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原文传递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

专利名称：	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
摘要：	本发明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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	宁波交通工程建设集团有限公司
发明人：	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
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-26T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-16T00:00:00+0800
申请号：	CN202211169154.4
公开号：	CN115478458A
代理机构：	宁波天一专利代理有限公司
代理人：	张晨
分类号：	E01C3/00;E01C3/02;E01C3/04;E01C7/18;E01C11/00;E01C11/16;E02D3/10;E02D29/02;E;E01;E02;E01C;E02D;E01C3;E01C7;E01C11;E02D3;E02D29;E01C3/00;E01C3/02;E01C3/04;E01C7/18;E01C11/00;E01C11/16;E02D3/10;E02D29/02
申请人地址：	315010 浙江省宁波市海曙区解放北路91号
主权项：	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根分布钢筋（51）；所述的钢丝网（5）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。 7.根据权利要求6所述的既有路基块石挡土墙的白改黑路面一体化结构，其特征在于所述的分布钢筋（51）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（51）每隔2m～3m断开并释放应力。 8.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，其特征在于所述的挡土墙（1）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（4）为改造后黑色的沥青混凝土路面。 9.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，其特征在于所述的基层（3）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。 10.一种根据权利要求1~9任一项所述的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，其特征在于所述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（1）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（6），并用锚固钢筋（61）固定于挡土墙（1）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防护层时，先对挡土墙的块石缝隙进行喷射，用手工工具插捣缝隙处的喷射水泥混凝土，使其充填密实，然后喷射整个墙面，其中挡土墙顶部留待钢筋网（6）与钢丝网（5）焊接后喷射水泥混凝土或浇筑水泥混凝土；步骤三、原水泥混凝土路面共振碎石化后的基层施工先将破裂损坏严重的原水泥混凝土板块进行换板处理，待换板重铺的水泥混凝土板强度达到设计强度的75%以上时，进行共振破碎；需要换板处理和不需要换板处理的原水泥混凝土板块一起进行共振碎石化处理，共振破碎后的水泥混凝土路面作为面层（4）的基层（3）； ②施工前对共振作业路径进行放样，相邻破碎路径之间紧密相连；共振破碎按照平行于道路走向的路径进行往复破碎，不倾斜破碎，不漏振、重复破碎、叠合破碎，并安排一段试验路段进行共振试验取得有关数据；根据试验段确定的工艺参数，结合施工路段路面状况的差异，合理微调施工工艺参数，保证破碎效果满足碎石层破碎的质量要求；共振破碎的碎石层洒水碾压，洒水量为1kg/m2～3kg/m2；碎石层的碾压按初压、复压、终压三个阶段进行，碾压设备采用钢轮压路机、钢轮振动压路机或轮胎压路机，碾压由“路边向中间”、“由低到高”顺序执行，碾压时相邻碾压带重叠不少于1/3 的碾压轮宽度，平整度、压实度的技术指标检测合格；共振破碎后的碎石层连续开展后续施工，碎石层的裸露时间不超过3d，碎石层不开放交通；步骤四、钢丝网铺设钢丝网（5）运送到场后采用机械吊装，轻起轻放，做好钢丝网保护，防止由于人工随地丢掷或车辆碾压而对钢丝网的网面产生破坏； ②钢丝网（5）的网面完全展开，人工调整至正确的位置，每幅按规定进行搭接；在钢丝网（5）铺设完成且未固定前，采用胶轮压路机碾压1遍～2 遍；待同步碎石封层铺筑完成后，再次采用胶轮压路机碾压1遍～2 遍；钢丝网（5）的网面采用M8压爆螺纹钉作为锚固钢钉，并使用小型冲击钻进行固定，锚固钢钉的密度不小于1个/m2，网面固定端、急弯段、摊铺机轮迹带的位置适当加密、保证紧贴路面；钢筋网铺设完成并验收合格后进行同步碎石下封层施工；同步碎石封层 SBS改性沥青，沥青用量1.8g/m2～2.0kg/m2，集料撒布量13kg/m2～15kg/m2，同步碎石封层级配集料最大粒径不大于19mm；步骤五、沥青混凝土施工沥青混合料的材料符合设计要求，在拌和作业中进行抽样检验，以验证抽样检验的沥青混合料组成配合比符合设计要求； ②同步碎石封层采用路面清扫车、强力吹风机进行清理，保持表面整洁、干燥、平整；热沥青混合料摊铺碾压顺着搭接的上层网覆压下层网方向进行，并保证施工工艺和质量符合有关标准和设计要求。