一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构制造技术

本发明专利技术提供一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，属于路堤结构技术领域。该结构自下而上包括砂垫层、大直径钢波纹管、泡沫轻质土、路面结构层，其中砂垫层位于路堤底层，砂垫层上沿线路方向设置多根横向大直径钢波纹管，大直径钢波纹管之间空隙及管顶部分使用泡沫轻质土回填；大直径钢波纹管的每个管节由多个波纹管片拼接而成，连接处螺栓使用定扭扳手拧至规定扭矩，管节与管节之间通过活套式法兰、密封垫片和螺栓固定。该结构利用钢波纹管便于运输、施工简单、自重小、承载力高、工期短等特点，使用大直径波纹管填筑路堤，避免和减少运营过程中病害的发生，提高行车舒适性，减少后期养护和维修的成本，实现全寿命周期成本最优。

A composite embankment structure with large diameter steel bellows and foamed lightweight soil

【技术实现步骤摘要】
一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构
本专利技术涉及路堤结构
，特别是指一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构。
技术介绍
在东南沿海一带城市修建公路时，常受深厚软土地基影响。由于地表下分布有大量深厚的软土，其孔隙比大、含水量高、压缩性大、灵敏度高、强度低、固结系数低，导致公路工后沉降及差异沉降大，引起桥头跳车、路面破坏等质量缺陷。目前国内关于软土地基的处理主要有排水固结、复合地基、管桩等方法，均为常规软基处理方法，在处理深厚软土地基时通常工期长、成本高、工后沉降难以控制。考虑到钢波纹管便于运输、施工简单、自重小、承载力高、工期短等特点，本专利技术提出的大直径钢波纹管与泡沫轻质土复合路堤结构采用上部减载法，在常规软土路基处理的基础上，通过减轻路堤荷载来大幅降低工后沉降。在确保软土地基处理效果上，避免和减少运营过程中病害的发生，提高行车舒适性，减少后期养护和维修的成本，实现全寿命周期成本最优。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构。该结构包括自下而上分布的砂垫层、大直径钢波纹管、轻质填充材料和路面结构层；砂垫层位于路堤底层；砂垫层上沿线路方向设置多根横向大直径钢波纹管；大直径钢波纹管之间的空隙及管顶部分使用轻质填充材料回填。其中：所述砂垫层采用洁净的中粗砂分层压实，并在端部采用反滤土工布包边，所用的中粗砂最大粒径为8mm。大直径钢波纹管由多个钢波纹管节组成，相邻两个钢波纹管节之间通过内部角钢法兰、密封垫片、外部角钢法兰、螺栓、螺母固定，其中内部角钢法兰、外部角钢法兰分别位于相邻两个钢波纹管节的内部和外部，密封垫片位于相邻两个钢波纹管节的接触面之间，外部角钢法兰上均匀分布有多个螺栓和螺母；每个钢波纹管节由多个波纹管片拼接而成。螺栓和螺母使用定扭扳手拧至规定扭矩，每个螺母的扭矩不得小于135.6N·m，最大不得超过203.4N·m。大直径钢波纹管间的空隙使用轻质填充材料进行分层浇筑，轻质填充材料包括泡沫轻质土、粉煤灰，优选泡沫轻质土；大直径钢波纹管的顶部采用泡沫轻质土进行分层浇筑。大直径钢波纹管两端设置防护结构，防护结构包括一字墙、放坡、八字墙，根据场地实际条件具体选择防护结构。大直径钢波纹管内部有实心和空心两种结构，空心结构用于路堤需要管涵过水的场景；实心结构用于路堤无需管涵过水的场景；实心结构的内部填充及两端封口均为轻质填充材料。泡沫轻质土上部修筑有路面结构层，路面结构层自内而外包括路缘带、行车道和路肩。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：该结构采用大直径钢波纹管复合泡沫轻质土填筑路堤，利用钢波纹管以及泡沫轻质土自身轻质的特点，轻质路堤可以有效减小路堤填土对软土地基的压力，起到控制工后沉降的效果；使用的大直径钢波纹管具有圆形壳体结构以及波纹的设置，使其拥有良好的受力效果，有利于提高路堤承载能力减小路堤自身变形，可避免和减少运营过程中病害的发生，提高行车舒适性；采用的大直径钢波纹管复合泡沫轻质土填筑路堤，在施工中主要为拼装管节以及泡沫轻质土的浇筑，施工工期短，大量节约时间成本；使用大直径钢波纹管填筑路堤，运营期间更新和维护方便，可在不中断交通的情况下进行操作，减少后期养护和维修的成本。附图说明图1为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的纵断面示意图；图2为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的横断面示意图；图3为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的立面示意图；图4为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的钢波纹管连接法兰断面图；图5为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的钢波纹管法兰的结构示意图；图6为本专利技术的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构的路堤放坡处理方法立面示意图。其中：1-路面结构层，2-泡沫轻质土，3-大直径钢波纹管，4-一字墙，5-砂垫层，6-常规路基填土，7-钢波纹管节，8-内部角钢法兰，9-密封垫片，10-外部角钢法兰，11-螺栓，12-螺母，13-地基，14-轻质填充材料。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构。如图1、2、3、6所示，该结构包括自下而上分布的砂垫层5、大直径钢波纹管3、轻质填充材料(此处优选泡沫轻质土2)和路面结构层1；砂垫层5位于路堤底层；砂垫层5上沿线路方向设置多根横向大直径钢波纹管3；大直径钢波纹管3之间的空隙及管顶部分使用泡沫轻质土2回填。其中：所述砂垫层5采用洁净的中粗砂分层压实，并在端部采用反滤土工布包边。如图4、5所示，大直径钢波纹管3由多个钢波纹管节7组成，相邻两个钢波纹管节之间通过内部角钢法兰8、密封垫片9、外部角钢法兰10、螺栓11、螺母12固定，其中内部角钢法兰8、外部角钢法兰10分别位于相邻两个钢波纹管节7的内部和外部，密封垫片9位于相邻两个钢波纹管节7的接触面之间，外部角钢法兰10上均匀分布有多个螺栓11和螺母12；每个钢波纹管节7由多个波纹管片拼接而成。螺栓11和螺母12使用定扭扳手拧至规定扭矩。大直径钢波纹管3间的空隙使用轻质填充材料14进行分层浇筑，轻质填充材料14包括泡沫轻质土2、粉煤灰，优选泡沫轻质土2；大直径钢波纹管3的顶部采用泡沫轻质土2进行分层浇筑。大直径钢波纹管3两端设置防护结构，防护结构包括一字墙4、放坡、八字墙，根据场地实际条件具体选择防护结构。大直径钢波纹管内部有实心和空心两种结构，空心结构用于路堤需要管涵过水的场景；实心结构用于路堤无需管涵过水的场景；实心结构的内部填充及两端封口均为轻质填充材料14。泡沫轻质土2上部修筑有路面结构层1，路面结构层1自内而外包括路缘带、行车道和路肩。本专利技术的优选实施例如下：如图1、2、3所示，该结构置于地基13上，该结构自下而上包括砂垫层5、大直径钢波纹管3、泡沫轻质土2和路面结构层1。路堤底层为砂垫层5；砂垫层5采用洁净的中粗砂分层压实，并在端部采用反滤土工布包边。砂垫层5上沿线路方向水平布置多根大直径钢波纹管3；大直径钢波纹管3的每个钢波纹管节7由多个波纹管片拼接而成，连接处螺栓11使用定扭扳手拧至规定扭矩；管节与管节之间由内部角钢法兰8、外部角钢法兰10、密封垫片9和螺栓11固定。大直径钢波纹管3之间空隙以及顶部使用泡沫轻质土2分层进行浇筑，单层浇筑厚度为0.5m；大直径钢波纹管3内部可使用轻质材料14填充；在大直径钢波纹管3端部设置一字墙4进行挡护。路面结构层1自内而外包括路缘带、行车道和路肩，路肩坡度为1:1.5。该结构的实施过程如下：一、施工放样施工前，首先应在常规路基填土6中准确定出大直径钢波纹管3中心及纵横轴线。放出砂垫层5宽度，放边桩应考虑换单侧加宽50cm，一次放够尺寸。二、砂垫层施工砂垫层5厚度设计为35cm，采用洁净的中粗砂。砂垫层5填筑时，应分层压实，每层压实厚度为10cm～20cm，并采用适当的方式临时防护，以免砂料流失，在坡脚1m范围加厚30cm。沿路线纵向方向，相邻处理区的砂垫层5底原则上应基本一致，并保持平顺。砂垫层5端部采用反滤土工布包边。三、整体大直径钢波纹管施工1、检查管底部基础平整度、标高及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，其特征在于：包括自下而上分布的砂垫层(5)、大直径钢波纹管(3)、轻质填充材料(14)和路面结构层(1)；砂垫层(5)位于路堤底层；砂垫层(5)上沿线路方向设置不少于三根横向大直径钢波纹管(3)；大直径钢波纹管(3)之间的空隙及管顶部分使用轻质填充材料(14)回填。

【技术特征摘要】
1.一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，其特征在于：包括自下而上分布的砂垫层(5)、大直径钢波纹管(3)、轻质填充材料(14)和路面结构层(1)；砂垫层(5)位于路堤底层；砂垫层(5)上沿线路方向设置不少于三根横向大直径钢波纹管(3)；大直径钢波纹管(3)之间的空隙及管顶部分使用轻质填充材料(14)回填。2.根据权利要求1所述的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，其特征在于：所述砂垫层(5)采用洁净的中粗砂分层压实，所用中粗砂最大粒径为8mm，并在端部采用反滤土工布包边。3.根据权利要求1所述的大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，其特征在于：所述大直径钢波纹管(3)由多个钢波纹管节(7)组成，相邻两个钢波纹管节(7)之间通过内部角钢法兰(8)、密封垫片(9)、外部角钢法兰(10)、螺栓(11)和螺母(12)固定，其中，内部角钢法兰(8)、外部角钢法兰(10)分别位于相邻两个钢波纹管节(7)的内部和外部，密封垫片(9)位于相邻两个钢波纹管节(7)的接触面之间，外部角钢法兰(10)上均匀分布不少于三个螺栓(11)和螺母(12)；每个钢波纹管节(7)由三个以上波纹管片拼接而成。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱泳，杨凯，刘洋，刘韩冰，姚启飞，夏永豪，
申请(专利权)人：中电建路桥集团有限公司，北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11