[发明专利]一种钢板结构和钢板路面结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种钢板结构和钢板路面结构及其施工方法，所述钢板结构包括底板、顶板、搭接板、肋板；所述底板与顶板的规格一致且相互平行，所述肋板位于底板和顶板之间且分别与底板和顶板固定连接；所述搭接板的一端位于顶板的第一宽边端的下方并且与顶板固定连接，所述搭接板的另一端伸出顶板的第一宽边端外且开有螺纹孔Ⅰ；在沿顶板的宽边方向等间距平行布设有若干块搭接板。所述钢板路面结构包括自上而下布设的钢板面层、换填土层、土基；所述钢板面层是由若干个钢板结构拼接而成的。本发明在低路堤或无路堤的路面结构中使用能够最大程度缓解下卧层模量不均匀对上部路面结构服役性能的不利影响。

技术领域

本发明属于公路路面工程技术领域，具体涉及一种钢板结构和钢板路面结构及其施工方法。

背景技术

目前针对低路堤的定义，由于地域等方面的因素，尚未形成统一的标准，一般将填土高度低于2.5m的路堤称为低路堤。路堤填土高度降低后，交通荷载将势必会影响一定厚度范围之内的地基土层。因此在修建公路、铁路甚至机场跑道等交通设施之前，一般要采取一些举措，如堆载预压、真空预压、复式真空预压及排水固结等方法进行较长时间的工作，来消除绝大部分固结变形和固结沉降。尽管如此，在使用过程中交通荷载还会对低路堤高速公路的软粘土地基层产生较大影响。由于路堤填土高度的降低，会使得路基填土抵抗不均匀沉降的能力降低，很容易会导致不均匀沉降。

目前国外一些发达国家的高速公路路基高度普遍都较低，平均高度约为0.5～1.0m。例如德国、法国，从德国到法国的沿线高速公路路基与周围地面几乎在一个水平面上。平路基的土石方量少，所以在两侧看不到取土坑，这样也便于野生动物从公路通过；又例如交通发达，高速公路网密集的荷兰，乡村道路和高速公路都是采用低路堤，其高度除了桥梁接线外路堤外一般不超lm。荷兰采用低路堤的原因是荷兰的土地资源匮乏、地势低洼，路基的用土一般是就近取材；还有奥地利，其高速公路的线形指标远低于我国，线形选择顺其自然，与环境的结合十分和谐，设计因地制宜，没有大填大挖的现象，有利于减少对地貌的破坏。

如今，我国已有多处路段使用低路堤设计方案，如山东省济青高速、沪宁高速公路、青银高速公路、江苏省苏北绕城高速和盐通高速通州段等，但国内外针对软土地区低路堤路面结构的传统技术方案均着眼于路基土的改性或采用土工格栅对路堤承载力进行增强。从应用效果看，这两种方案能够保证短期内路基的承载力和变形满足要求，但是由于两种方案均无法阻断水分在路基土内的迁移，长期效果不能保证，而且低路堤的特殊土地基的变形与强度问题非常突出，特殊土地基土体在不同的温度湿度条件下会产生不均匀变形或结构性破坏。

特殊土地基主要包括冻土、软土、膨胀土等的土地基。冻土含有丰富的的地下冰，是一种对温度极为敏感的土体介质，具有长期强度远低于瞬时强度的特征，面临冻胀和融沉问题。同时由于修筑道路改变了地表与大气间的热交换关系，从而使得路堤的吸热量变化进而改变了路基下多年冻土的天然上限发生变化，加剧了公路面临着路基底部不均匀变形导致的面层结构的破坏。为减少路基下多年冻土受温度影响，冻土地区公路基本采取高填方路堤与具有散热、隔热功能的辅助设施如热棒、通风管、XPS隔热板等；软土具有天然含水量高、压缩性高、抗剪强度低、扰动性大、灵敏度高的特点，在荷载作用下变形大而不均匀，变形稳定历时长，总体承载力低。软土地基改善土基压缩性提高强度处治方法主要有轻基浅埋、土基周围打板桩基础、换填浅层软土、排水固结、掺添加剂等；膨胀土具有明显胀缩性，吸水膨胀，遇水崩解或软化，失水收缩，抗冲刷能力差的特点，长期反复胀缩使土体强度产生衰减。季节性的湿度变化常引起道路变形开裂甚至严重破坏。膨胀土地基进行防水保湿、强度提高处治方法主要有加大基础埋深、增设沉降缝、采用支墩板基础或桩基础、设防水层、掺添加剂等。

上述特殊土地基处治工程均有施工期长、造价较高及养护修复困难的弊端。近年来隔温材料与防水材料的迅速发展为特殊土受温度湿度影响的稳定性问题提供了新思路，不需要通过高填方的路堤形式、大量的换填以及额外的散热、隔热及排水的辅助设施来保障特殊土土基的稳定性，从而降低路面结构的高度，减少工程造价，大大缩短施工期，但仍缺少与特殊土土基相适应的低路堤或无路堤的路面结构。