既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构及施工方法，其结构包括原有道路路基的挡土墙、排水管、填方和原水泥混凝土路面，主要是将原水泥混凝土路面共振碎石化后形成基层，并在基层上依次铺设钢丝网和面层，而挡土墙的外侧和顶部均设有由锚固钢筋固定的钢筋网，该钢筋网与基层上的钢丝网相互连接并喷射水泥混凝土而形成一体化结构；因此，本发明专利技术具有构造简单、经济适用、安全可靠、节能减排和动态自应力平衡等优点，它能更好节约能源和保护资源，并体现绿色节能型道路工程建设理念，其结合相应的施工方法，还具有较高的经济效益、节能减排效益和社会效益。节能减排效益和社会效益。节能减排效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及一种节能型道路建设领域，具体是指既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构及施工方法。

技术介绍

[0002]为了切实提高山区人民的幸福感和获得感，建设四好农村路，美化农村生态旅游公路，发展山区丰富的旅游资源，提高道路通行能力及服务水平，需对早期修建已经破损的水泥混凝土路面改造成沥青混凝土路面即“白改黑”和路基挡土墙进行加固改造。
[0003]现常采用在原挡土墙的外侧浇筑水泥混凝土来增大挡土墙截面或增设路基内拉筋的方法加固挡土墙，同时，新沥青混凝土路面与原水泥混凝土路面共振碎石化的基层之间设置钢丝网进行白改黑改造，这种老路改造方法将路面与挡土墙作为独立的部分进行改造，忽视了路面与挡土墙之间的相互联系，造成结构总体受力和经济效益欠佳。而工程结构的各部分总体协调受力效果优于各部分的单独受力，因此采取白改黑沥青混凝土路面底部钢丝网与原挡土墙的加固进行一体化设计的方法，显然有利于路面与挡土墙共同协调受力，并发挥更大的经济效益和节能效益。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、经济适用、安全可靠、节能减排、动态自应力平衡的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构及施工方法。
[0005]本专利技术的技术问题通过以下技术方案实现：一种既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，包括原有道路路基的挡土墙、排水管、填方和原水泥混凝土路面，所述的原水泥混凝土路面共振碎石化后形成基层，该基层上依次铺设钢丝网和面层；所述的挡土墙的外侧和顶部均设有由锚固钢筋固定的钢筋网，该钢筋网与基层上的钢丝网相互连接并喷射水泥混凝土而形成一体化结构。
[0006]所述的面层在汽车荷载作用下产生弯沉盘，该弯沉盘在xoy平面的弯沉曲线用逻辑斯谛方程即Logistic曲线模拟，Logistic弯沉曲线方程为，弯沉曲线方程以绕xoy平面y轴旋转一周形成凹形弯沉盆，忽略面层本身的压缩变形，该钢丝网变形曲线与面层同步下沉也形成形状相同的Logistic弯沉曲线，根据温克勒地基假设，钢丝网沉降所受的反力强度为，于是得到如下计算公式：公式一、钢丝网弯沉盘中心O、钢丝网与挡土墙顶部的面层侧接触处A和汽车标准轴载两轮胎组之间中点B的沉降分别为，以O为原点的xoy平面内Logistic弯沉曲线
方程的各待定参数以及有关计算公式为：式中由此求出Logistic弯沉曲线的各待定参数；公式二、在单辆汽车行驶的情况下，由力的平衡原理，单位宽度的钢丝网与挡土墙顶部的钢筋网接触处A之间的拉力和最大弯沉O处的拉力分别为
式中一个路面面层断面在多辆汽车同时作用时，单位宽度的钢丝网与挡土墙顶部的钢筋网接触处A和最大弯沉O处的拉力按叠加原理计算：公式三、所述的面层底部钢丝网与加固挡土墙的钢筋网在挡土墙顶部相互连接，当车辆行驶在面层时，该面层底部的钢丝网发生沉降伸长而对挡土墙的顶部产生拉力，这种拉力是动态的，并随着车辆的离开而消失，也随着车辆重量和数量的增加而增大，且与挡土墙的水平主动土压力方向相反；公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：——分别为Logistic弯沉曲线的拟合参数，、无量纲、；——汽车标准轴载单圆半径，；——分别为靠近挡土墙一侧的汽车标准轴载单圆中心至挡土墙顶部A处的距离、汽车标准轴载单圆中心O处至汽车标准轴载两轮胎组之间中点B处的距离，；
——面层在汽车荷载作用下产生弯沉盘，该弯沉盘xoy平面的弯沉曲线用逻辑斯谛方程即Logistic曲线模拟，弯沉曲线方程为，弯沉盆以曲线绕xoy平面y轴旋转一周形成凹形弯沉盆；——分别为汽车标准轴载单圆均布荷载强度、面层材料的自重强度、在汽车标准轴载单圆均布荷载作用下钢丝网沉降所受的反力强度，；——分别为钢丝网与面层、基层之间的摩阻系数、地基反力系数，由查阅资料或实测得到，无量纲、；——分别为单位宽度钢丝网与挡土墙顶部A处的拉力、单位宽度钢丝网在汽车标准轴载单圆中心O处的拉力、钢丝网的容许拉力，；——分别为钢丝网沉降变形后任意处与x轴的夹角、靠近挡土墙顶部A处与x轴的夹角、汽车标准轴载单圆中心O处与x轴的夹角、汽车标准轴载两轮胎组之间中点B处与x轴的夹角，；——钢丝网与面层、基层之间的摩阻应力，；——以汽车标准轴载单圆弯沉盘中心O处为坐标原点的x轴、y轴，；——系数，。
[0007]所述的钢筋网与基层上的钢丝网相互连接并喷射水泥混凝土而形成防护层，该喷射水泥混凝土防护层为C30，防护层的厚度8cm～20cm，钢筋网的保护层厚度不小于3cm，挡土墙的顶部的防护层也可采用现浇C30水泥混凝土。
[0008]所述的钢筋网为热轧钢筋焊接而成的钢筋网片；所述的挡土墙顶部的钢筋网与钢丝网互相焊接一体，并使防护层与面层形成一体化结构而共同受力。
[0009]所述的锚固钢筋为热轧钢筋；所述的钢筋网与挡土墙的外侧和顶部经锚固钢筋固定，该锚固钢筋插入挡土墙的块石缝隙中或钻孔插入挡土墙的块石中并呈梅花形布设。
[0010]所述的钢丝网是由防腐处理的钢丝经机编成六边形双绞合金属网，该钢丝网的纵向搭接宽度20cm～30cm、横向搭接宽度15cm～20cm；所述的钢丝网中沿基层纵向一定的间距编织入多根分布钢筋，同时基层的两侧边缘沿纵向也各编织入1根分布钢筋；所述的钢丝网经锚固钢钉固定在基层上，该锚固钢钉的锚固点间距纵向90cm～100cm或50cm～60cm、横向70cm～80cm或40cm～50cm，呈梅花形布置。
[0011]所述的分布钢筋为普通热轧圆钢筋，沿基层纵向的间距为1个或2个六边形网孔的距离，基层两侧边缘沿纵向各编织入的1根分布钢筋每隔2m～3m断开并释放应力。
[0012]所述的挡土墙为待改造提升的山区道路路基块石砌体防护结构；所述的面层为改
造后黑色的沥青混凝土路面。
[0013]所述的基层是将原水泥混凝土路面经共振破碎机破碎而成，并使基层上半部呈现为小于10cm 的密实粒状碎块，基层下半部为10cm～20cm 的嵌锁咬合粒状碎块。
[0014]一种既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构的施工方法，包括如下步骤：步骤一、挡土墙的白改黑路面一体化结构设计调研分析老路基挡土墙的现状和承载能力，检测原路面弯沉，拟定既有路基块石挡土墙喷射水泥混凝土厚度和选定钢筋网、钢丝网规格以及布设方式；通过试验确定所用材料的技术指标；
③
由公式一、公式二、公式三计算挡土墙的白改黑路面一体化结构技术参数，并进行施工图设计，提出施工方案；步骤二、挡土墙加固根据设计图纸进行测量放样；
②
拆除既有路基块石挡土墙顶部20cm～30cm，清理挡土墙块石墙面严重风化层；
③
制作或购置钢筋网片并检测合格，在挡土墙的外侧和顶部铺设钢筋网，并用锚固钢筋固定于挡土墙的外侧和拆除20cm～30cm后的顶部；
④
配制喷射水泥混凝土混合料，经试验合格；
⑤
挡土墙上喷射水泥混凝土防护层时，先对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，包括原有道路路基的挡土墙（1）、排水管（11）、填方（2）和原水泥混凝土路面，其特征在于所述的原水泥混凝土路面共振碎石化后形成基层（3），该基层上依次铺设钢丝网（5）和面层（4）；所述的挡土墙（1）的外侧和顶部均设有由锚固钢筋（61）固定的钢筋网（6），该钢筋网与基层（3）上的钢丝网（5）相互连接并喷射水泥混凝土而形成一体化结构。2.根据权利要求1所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的面层（4）在汽车荷载作用下产生弯沉盘，该弯沉盘在xoy平面的弯沉曲线（41）用逻辑斯谛方程即Logistic曲线模拟，Logistic弯沉曲线方程为，弯沉曲线方程以绕xoy平面y轴旋转一周形成凹形弯沉盆，忽略面层本身的压缩变形，该钢丝网变形曲线（52）与面层（4）同步下沉也形成形状相同的Logistic弯沉曲线，根据温克勒地基假设，钢丝网沉降所受的反力强度为，于是得到如下计算公式：公式一、钢丝网弯沉盘中心O、钢丝网与挡土墙顶部的面层侧接触处A和汽车标准轴载两轮胎组之间中点B的沉降分别为，以O为原点的xoy平面内Logistic弯沉曲线方程的各待定参数以及有关计算公式为：式中由此求出Logistic弯沉曲线的各待定参数；
公式二、在单辆汽车行驶的情况下，由力的平衡原理，单位宽度的钢丝网（5）与挡土墙（1）顶部的钢筋网（6）接触处A之间的拉力和最大弯沉O处的拉力分别为式中一个路面面层（4）断面在多辆汽车同时作用时，单位宽度的钢丝网（5）与挡土墙（1）顶
部的钢筋网（6）接触处A和最大弯沉O处的拉力按叠加原理计算：公式三、所述的面层（4）底部钢丝网（5）与加固挡土墙的钢筋网（6）在挡土墙顶部相互连接，当车辆行驶在面层时，该面层（4）底部的钢丝网（5）发生沉降伸长而对挡土墙（1）的顶部产生拉力，这种拉力是动态的，并随着车辆的离开而消失，也随着车辆重量和数量的增加而增大，且与挡土墙（1）的水平主动土压力方向相反；公式一、公式二和公式三中的各符号定义为：——分别为Logistic弯沉曲线的拟合参数，、无量纲、；——汽车标准轴载单圆半径，；——分别为靠近挡土墙（1）一侧的汽车标准轴载单圆中心至挡土墙顶部A处的距离、汽车标准轴载单圆中心O处至汽车标准轴载两轮胎组之间中点B处的距离，；——面层（4）在汽车荷载作用下产生弯沉盘，该弯沉盘xoy平面的弯沉曲线（41）用逻辑斯谛方程即Logistic曲线模拟，弯沉曲线（41）方程为，弯沉盆以曲线绕xoy平面y轴旋转一周形成凹形弯沉盆；——分别为汽车标准轴载单圆均布荷载强度、面层材料的自重强度、在汽车标准轴载单圆均布荷载作用下钢丝网（5）沉降所受的反力强度，；——分别为钢丝网（5）与面层（4）、基层（3）之间的摩阻系数、地基反力系数，由查阅资料或实测得到，无量纲、；——分别为单位宽度钢丝网（5）与挡土墙（1）顶部A处的拉力、单位宽度钢丝网（5）在汽车标准轴载单圆中心O处的拉力、钢丝网（5）的容许拉力，；——分别为钢丝网（5）沉降变形后任意处与x轴的夹角、靠近挡土墙顶部A处与x轴的夹角、汽车标准轴载单圆中心O处与x轴的夹角、汽车标准轴载两轮胎组之间中点B处与x轴的夹角，；——钢丝网（5）与面层（4）、基层（3）之间的摩阻应力，；——以汽车标准轴载单圆弯沉盘中心O处为坐标原点的x轴、y轴，；
——系数，。3.根据权利要求1所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的钢筋网（6）与基层（3）上的钢丝网（5）相互连接并喷射水泥混凝土而形成防护层（7），该喷射水泥混凝土防护层为C30，防护层（7）的厚度8cm～20cm，钢筋网（6）的保护层厚度不小于3cm，挡土墙（1）顶部的防护层也采用现浇C30水泥混凝土。4.根据权利要求3所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的钢筋网（6）为热轧钢筋焊接而成的钢筋网片；所述的挡土墙（1）顶部的钢筋网（6）与钢丝网（5）互相焊接一体，并使防护层（7）与面层（4）形成一体化结构而共同受力。5.根据权利要求1所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的锚固钢筋（61）为热轧钢筋；所述的钢筋网（6）与挡土墙（1）的外侧和顶部经锚固钢筋（61）固定，该锚固钢筋插入挡土墙（1）的块石缝隙中或钻孔插入挡土墙（1）的块石中并呈梅花形布设。6.根据权利要求1所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的钢丝网（5）是由防腐处理的钢丝经机编成六边形双绞合金属网，该钢丝网（5）的纵向搭接宽度20cm～30cm、横向搭接宽度15cm～20cm；所述的钢丝网（5）中沿基层纵向一定的间距编织入多根分布钢筋（51），同时基层的两侧边缘沿纵向也各编织入1根...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯杰，罗平，徐炎锋，李亮，杜雨波，鲁镔演，周贤明，夏小娟，何海伟，王利平，王林旭，
申请(专利权)人：宁波交通工程建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：