[发明专利]一种新型公路路堤拓宽结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可同时提高拓宽区域新旧路基承载能力和整体性、减少新老路基结合处由于差异沉降等而诱发的纵向裂缝产生的新型公路路堤拓宽结构及施工方法。属于公路工程领域，适用于旧路改扩建工程中的单侧或双侧公路拓宽工程，特别适用于软土地区公路改扩建工程。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，公路交通量逐年递增，一些公路的交通量已接近饱和交通量。对此，为满足日益增长的交通需求和社会发展需要，公路改扩建项目越来越多，这些项目虽对提高道路等级和改善路网结构具有较高的技术经济价值，但由于旧路路基沉降变形基本稳定，而新路路基的沉降固结时间较短，加之新路路堤后期的自密沉降量通常大于旧路路堤，致使新旧路堤易出现差异沉降量过大、路面开裂、局部沉陷等工程质量问题。工程实践表明，路基加宽的技术难题主要是减小新老路基之间的差异沉降，并保证新老路基的有效衔接，避免道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害。

工程中，为加强新旧路面的结合、控制新旧路基的不均匀沉降，目前通常采用新旧路堤结合处开挖台阶、铺设土工合成材料加筋层、采用轻质材料填筑路堤等工程技术措施。其中，新旧路堤结合处开挖台阶是在旧路路堤填料范围内开挖台阶，该法施工简单，可在一定程度上增强新旧路堤结合处的连接强度；设置土工合成材料加筋垫层、加筋土路堤是在新路堤填料范围内铺设土工格栅、钢筋网片等材料，以增强填料的整体性和强度；轻质路堤填筑是采用轻质材料作为路堤填料，该法可在很大程度上减轻新填筑路堤的重量，减小新填路堤对旧路堤基础的附加应力。实践证明，上述措施在适宜的工程条件下均取得了较好的加固效果，但仍存一定的不足，如旧路路堤开挖台阶会形成潜在滑动面，在路基下卧层地质条件较差工况下，并不能有效减少新路基的总沉降量和工后沉降量；局部加筋处理对新旧路堤差异变形的控制效果有限，常常只能延缓裂缝发展的速率，而不能从根本上阻断裂缝；轻质路堤填筑费用较高，接触部位存在明显接触面，难以解决路基基础不均匀固结引起的沉降不均匀问题等等。

目前，已有在不影响正常通车情况下，通过路堤横向钻孔配合轻质置换控制沉降的方法，该法通过向路堤横向引孔内注入轻质材料来降低路堤结构重量，进而实现控制后期沉降的目的。但是方法未能实现对路堤结构的横向加劲补强，以及上部荷载的深层传递，对差异沉降的控制效果有限。

综上所述，尽管工程中已有一些可用于解决旧路加宽区域差异沉降问题的措施，各种措施的组合应用对于控制路堤后期差异变形、增强新旧路堤结合部位的整体性具有积极意义，但既有措施主要针对新填筑路堤，鲜有涉及旧路路堤承载能力提高的设计，对于路堤填筑高度大、差异沉降控制要求高的路段难以适用。

鉴于此，为有效控制新路基工后沉降和总沉降，减少道路拓宽后新老路堤的差异沉降量，提高公路路基的整体性，目前亟待发明一种可有效改善新老路基承载环境，大幅提高路堤结构层的整体性和抗裂性能的新型公路路堤拓宽结构。

发明内容

本发明的目的在于发明一种可有效提高路基承载能力、控制新旧路堤总沉降量和差异沉降量的新型公路路堤拓宽结构。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种新型公路路堤拓宽结构，其特征在于所述结构原路基边坡修整为台阶状，原路基边坡垫层下设有高压旋喷桩，在原路基垫层处采用加压持续注浆形成浆固承载板，原路基部分孔腔内回灌有细石混凝土或砂浆；采用地基处理桩加固拓宽区域地基，地基处理桩顶端通铺排水垫层；排水垫层上部铺设有土工布，土工布上置水泥土板，水泥土板中设置有高强钢筋网片；拓宽区域路堤由施工过程中的开挖土及轻质填料分层填筑形成。

原路基边坡修整为设有内倾角的台阶状，台阶的竖直高度和宽度控制在500~1000mm之间，台阶面上设内倾角；从各台阶面或隔级台阶，向下垂直引孔至原路基垫层底面。

排水垫层分两次摊铺，可采用级配均匀的粗砂、碎石或清宕渣，上表面铺设有土工布。

所述地基处理桩为弱挤土桩，可采用水泥搅拌桩或钻孔灌注桩，桩顶位于排水垫层底面下。

水泥土板由开挖土与水泥、石灰或固化剂拌合均匀、分层摊铺压实而成，内置高强钢筋网片。

轻质填料为泡沫珠混合轻质土、气泡混合轻质土或EPS 颗粒轻质土。

在不同路堤填料交界处、台阶延伸水平面铺设有土工加筋材料，土工加筋材料可采用无纺土工布、有纺土工布、塑料土工格栅、钢塑土工格栅或玻璃纤维土工格栅。

所述的新型公路路堤拓宽结构，主要施工过程如下：