基)進行灰土擠密樁處理，可以使得黃土基地擁有足夠的承載力，對路基采用灌入水泥樁等進行處理，可進一步提升路基的承載力，減少其不均勻沉降，本方法施工工藝質(zhì)量可控，可連續(xù)作業(yè)，能夠有效減少因橋臺臺背不均勻沉降所帶來的“橋頭跳車”病害、路面早期破損等問題，可解決困擾公路管理部門多年的“橋頭跳車”病害，可以大大提高路面使用性能并顯著延長其使用壽命，具有顯著的經(jīng)濟效益。
[0029]本實用新型對原地基處理方法為灰土擠密樁處理方法，具體可根據(jù)施工需求而定，對原有不良地基采用灰土擠密樁處理，以便增強原有地基的承載能力；同時在填筑好的路基內(nèi)部打入一定數(shù)量的起到持力作用的水泥樁，形成復合式路基，改變原有路基持力特征，減少路面荷載對路基的作用，可減少因不均勻沉降所帶來的危害；其中創(chuàng)新之處是取消傳統(tǒng)設置橋頭搭板方式，設置斜向預應力混凝土路面結構，因混凝土不需要壓實，可減少由于基層壓實不足或不均勻?qū)е碌牟町惓两底冃?，同時因其剛度大，可與路基兩端的橋梁等結構物良好銜接，類似發(fā)揮“橋頭搭板”的功效，同時因其承載力大，耐久性好，對路基、底基層等結構層的要求相對較低，故可用其代替普通半剛性基層，作為短路基路面的主要承重層。上覆浙青層與斜向預應力混凝土構成復合式路面結構，可以綜合剛性路面及柔性路面的優(yōu)勢，是一種長壽命路面結構，并且因斜向預應力混凝土路面大大減少接縫數(shù)量，其上加鋪浙青層時不會出現(xiàn)其他類型剛性基層反射裂縫問題。
[0030]本實用新型中各結構層內(nèi)既產(chǎn)生縱向預應力，也產(chǎn)生橫向預應力，改善結構層受力特性，使其在較長范圍內(nèi)不設置縮縫，避免其因接縫處產(chǎn)生的損害現(xiàn)象，同時因斜向布筋，不使用連接器，可實現(xiàn)混凝土施工的連續(xù)性并簡化施工。本實用新型具有防治橋頭跳車危害的作用，延長了路面整體壽命。本實用新型中施工工藝質(zhì)量可控，可連續(xù)作業(yè)，能夠有效減少因橋臺臺背不均勻沉降所帶來的“橋頭跳車”病害，可解決困擾公路管理部門多年的“橋頭跳車”病害，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
【權利要求】
1.一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構，其特征在于，包括灰土擠密樁復合地基(5)，灰土擠密樁復合地基(5)上鋪設有復合路基(4)，復合路基(4)上鋪設有基層(3)，基層(3)上鋪設有斜向預應力混凝土層(2)，斜向預應力混凝土層(2)上鋪設有浙青層(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構，其特征在于，所述復合路基(4)為內(nèi)部打入水泥樁的路基。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于混凝土復合式路面的橋頭跳車防治結構，其特征在于，所述水泥樁為等高、等距離設置。
【文檔編號】E01D19/12GK203613427SQ201320743173
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】張東省, 鄭木蓮, 王帥, 王濤, 屈仆 申請人:長安大學