一种轻质路堤的制作方法

1.本实用新型涉及一种轻质路堤，属于公路、城市道路工程领域，特别涉及一种自重较轻的路堤。


背景技术：

2.公路和城市道路有些高填方路段，采用素土碾压形成路堤，是很常见的路堤做法。但在一些特殊的地质条件的路段，高填方路堤存在许多病害，如：在软土地基上修筑路堤，因为土壤填料密度大，其自重产生的地基附加应力较大，常会造成路基较大的不均匀沉降；高填方压实度不足，土壤固结引起填方自身的沉降；高填方边坡稳定性不足引起的滑坡等。要解决上述问题就应采用一些技术措施，针对软弱地基承载力不足引起的沉降，需要在路堤填方前，对下部的软弱地基进行处理，提高地基承载力，常用的方法有排水固结法、搅拌桩法，换填法，但无论采取哪种方法，都会增加工程造价，地基处理占路堤造价的比例很大。针对第二种病害高填方土壤固结引起的沉降，填方路堤，减小沉降的有效方法是提高素土碾压的压实度，一般设计要求压实度应大于等于92%~96%，即使达到设计压实度要求，高填方路堤自重固结沉降也是不可避免的，因此规范规定有工后允许沉降量。针对第三种病害高填方边坡稳定性不足引起的滑坡，除了上述的提高地基承载力和提高压实度，增大路堤边坡坡率可以减小滑坡的发生。填方路堤稳定是依靠填方土壤的凝聚力和内摩擦角，使土体颗粒之间相互摩擦形成抗滑力限制颗粒移动，当土体自重和路面荷载超过土体抗滑动力时，路堤就会出现圆弧滑动面高于路堤外侧地面，边坡就会出现滑坡。加大边坡坡率，使潜在的滑动面下移至路堤外侧地面以下，即可避免滑坡。软弱地基上修建路堤，即时进行了软基处理，一些工程为了路堤稳定，在路堤放坡外再增加反压护道，反压护道高度为路堤高度的1/2~1/3，宽3~5m，依靠反压护道的土重压住路堤外地面，避免地面隆起路堤滑坡。加大坡率和设置反压护道，增加用地面积，增加工程造价。
[0003] 减轻路堤填料的重量，可以减小填方对地基的压力，减小路堤沉降，地基无需特殊处理，降低地基处理的费用。现有技术在冻土地区和软弱地基修建公路，有采用聚苯乙烯泡沫（eps）作为填料的轻质路堤实践。聚苯乙烯泡沫是一种轻型高分子聚合物，它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂，同时加热进行软化，产生气体，形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫的重量很轻，密度γ=0.2~0.4kn/m3，由于路堤重量大大减小，路堤对地基的压力也大大减小，并且在斜坡地段修筑eps路堤可有效防止滑坡产生，提高高路堤的抗滑稳定性。但eps路堤也存在一些制约条件，由于eps很轻，采用人工铺筑，关键是平整度控制与联结牢固。eps块体各层之间采用专用的双面爪型联结件，在顶面及侧面采用单面爪型联结件，在最下层eps块体与施工基面和土基之间采用销钉联结。eps块体太轻，并且还有一定的压缩变形量，为了防止受车辆荷载作用发生侧向变形，在eps块体之间还有设置肋板、土工布、现浇连接等构造，施工工艺复杂，技术性要求高，施工工效低， eps块体造价高，在一些冻土地区和沿海冲积形成的软土地区的特殊路段使用尚可，大面积推广受到一定的限制。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是：提供一种轻质路堤，路堤的填料采用轻质加气混凝土，在路基上碾压铺设片石嵌固层，嵌固层上设置混凝土找平层，在找平层上分层码放加气混凝土模块，模块纵横错缝，缝间喷射砂浆填缝，模块堆码到路床位置，上铺钢筋混凝土承载层，承载层上铺筑路面基层和面层，路堤两侧采用覆土层保护模块，覆土层外设置植草护坡。
[0005]
本实用新型是通过以下技术实现的：轻质路堤主要由嵌固层1、找平层2、填筑层3、承载层4、覆土层5、植草护坡6组成，嵌固层1位于路堤的最下层，嵌固层1上铺设混凝土找平层2，在找平层2上分层堆码轻质模块构成的填筑层3，填筑层3上采用钢筋混凝土浇筑承载层4，承载层4的作用为将路面的车辆荷载分散，扩大荷载传递面积，减小填筑层3的压力，填筑层3的外部设有覆土层5，将填筑层3和承载层4封闭，覆土层5的外侧为植草护坡6，起到坡面绿化和防止水土流失的作用，承载层4上为铺设路面基层7和路面面层8，路面两侧为人行道9，坡脚底设置排水沟10。
[0006]
所述的嵌固层1采用片石碾压嵌固在土质原地基上，凸凹不平的片石采用压路机碾压，片石挤入地基土壤内，起到承载上部荷载和防止路堤滑移的作用。
[0007]
所述的找平层2是采用喷射混凝土将凸凹不平的嵌固层1缝隙填充，将嵌固层1上部整平，便于上面铺设填筑层3。
[0008]
所述的填筑层3为轻质的加气混凝土模块，分层纵横交错堆码构成的路堤核心部分，模块的宽和高为a，长为2 a ~4 a，层与层之间为平缝11，每一层模块之间为竖缝12，平缝11为水泥砂浆喷射座浆，竖缝12为水泥砂浆喷射灌浆。
[0009]
所述的承载层4是在堆码的填筑层3上浇筑的钢筋混凝土板，起到扩散车辆荷载，减轻填筑层3压力的作用。
[0010]
所述的覆土层5为碾压的素土层，在路堤横向填筑层3的外侧采用素土分层碾压，用于保护填筑层3。
[0011]
所述的植草护坡6是在覆土层5外设置的绿化坡面，起到防止水土流失的作用。可以是植草坡面，在覆土层5直接播撒草籽或贴草皮，待草本植物生长形成绿化坡面；也可以是三维植被网坡面，在碾压的覆土层5上铺设植草三维网，植物并结合土工合成材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护坡面；也可以是客土喷播坡面，客土喷播是以团粒剂使客土形成团粒化结构，掺入草本植物的种子，采用喷射的方法将掺有种子的土壤喷在坡面上，待种子发芽生长茂盛后，形成具有抗冲刷的植草坡面。
[0012]
高填方路堤对地基产生的压力，主要是填筑土方的自重，高填方的路堤，汽车荷载占填土自重比例较小，如：以设计常用的55吨标准车为例，前轮与后轮着地距离12.8m，两轮距1.8m，以此着地面积计算5m高的压实填方路堤，土的重量为220吨，更高的填方土重更大，解决高填方的病害，减轻路堤的自重是主要途径。本实用新型采用加气混凝土模块填筑路堤，加气混凝土的密度仅为素土碾压的1/3，而抗压强度则为碾压素土的4~8倍，具有很高的抗压密度比，用其作为填筑路堤的材料，自重减少2/3，大大减小了路堤底面的压力，天然地基无需处理可满足承载力要求，虽然采用加气混凝土比土方填筑造价高，但节约了地基处理费用，综合造价基本持平。采用人工码放加气混凝土模块，只要横竖交错即可，模块间留出10~30mm的缝隙，采用喷射机将水泥砂浆喷灌在缝隙内，便于操作，施工工效高。模块被水泥砂浆粘结固定，潜在的圆弧滑动面无法剪切模块，避免边坡滑坡，因此边坡坡率可以加
大，减少了占地，节约工程造价，整体造价低于填土路堤，路堤越高效果越明显。
[0013]
使用本实用新型的有益效果是：路堤自重轻，对基底承载力要求低，减少了地基处理的造价。加气混凝土具有较高的抗压密度比，压缩变形小，路堤稳定性好，施工简便，工效高。克服了聚苯乙烯泡沫（eps）轻质路堤施工技术要求高，工效低，造价高，需要辅助构造防止发生侧向变形等缺陷。
附图说明
[0014]
图1为路堤横断面图；
[0015]
图2为路堤局部断剖面图；
[0016]
图3为斜坡段局部纵断面图。
[0017]
图中：1
‑
嵌固层，2
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找平层，3
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填筑层，4
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承载层，5
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覆土层，6
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植草护坡，7
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路面基层，8
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路面面层，9
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人行道，10
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排水沟，11
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平缝，12
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竖缝。
具体实施方式
[0018]
为了本领域技术人员更好地理解本实用新型，结合图1～图3对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
[0019]
本实用新型的路堤填料采用轻质加气混凝土，在路基上碾压铺设片石嵌固层，嵌固层上设置混凝土找平层，在找平层上分层码放加气混凝土模块，模块纵横错缝，缝间喷射砂浆填缝，模块堆码到路床位置，上铺钢筋混凝土承载层，承载层上铺筑路面基层和面层，路堤两侧采用覆土层保护模块，覆土层外设置植草护坡。
[0020]
轻质路堤主要由嵌固层1、找平层2、填筑层3、承载层4、覆土层5、植草护坡6组成，嵌固层1位于路堤的最下层，嵌固层1上铺设混凝土找平层2，在找平层2上分层堆码轻质模块构成的填筑层3，填筑层3上采用钢筋混凝土浇筑承载层4，承载层4的作用为将路面的车辆荷载分散，扩大荷载传递面积，减小填筑层3的压力，填筑层3的外部设有覆土层5，将填筑层3和承载层4封闭，覆土层5的外侧为植草护坡6，起到坡面绿化和防止水土流失的作用，承载层4上为铺设路面基层7和路面面层8，路面两侧为人行道9，坡脚底设置排水沟10。路堤横断面见图1，局部纵断面见图2。
[0021]
嵌固层1采用片石碾压嵌固在土质原地基上，在填筑路堤的原地面，清除杂草和种植土，将片石摊铺在地基上，铺筑厚度300~600mm，采用重型压路机碾压，凸凹不平的片石经压路机碾压，片石挤入地基土壤内，起到承载上部荷载和防止路堤滑移的作用。在嵌固层1浇筑找平层2，厚度200mm左右，采用喷射混凝土将凸凹不平的嵌固层1缝隙填充，找平层2作用是将片石嵌固层1固结成整体，将嵌固层1上部整平，便于上面铺设填筑层3。原地面沿道路纵向自然坡度小于等于5%时，嵌固层1可直接铺筑在原地基上，找平层2找平后可铺筑填筑层3，如果原地面沿道路纵向自然坡度大于5%，见图3的虚线，应将地面修成水平台，嵌固层1错台，使找平层2的纵坡小于等于5%，也可以在嵌固层1的顶面错台，使找平层2的纵坡小于等于5%。
[0022]
找平层2的上面为填筑层3，填筑层3采用轻质的加气混凝土，制作成长方体的模块，分层纵横交错堆码构成的路堤核心部分。加气混凝土广泛应用于建筑工程，作为建筑框架结构的填充墙，可以减轻建筑物的重量。加气混凝土密度为5~7kn/m3（500~700kg/m3），压
实的土壤密度为18~20 kn/m3（1800~2000kg/m3），加气混凝土的密度仅是压实土壤路堤的1/3左右，加气混凝土28天抗压强度可达4~6mpa，而素土压实的抗压强度为0.5~1.5mpa，加气混凝土抗压强度为碾压素土的4~8倍，具有很高的抗压密度比，用其作为填筑路堤的材料，自重减少2/3，大大减小了路堤底面的压力，天然地基无需处理可满足承载力要求，是一种很好的路堤填筑材料。本实用新型将加气混凝土制作成模块，施工现场堆码的方式填筑路堤。模块的宽和高为a，长为2 a ~4a，a取0.2~0.5m为宜。填筑层3层与层模块之间平缝11为水泥砂浆喷射座浆，同一层块与块之间竖缝12为水泥砂浆喷射灌浆。在施工完的找平层2上喷射一层水泥砂浆，形成一层座浆平缝11，厚10~20mm，在砂浆上纵横交错码放模块。模块之间留出10~30mm的缝隙，一层模块堆码完成后，采用喷浆方式向缝隙内喷射水泥砂浆，形成喷浆竖缝12。在喷射了竖缝12的填筑层3上，喷射水泥砂浆平缝11，继续堆码模块，依次层层堆码喷浆，形成被水泥砂浆固结成整体的填筑层3。堆码时模块之间纵横交错错缝，大体控制缝宽即可，堆码喷浆灌缝工效高，施工简便。如模块填筑至顶部，填筑层3与承载层4之间如果不足一层的厚度，可以将模块切割成需要高度和斜度，加气混凝土很容易切割，使承载层4与路面基层7保持平行，见图3。
[0023]
按照设计标高，填筑层3堆码到承载层4底部高度时，在填筑层3上浇筑钢筋混凝土承载层4。承载层4厚度200mm左右，上下两层钢筋，钢筋直径16~20mm，间距150~200mm，承载层采用c30混凝土浇筑。承载层4有较大的扩散角，能将路面的汽车荷载扩散，起到扩散车辆荷载，减轻填筑层3压力的作用。
[0024]
承载层4浇筑完毕后，在路堤横向填筑层3的外侧，采用素土分层碾压形成覆土层5，覆土层5宽度不小于1m，碾压完毕修正坡面，用于保护填筑层3。
[0025]
待承载层4混凝土强度达到设计要求后，在上面铺筑路面基层7，同时填筑两侧的覆土层5至路面基层7边缘，安装路缘石，铺筑沥青路面面层8，两侧铺设人行道9。
[0026]
最后在覆土层5外侧铺设植草护坡6，进行绿化坡面，一可美化环境，二可防止坡面水土流失。植草护坡6可以是植草坡面，这是最常见的做法，在覆土层5直接播撒草籽或贴草皮，待草本植物生长形成绿化坡面。植草护坡6也可以是三维植被网坡面，在碾压的覆土层5上铺设植草三维网，植物并结合土工合成材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的防护坡面，三维网是一种边坡防护专业的土工材料，三维网护坡技术综合了土工网和植物护坡的优点，起到了复合护坡的作用。通过植物的生长活动达到根系加筋、茎叶防冲蚀的目的，经过生态护坡技术处理，可在坡面形成茂密的植被覆盖，在表土层形成盘根错节的根系，有效抑制暴雨径流对边坡的侵蚀，增加土体的抗剪强度，减小孔隙水压力和土体自重力，从而大幅度提高边坡的稳定性和抗冲刷能力。植草护坡6也可以是客土喷播坡面，客土喷播是以团粒剂使客土形成团粒化结构，掺入草本植物的种子，加筋纤维在其中起到类似植物根茎的网络加筋作用，采用喷射的方法将掺有种子的土壤喷在坡面上，从而造就有一定厚度的具有耐雨水、风侵蚀，牢固透气，与自然表土相类似或更优的多孔稳定土壤结构，带种子发芽生长茂盛后，形成具有抗冲刷的植草坡面。
[0027]
在植草护坡6的底部修建排水沟10，排水沟10将坡面雨水和路堤两侧地面雨水收集，集中排放，不免冲刷路堤。排水沟10可以采用石砌，也可以采用夯实土沟。
[0028]
本技术的说明书和附图仅是具体一个实施方式，而不是限制性的，本领域的技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做
出很多形式，均在本技术保护范围之内。