[发明专利]一种轻质土路基结构、路基系统及设计方法

权利要求书

1.一种用于路基系统的设计方法，其特征在于：路基系统包括地基(9)和轻质土路基结构，

所述轻质土路基结构包括，

顶部敞口设置的U型槽体(5)，为轻质土浇筑制成的结构件；

土质填料层(6)，由土质材料填充而成，所述土质填料层(6)填筑在所述U型槽体(5)内；

支撑板(4)，设置于所述U型槽体(5)底部，用于支撑所述U型槽体(5)；

支撑梁(2)，沿线路方向间隔设置若干个，所述支撑梁(2)设置于所述支撑板(4)底部，用于支撑所述支撑板(4)，相邻所述支撑梁(2)之间的所述支撑板(4)与地基(9)之间具有空隙；

加固桩组件(1)，连接于所述支撑梁(2)底部，所述加固桩组件(1)包括若干根加固桩(11)，所有所述加固桩(11)沿所述支撑梁(2)长度方向间隔布置；

所述加固桩(11)设置于所述地基(9)内，所述支撑梁(2)设置于所述地基(9)上；

该设计方法包含以下步骤：

S1：基于所述轻质土路基结构建立路基系统设计模型，并使所述路基系统设计模型满足：当输入所述U型槽体(5)的设计参数时，输出所述加固桩组件(1)的上部承载重量W_n和所述加固桩组件(1)的结构参数；

S2：根据所述加固桩组件(1)的上部承载重量W_n和所述加固桩组件(1)的结构参数计算所述加固桩组件(1)给予所述支撑梁(2)的锚固力F_k，以及所述支撑梁(2)与所述地基(9)接触面的隆起作用力F_s；

S3：根据步骤S2得到所述路基系统的安全系数K，并使所述安全系数K满足抗隆起要求；

S4：根据满足抗隆起要求的所述安全系数K得到最终的路基系统的设计参数。

2.根据权利要求1所述的一种设计方法，其特征在于，所述U型槽体(5)上沿高度方向上间隔设置有土工格栅(8)，至少一个所述土工格栅(8)贯穿所述土质填料层(6)，并与所述U型槽体(5)横向两侧端部相连接。

3.根据权利要求1所述的一种设计方法，其特征在于，所述支撑梁(2)与对应每个所述加固桩(11)之间均连接有连接钢筋(3)。

4.根据权利要求1所述的一种设计方法，其特征在于，建立所述路基系统设计模型具体包含以下步骤：

S11.基于所述轻质土路基结构建立桩组件上部结构模型，其中，所述桩组件上部结构模型包括所述U型槽体(5)、支撑梁(2)、支撑板(4)和所述土质填料层(6)；

S12.根据所述桩组件上部结构模型获取所述加固桩组件(1)的上部承载重量W_n；

S13.根据所述桩组件上部结构模型和所述上部承载重量W_n得到所述加固桩组件(1)的结构参数。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种设计方法，其特征在于，所述U型槽体(5)的设计参数包括所述U型槽体(5)的结构参数和用于制作所述U型槽体(5)的轻质土重度γ_n1。