本發(fā)明屬于道路路基工程中的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土工格室加筋泡沫混凝土輕質(zhì)路基填筑結(jié)構(gòu)及其方法。

背景技術(shù)：

在道路工程設(shè)計(jì)中，從路基材料以及力學(xué)特性出發(fā)，將路基分為柔性基層、半剛性基層和剛性基層三類。柔性基層結(jié)構(gòu)剛度較小，在車輛荷載作用下容易產(chǎn)生較大的豎向變形，從而使路面產(chǎn)生較大的變形，對瀝青面層厚度要求較高。半剛性基層、剛性基層強(qiáng)度較大，但是在溫度、車載作用下易產(chǎn)生裂縫，造成瀝青路面形成反射裂縫。路基結(jié)構(gòu)的完整性對道路舒適性、行車安全有很大的影響。

泡沫混凝土又名輕質(zhì)混凝土，其制造工藝最早可追溯到19世紀(jì)初期的歐洲。泡沫混凝土是通過物理、化學(xué)方式，將氣體引入到混凝土漿體中，經(jīng)養(yǎng)護(hù)，形成的含有大量細(xì)小封閉氣孔，且具有相當(dāng)強(qiáng)度的混凝土制品。泡沫混凝土是一種新型的節(jié)能環(huán)保建筑材料，與傳統(tǒng)水泥混凝土材料相比，強(qiáng)度較弱，但是其具有輕質(zhì)性、填充自密實(shí)性好、保溫隔熱性能好、耐久性好等特點(diǎn)，現(xiàn)階段廣泛用于到軟土地基、橋臺背填筑，裝配式建筑住宅，工程回填等方面。

土工格室是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種由高密度聚乙烯經(jīng)高強(qiáng)力焊接而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)土工材料。施工時可拉成網(wǎng)狀，填充泥土、碎石等松散物料，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制的結(jié)構(gòu)體。目前廣泛運(yùn)用到不良地基處理、坡面防護(hù)處理、臺背路基填土加筋等工程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種土工格室加筋泡沫混凝土輕質(zhì)路基填筑結(jié)構(gòu)及其方法，以解決現(xiàn)有路基存在的強(qiáng)度不高，容易開裂，水損害嚴(yán)重等問題，使道路在規(guī)定的使用壽命年限內(nèi)，路基結(jié)構(gòu)完好，自下而上產(chǎn)生的破壞減少。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種土工格室加筋泡沫混凝土路基結(jié)構(gòu)，由若干層土工格室逐層鋪設(shè)構(gòu)筑框架，泡沫混凝土填筑在所述土工格室內(nèi)，所述土工格室的基礎(chǔ)層固定在地基表面；所述土工格室兩側(cè)外部設(shè)有排水溝，泡沫混凝土上部鋪設(shè)排水土工布。

進(jìn)一步的，所述路基土工格室結(jié)構(gòu)的層厚介于10～20cm，若所需層厚＞20cm，則鋪設(shè)雙層土工格室。

進(jìn)一步的，所述土工格室單孔長為20-25cm，單孔寬為12-15cm，單孔面積為100-120cm2，格室片厚度為1-2mm。

進(jìn)一步的，所述土工格室沿道路方向兩側(cè)留有栓孔，用地樁鋼釘將最外側(cè)土工格室固定，固定深度為20-25cm。

進(jìn)一步的，所述土工格室兩側(cè)，沿道路方向設(shè)有10-15cm寬的碎石排水溝。

進(jìn)一步的，所述排水溝的填充高度與鋪設(shè)完成的加筋泡沫混凝土路基層高相同。

進(jìn)一步的，所述路基采用抗壓強(qiáng)度為7-9mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土填筑而成。

進(jìn)一步的，所述水泥-粉煤灰泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水按照9:5:7的質(zhì)量比例，與發(fā)泡劑混合制備而成。

一種土工格室加筋泡沫混凝土路基結(jié)構(gòu)的方法，由以下施工步驟組成：

(1)對原地基進(jìn)行開挖、整平處理，保證地基表面平整、坡度均勻；

(2)張拉土工格室材料，利用兩側(cè)栓孔，將土工格室兩側(cè)固定于地基表面；

(3)緊貼兩側(cè)土工格室布設(shè)木板制模；

(4)將水泥、粉煤灰、水按(8-9):5:7的質(zhì)量比例，與發(fā)泡劑混合制備水泥-粉煤灰泡沫混凝土，澆筑在土工格室加筋的模具中；

(5)對路基的加筋泡沫混凝土進(jìn)行脫模、養(yǎng)護(hù)、干燥，使其達(dá)到指定強(qiáng)度；

(6)在兩側(cè)鋪設(shè)10-15cm寬的碎石排水溝；

(7)在加筋混凝土上部設(shè)置一層排水土工布。

有益效果：本發(fā)明提供的土工格室加筋泡沫混凝土輕質(zhì)路基結(jié)構(gòu)及其方法，與傳統(tǒng)的級配碎石柔性基層相比，本發(fā)明具有更大的抗壓、抗彎拉以及抗剪強(qiáng)度。與傳統(tǒng)半剛性、剛性基層相比，受土工格室的限制作用，不會產(chǎn)生長大裂縫，從而使得路面不會形成因基層開裂而產(chǎn)生的反射裂縫。即使在泡沫混凝土被壓碎的情況下，受土工格室側(cè)壁的側(cè)向限制力和摩擦力作用，該路基仍能保持結(jié)構(gòu)的完整性和強(qiáng)度，不會產(chǎn)生較大的豎向沉降變形。本發(fā)明中布設(shè)的土工布和兩側(cè)的排水溝能夠?qū)B入路基的水迅速排出，減小水損害造成的影響。由于使用了泡沫混凝土，該路基結(jié)構(gòu)相對較輕，可適用于軟土地基等地基承載力較小的地質(zhì)條件?；鶎訌?qiáng)度較高，減少了路面厚度，有一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時，泡沫混凝土流動性好，具有填充自密實(shí)性，便于施工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明路基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為單個土工格室尺寸示意圖(以沿道路方向最左側(cè)土工格室為例)；

圖3為土工格室地樁鋼釘固定示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明公開了一種利用土工格室加筋的泡沫混凝土輕質(zhì)路基填筑技術(shù)，屬于道路路基工程中的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度土工格室加筋，再由輕質(zhì)泡沫混凝土填筑而成。本發(fā)明的施工方法，包括：原地基開挖、整平；土工格室張拉、固定；泡沫混凝土材料澆筑填充；排水溝設(shè)置；土工布布設(shè)。本發(fā)明的路基結(jié)構(gòu)，采用土工格室加筋泡沫混凝土填筑，具有基層抗彎拉強(qiáng)度大，耐久性好的特點(diǎn)，避免產(chǎn)生較大的彎沉、變形，同時利用土工格室加筋，進(jìn)一步增強(qiáng)基層的強(qiáng)度和整體性，避免因材料開裂、壓碎造成的由下而上的路面結(jié)構(gòu)損壞，適用于各級別道路的路基工程建筑，尤其適用于地基承載力較小的地質(zhì)條件。

一種土工格室加筋泡沫混凝土路基結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度土工格室鋪設(shè)、固定在地基表面，泡沫混凝土填筑在土工格室內(nèi)，土工格室兩側(cè)設(shè)有排水溝，泡沫混凝土上部鋪設(shè)排水土工布。

其中，路基結(jié)構(gòu)層厚度(單層土工格室高度)一般介于10～20cm，根據(jù)具體道路等級、交通量而定，若所需層厚＞20cm，則鋪設(shè)雙層土工格室。路基采用抗壓強(qiáng)度約為7-9mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土填筑而成，此種水泥-粉煤灰泡沫混凝土由水泥、粉煤灰、水按照9:5:7的質(zhì)量比例，與適量發(fā)泡劑混合制備而成。

土工格室沿道路方向兩側(cè)留有栓孔，用地樁鋼釘將最外側(cè)土工格室固定，固定深度約為20-25cm。土工格室兩側(cè)，沿道路方向設(shè)有10-15cm寬的碎石排水溝。土工格室加筋混凝土上部設(shè)一層排水土工布。

本發(fā)明的土工格室加筋泡沫混凝土路基結(jié)構(gòu)，由以下施工步驟組成：

(1)對原地基進(jìn)行開挖、整平處理，保證地基表面平整、坡度均勻。

(2)張拉土工格室材料，利用兩側(cè)栓孔，將土工格室兩側(cè)固定于地基表面。

(3)緊貼兩側(cè)土工格室布設(shè)木板制模。

(4)將水泥、粉煤灰、水按(8-9):5:7的質(zhì)量比例，與適量發(fā)泡劑混合制備水泥-粉煤灰泡沫混凝土，澆筑在土工格室加筋的模具中。

(5)對路基的加筋泡沫混凝土進(jìn)行脫模、養(yǎng)護(hù)、干燥，使其達(dá)到指定強(qiáng)度。

(6)在兩側(cè)鋪設(shè)10-15cm寬的碎石排水溝。

(7)在加筋混凝土上部設(shè)置一層排水土工布(包括覆蓋排水溝)。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的填筑技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行進(jìn)一步說明。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性技術(shù)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

如圖1所示為一種土工格室加筋泡沫混凝土輕質(zhì)路基結(jié)構(gòu)，包括土工格室結(jié)構(gòu)1，水泥-粉煤灰泡沫混凝土填充2，基層排水溝3，布置在泡沫混凝土上部的土工布4，土工格室兩側(cè)的地樁鋼釘5。具體施工方式有如下步驟：

(1)根據(jù)道路的線性設(shè)計(jì)，對原地基進(jìn)行開挖、填充、壓實(shí)、整平處理，保證處理后的地基表面平整，坡度均勻。對處理后的地基進(jìn)一步清理，保證無大塊碎石、雜物和積水。

(2)根據(jù)道路寬度制備相應(yīng)規(guī)格的土工格室材料，如圖2所示，本實(shí)施例選取土工格室單孔長(l)為20cm，單孔寬(b)為12cm，土工格室外側(cè)為波浪形，單孔面積約為120cm²，格室片厚度為1mm。現(xiàn)場沿道路方向鋪設(shè)以及張拉土工格室1，保證土工格室張拉完全，在張鋪的過程中，兩側(cè)同時用地樁鋼釘5對土工格室進(jìn)行固定，樁釘深度為20cm，如圖3所示。

(3)緊貼兩側(cè)土工格室樁釘安裝木板制模。

(4)將水、水泥、粉煤灰按照7：(8-9)：5的質(zhì)量比例進(jìn)行混合，加入發(fā)泡劑，制備抗壓強(qiáng)度約為8mpa的水泥-粉煤灰泡沫混凝土2。通過泵送的方式將制備好的泡沫混凝土澆筑在路基模具中。由于泡沫混凝土具有較好的填充自密實(shí)性，無需進(jìn)行振搗和碾壓，只需進(jìn)行表面平整度處理。

(5)對該路基加筋泡沫混凝土進(jìn)行脫模、養(yǎng)護(hù)、干燥，使其達(dá)到指定強(qiáng)度。

(6)在路基兩側(cè)設(shè)置10cm左右寬的路基排水溝3，并用碎石進(jìn)行填充，填充高度與鋪設(shè)完成的加筋泡沫混凝土路基層高相同，保證排水土工布與排水溝碎石之間沒有大的空隙，防止后期路面在此邊界上方出現(xiàn)縱向裂縫。

(7)在該加筋泡沫混凝土路基上部布設(shè)一層土工布4用于排水，其寬度與整個路基總寬度(包括兩側(cè)排水溝)一致。

本施工進(jìn)行前應(yīng)檢驗(yàn)相關(guān)材料是否合格，包括土工格室材料強(qiáng)度(包括接頭連接處)是否達(dá)標(biāo)，土工格室是否有破損，地樁鋼釘質(zhì)量是否合格，土工布質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)等。如果有材料不合格的情況，必須立即相關(guān)廠家進(jìn)行更換，必要時需更換材料供應(yīng)商。本案的土工格室加筋泡沫混凝土輕質(zhì)路基，其厚度可根據(jù)道路等級、交通量水平進(jìn)行調(diào)整。

該施工路基，具有輕質(zhì)、強(qiáng)度高、整體性好以及排水性好的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)剛性、半剛性基層相比，受土工格室限制作用，不會產(chǎn)生長達(dá)裂縫，使路面最終不會產(chǎn)生較多的反射裂縫。與傳統(tǒng)柔性基層相比，又具有更大的抗壓、抗彎拉以及抗剪強(qiáng)度。即使在泡沫混凝土被壓碎的情況下，受土工格室作用，仍能保持路基結(jié)構(gòu)的完整性。兩側(cè)排水溝能將滲入到路基的水迅速排出，減小水損害的影響。泡沫混凝土流動性好，具有填充自密實(shí)性，免壓實(shí)，便于施工。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。