一種濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系及道路拓寬方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于濕陷性黃土地區(qū)道路拓寬工程領域，涉及一種濕陷性黃土地基層上道 路拓寬體系及道路拓寬方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，公路在國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用越來越突出。然而有些 道路的通行能力已經(jīng)不能滿足交通量增大的需要，其造成時間的浪費和運輸成本的提高， 嚴重影響了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。為了滿足急劇增長的交通要求和提高道路服務水平，更好地 為經(jīng)濟建設服務，對道路進行拓寬成為了必然選擇。
[0003] 目前，道路拓寬工程中，最主要的問題就是拓寬道路與原有道路之間整體性能較 差，運營過程中拓寬道路與原有道路之間差異沉降較大，縱向裂縫現(xiàn)象較為嚴重。再加之在 濕陷性黃土地區(qū)，由于濕陷性黃土土質較均勻、結構疏松、孔隙發(fā)育。當在一定壓力下受水 浸濕，黃土結構會迅速破壞，產(chǎn)生較大附加下沉，強度迅速降低。因此，在濕陷性黃土地基層 上進行道路拓寬工程，拓寬道路與原有道路之間差異沉降、縱向裂縫問題更為顯著，運營過 程中甚至出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，嚴重影響著拓寬后道路行車的舒適性和安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對濕陷性黃土地基層上道路拓寬問題，提供了一種結構力學 性能合理、整體性好以及質量可控的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系及道路拓寬方法。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
[0006] 一種濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述濕陷性黃土地基層上 道路拓寬體系包括濕陷性黃土地基層、灰土換填層、填土層、土工格柵、待拓寬道路水穩(wěn)層、 待拓寬道路路面、微型剛性粧以及夯實水泥土粧墻；所述濕陷性黃土地基層、灰土換填層、 填土層、待拓寬道路水穩(wěn)層以及待拓寬道路路面自下而上依次層狀分布；所述夯實水泥土 粧墻貫穿灰土換填層并縱向插入濕陷性黃土地基層中；所述填土層中沿填土層的縱向鋪設 有一層或多層土工格柵；所述微型剛性粧貫穿土工格柵并縱向插入原路堤中。
[0007] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的微型剛性粧是鋼筋混凝土灌注粧；所述微型剛性粧的 直徑在150~300mm之間，所述微型剛性粧采用的混凝土強度等級不小于C30,縱筋直徑不 小于8_，縱筋不少于4根；所述微型剛性粧的長度在0. 8~I. 2m之間；所述微型剛性粧的 橫向間距在I. 〇~I. 5m之間。
[0008] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的微型剛性粧貫穿土工格柵時由土工格柵分為上部分以 及下部分；所述上部分以及下部分的長度比在1 :2~1 :1范圍內(nèi)。
[0009] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的土工格柵是多層時，相鄰兩層土工格柵之間的間距在 0. 5~I. 5m范圍內(nèi)。
[0010] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的土工格柵在〇. 5%延伸率時的抗拉剛度不小于500kN/ m〇
[0011] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的夯實水泥土粧墻由夯實水泥土粧重疊排列組成，所述 夯實水泥土粧的直徑不小于0. 8m，兩相鄰夯實水泥土粧的心距不大于夯實水泥土粧的半 徑，長度不小于2倍的灰土換填層的高度。
[0012] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的灰土換填層的厚度H。采用下式確定：
【主權項】
1. 一種濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述濕陷性黃土地基層上道 路拓寬體系包括濕陷性黃土地基層（8)、灰土換填層（4)、填土層（2)、土工格柵（1)、待拓寬 道路水穩(wěn)層（6)、待拓寬道路路面（7)、微型剛性粧（3)以及夯實水泥土粧墻（5);所述濕陷 性黃土地基層（8)、灰土換填層（4)、填土層（2)、待拓寬道路水穩(wěn)層（6)以及待拓寬道路路 面（7)自下而上依次層狀分布；所述夯實水泥土粧墻（5)貫穿灰土換填層（4)并縱向插入 濕陷性黃土地基層（8)中；所述填土層（2)中沿填土層（2)的縱向鋪設有一層或多層土工 格柵（1);所述微型剛性粧（3)貫穿土工格柵（1)并縱向插入原路堤（11)中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述微型 剛性粧（3)是鋼筋混凝土灌注粧；所述微型剛性粧（3)的直徑在150~300mm之間，所述 微型剛性粧（3)采用的混凝土強度等級不小于C30,縱筋直徑不小于8_，縱筋不少于4根； 所述微型剛性粧（3)的長度在0. 8~I. 2m之間；所述微型剛性粧（3)的橫向間距在I. 0~ I. 5m之間。
3. 根據(jù)權利要求2所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述微型 剛性粧（3)貫穿土工格柵（1)時由土工格柵（1)分為上部分以及下部分；所述上部分以及 下部分的長度比在1 :2~1 :1范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述土工 格柵（1)是多層時，相鄰兩層土工格柵（1)之間的間距在0.5~1.5m范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權利要求4所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述土工 格柵（1)在0.5%延伸率時的抗拉剛度不小于5001^/111。
6. 根據(jù)權利要求5所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系，其特征在于：所述夯實 水泥土粧墻（5)由夯實水泥土粧重疊排列組成，所述夯實水泥土粧的直徑不小于0.8m，兩 相鄰夯實水泥土粧的心距不大于夯實水泥土粧的半徑，長度不小于2倍的灰土換填層（4) 的高度。
7. 根據(jù)權利要求1或2或3或4或5或6所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系， 其特征在于：所述灰土換填層（4)的厚度H。采用下式確定：
其中： 原地基（10)和待拓寬道路路肩（14)下地基變形計算深度至自重應力與附加應力之比 小于0. 1，且將原路肩和待拓寬道路路肩下地基變形計算深度分別均勻劃分為m以及n層； i是m或n層中的任意一層； E。為灰土換填層（4)灰土平均壓縮模量； A為灰土換填層（4)平均附加應力； Esi和E' si分別為原地基（10)和待拓寬道路路肩（14)下地基第i層土上的平均壓縮 模量； 6,.和分別為原地基（10)和待拓寬道路路肩（14)下地基第i層土上的平均附加應 力； hjph' 別為第i層土的厚度。
8. -種基于如權利要求7所述的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系的濕陷性黃土地 基層上道路拓寬方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： 1) 獲得原有道路和拓寬道路地基物理力學參數(shù)；所述原有道路和拓寬道路地基物理 力學參數(shù)是原有道路和拓寬道路地基壓縮模量、換填灰土壓縮模量和拓寬道路新增荷載； 2) 根據(jù)原有道路和拓寬道路地基物理力學參數(shù)確定灰土換填層（4)的厚度； 3) 挖去與灰土換填層（4)的厚度相同高度的濕陷性黃土，進行灰土換填，灰土換填后 的灰土壓實度不小于95,并平整至設計地基標高； 4) 采用螺旋轉法施工并形成夯實水泥土粧墻（5)，夯實水泥土粧墻（5)由夯實水泥土 粧重疊排列組成，夯實水泥土粧的直徑不小于〇. 8m，兩相鄰夯實水泥土粧的心距不大于夯 實水泥土粧的半徑，長度不小于2倍的灰土換填層（4)的高度，位于拓寬路堤坡腳處和排水 溝（9)之間； 5) 按規(guī)范要求進行排水溝的施工； 6) 向原路堤（11)坡面開挖臺階，原路堤（11)坡面的臺階寬度不小于lm，鋪設第一層 土工格柵（1)，所述土工格柵（1)在0. 5%延伸率時的抗拉剛度不小于500kN/m ; 7) 填筑一層拓寬路堤的填土層（2)，并充分壓實，壓實度與原路堤（11)的壓實度相同， 填土層（2)的厚度不大于0? 3m ; 8) 將微型剛性粧（3)在距原路堤（11)坡面開挖的臺階邊緣0. 3~0. 5m處垂直打入原 路堤（11)，并打穿土工格柵（1); 9) 重復步驟7)填筑拓寬路堤的填土層（2)至鋪設下一層土工格柵標高； 10) 重復步驟6)至步驟9)，在步驟9)所提及的填筑拓寬路堤的填土層（2)的基礎上 再次填筑填土層（2);直至填筑至待拓寬道路水穩(wěn)層（6)底面設計標高； 11) 對待拓寬道路水穩(wěn)層（6)進行施工，所述待拓寬道路水穩(wěn)層（6)與原水穩(wěn)層（12) 的設計以及施工要求相同； 12) 對待拓寬道路路面（7)進行施工；所述待拓寬道路路面（7)與原路面（13)的設計 以及施工要求相同。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于：所述步驟2)中灰土換填層（4)的厚度H。 采用下式確定：
其中： 原地基（10)和待拓寬道路路肩（14)下地基變形計算深度至自重應力與附加應力之比 小于0. 1，且將原路肩和待拓寬道路路肩下地基變形計算深度分別均勻劃分為m以及n層； i是m或n層中的任意一層； E。為灰土換填層（4)灰土平均壓縮模量； 式為灰土換填層（4)平均附加應力； Esi和E' si分別為原地基（10)和待拓寬道路路肩（14)下地基第i層土上的平均壓縮 模量； Sa.和分別為原地基a〇)和待拓寬道路路肩（14)下地基第i層土上的平均附加應 力； hjph' 別為第i層土的厚度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系及道路拓寬方法，該濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系包括濕陷性黃土地基層、灰土換填層、填土層、土工格柵、待拓寬道路水穩(wěn)層、待拓寬道路路面、微型剛性樁以及夯實水泥土樁墻；濕陷性黃土地基層、灰土換填層、填土層、待拓寬道路水穩(wěn)層以及待拓寬道路路面自下而上依次層狀分布；夯實水泥土樁墻貫穿灰土換填層并縱向插入濕陷性黃土地基層中；填土層中沿填土層的縱向鋪設有一層或多層土工格柵；微型剛性樁貫穿土工格柵并縱向插入原路堤中。本發(fā)明針對濕陷性黃土地基層上道路拓寬問題，提供了一種結構力學性能合理、整體性好以及質量可控的濕陷性黃土地基層上道路拓寬體系及道路拓寬方法。
【IPC分類】E01C3-04, E01C3-00
【公開號】CN104818658
【申請?zhí)枴緾N201510243290
【發(fā)明人】張軍, 趙建斌, 董立山, 孫志杰
【申請人】山西省交通科學研究院, 山西交科公路勘察設計院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月13日