[发明专利]一种高速公路加宽路基结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种高速公路加宽路基结构及其施工方法，属于道路工程技术领域。从上到下，所述的扩建新路与半刚性老路对应的结构层依次为沥青表面层、沥青中面层、沥青下面层、级配碎石层、下半刚性材料基层和底半刚性材料基层；其中：所述的级配碎石层中铺设骨架；所述的骨架为圆环形或者多边形框体结构，所述的骨架铺设多层；每一层的骨架与相邻层的骨架相互部分错开布置。本发明能能够有效改善级配碎石层的力学性能，从而减少了加宽路基在服役时反射裂缝等破坏；而且，具有制作简单、生产成本较低以及适合大规模推广等优点。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，更具体地说，涉及一种高速公路加宽路基结构及其施工方法。

背景技术

我国是从80年代中期开始建设以高速公路为代表的高等级公路的，其中有刚性路面和半刚性路面。在已建成的高速公路中，95％是以半刚性材料为基层，沥青混凝土为面层的路面。半刚性基层具有较高的强度与承载力、良好的整体稳定性和耐久性。随着人们的物质生活水平越来越高，自驾汽车越来越多，为了满足交通量增长的需要，对已有高速公路的拓宽改建十分必要。在改扩建工程中，对部分路况较好路段通常进行简单病害处理后，保留原结构使用。在扩建工程中，路面拼接是高速公路扩建的重点和难点，也是高速公路扩建成败的关键所在，传统的路面拼接方法都是采用与老路相同的路面结构，没有考虑老路结构内部排水问题和新老路的变形协调问题。由于新铺半刚性材料非常致密，阻断了老路水向外渗透的渠道，渗入结构内部的水难以排出，在行车荷载或冻融的反复作用下路面结构很快出现开裂、松散和坑槽等病害，特别是接缝处更容易出现开裂、唧浆病害，给行车安全带来严重影响。另外，由于老路半刚性基层模量已经大量衰减，与新路半刚性基层模量差别很大，如果采用相同结构势必会造成弯沉和沉降不均匀，接缝处开裂及由此引起的一系列衍生病害不可避免。

针对上述问题，经检索，中国专利申请号为201710323179.8的中国专利，其公开了一种半刚性半柔性高速公路扩建路面结构及施工方法，加宽半刚性路面时，拓宽路面采用级配碎石层与半刚性基层形成的半柔性复合结构，与原老路半刚性上基层对应的扩建拼接路面结构上基层采用透水级配碎石结构层，与原老路半刚性下基层与底基层对应的扩建拼接路面结构层采用抗裂半刚性材料层，半刚性基层拼接处台阶顶面设置钢筋网片，增强新老半刚性材料层的整体性和抗拉、抗剪效果，提高了新老路面拼接结构的整体承载能力；半刚半柔性复合扩建拼接结构，并结合层间采用高差设置，确保老路结构内部及接缝处横向排水问题，有效避免老路面结构内部积水及结构性水损害。该半刚性半柔性高速公路扩建路面结构实质上是在拓宽路面的半刚性基层和沥青面层之间加了一层级配碎石层，级配碎石结构层虽较好的解决了老路结构内部排水问题，但级配碎石也有自己的缺点，特别在力学性能方面，例如，它在抗剪、抗弯拉以及抗疲劳等方面的表现较差。

为了解决上述问题，中国专利号为201711061062.3的中国专利，公开了一种半刚性半柔性高速公路扩建拼接结构及施工方法，半刚性半柔性高速公路扩建拼接结构新路的级配碎石层中铺设有骨架，骨架用于约束骨料；该半刚性半柔性高速公路扩建拼接结构在扩宽路面的级配碎石层添加特定结构的骨架，有效改善了级配碎石层的力学性能，从而减少了扩建高速公路服役时反射裂缝等破坏。但是，也存在一定的缺陷，该方案中所用的骨架包括支架和抓网，其中抓网为网兜结构，骨架利用抓网对集料的约束作用，增强级配碎石层的力学性能，然而骨架约束的集料有限，并且骨架之间的位置没有固定，骨架及骨架约束的集料在级配碎石层中还存在发生移动的可能，因此，级配碎石层的力学性能还不是特别稳定，解决的还不够彻底；此外，骨架采用的抓网结构由于不是一体化结构，其强度有限，一旦承受的内应力大于骨架的承受极限，则极易发生损坏，可靠性不高；而如果抓网采用一体化结构，比如：半球形壳结构，集料与抓网之间的密实度则会受到影响，不利于骨架与集料之间的整体性；此外，骨架由于抓网结构相对比较复杂，这给生产此种骨架提出了很高的要求，造成生产效率比较低下，因此，推广起来比较困难。

发明内容

1.要解决的问题