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一种EPS下路堤结构及其施工方法

一种EPS下路堤结构及其施工方法

IPC分类号 : E01C21/00,E01C3/00,E01C3/04

申请号
CN201811507639.3
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2018-12-11
  • 公开号: 109537389B
  • 公开日: 2019-03-29
  • 主分类号: E01C3/00
  • 专利权人: 长沙理工大学

专利摘要

本发明公开了一种EPS下路堤结构的施工方法。所述的一种EPS下路堤结构是一种利用水泥改性土9土料、EPS材料及土工格栅4材料的优势形成的夹层结构组成的新型EPS下路堤结构。本发明提供的新型EPS下路堤结构的施工方法与现有同类路堤结构及其施工方法比,具有路堤整体刚度更高及对软土地基工后沉降变形的协调作用更强、成本更低、施工技术要求简单的优势,尤其适于滨海浜塘区低等级公路中、深层软土地基路段的下路堤修筑。

权利要求

1.一种EPS下路堤结构的施工方法,所述的一种EPS下路堤结构包括排水垫层(13)部分、改性土垫层(1)部分和由下分层(7)与上分层(8)交错形成的夹层结构部分共3个部分,并且所述下分层(7)是由EPS填芯段(14)加改性土包边段(6)再经玻璃纤维土工格栅(4)环包形成的,所述上分层(8)则是由素土填芯段(9)加改性土包边段(6)构成的;所述一种EPS下路堤结构的主要施工顺序为:先进行第一部分排水垫层(13)的施工,并进行超载预压;完成超载预压后,再进行第二部分改性土垫层(1)的施工;最后进行第三部分夹层结构部分的施工;所述的一种EPS下路堤结构的施工方法,步骤特征是:

1)在现场进行拟建EPS下路堤结构的放样,并按如下要求进行EPS材料和玻璃纤维土工格栅材料的准备:①采用阻燃型EPS材料,要求抗压强度大于100KPa、密度大于23.0kg/m3;②以设计路面宽度的一半作为EPS标准块体的长度,以宽度和厚度依次为125cm和52cm进行EPS标准块准备;③玻璃纤维土工格栅要求最大抗拉强度为80kN/m2,幅宽为6m;

2)用挖机在改性土垫层(1)的开挖宽度范围(b1)进行挖方作业,开挖深度为1m;

3)在开挖好的坑底虚铺一层0.7m厚的砂砾石并压实形成0.5m厚的排水垫层(13);

4)按常规方法参照EPS路堤荷载在排水垫层(13)上完成堆填素土的超载预压,素土为就近取土场采取的粉砂、细沙等砂性土,素土堆填高度为3.5m,预压4~6个月再卸载;

5)采用步骤2)挖出的砂性土,按重量比10%的水泥掺量用挖掘机进行现场拌和,至拌和料色调均匀、稳定,装运至步骤4)完成了超载预压的排水垫层(13)之上,并按分两层进行压实;每层按0.5m厚度控制好压实厚度,保证第一层压实至与地面相平,第二层压实至与改性土垫层(1)的厚度(h1)一致;注意,在路堤两侧留出0.5m×0.5m的路基边沟(11)并清理好路堤外的平地(12);

6)静置一天,以便改性土垫层(1)的硬化;

7)按两倍本层路堤宽度加1.5m作为单幅玻璃纤维土工格栅的长度进行裁剪,将裁剪好的单幅玻璃纤维土工格栅以路堤中线(3)为对称轴对称展开,并将长度超出路堤两侧的部分卷好成卷状放在路堤边线,逐幅铺设玻璃纤维土工格栅(4)至整个作业面,注意,两幅玻璃纤维土工格栅交接部位应搭接1m;

8)以路堤中线(3)为对称轴,中线处留空段(5)的宽度(b4)为50cm;将备好的2个EPS标准块(2)依序按长度平行路堤宽度方向放置在玻璃纤维土工格栅(4)之上,构成下分层(7)的EPS填芯段(14),对应宽度范围(b2),注意在2个EPS标准块的宽度方向继续铺设下两个EPS标准块时,也应保证位于宽度方向的两两相邻的两个EPS标准块之间也应留空50cm,并照此方式铺设,直至所有EPS标准块铺满整个工作面;

9)采用从附近土料场开挖的砂性土料,用挖掘机送入2个EPS标准块之间的留空部位,并用挖机捣实压平,这就完成了下分层(7)的EPS填芯段的施工(14);

10)采用从附近土料场开挖的砂性土料,按重量比10%的水泥掺量,加适量水,用挖掘机现场拌和拌和至硬可塑状,并达到拌和料色调均匀、稳定后,用挖掘机运送到路堤边线到EPS标准块之间的部位,如底层包边段的宽度(b3);填平捣实就形成了第一个夹层结构下分层(7)改性土包边段(6)部分,注意保证层厚(d)为50cm以及坡率(10)为1:0.25;

11)将路堤两侧卷状的玻璃纤维土工格栅反包并平摊在完成了步骤10)的工作面上,将玻璃纤维土工格栅两端对拉平直后在路基中线(3)处穿入连接棒(15),这就完成了第一个夹层结构下分层(7)的全部施工;

12)采用重量比5%的水泥及附近取土场得到的砂性土,加适量水拌和至硬可塑状,摊铺在完成了步骤11)施工的工作面的玻璃纤维土工格栅上路堤边线到两个EPS标准块之间的部位,并捣实至50cm厚度,便形成了第一个夹层结构的上分层(8)的改性土包边段(6);

13)静置一天,以便所述改性土包边段(6)的改性土的硬化;

14)采用步骤4)超载预压完成后的堆填素土,摊铺在完成了步骤11)施工的工作面的玻璃纤维土工格栅上2个EPS标准块之间的部位,并采用挖掘机进行回填压实至50cm厚度,压实遍数不少于10遍,这就形成了第一个夹层结构的上分层(8)的素土填芯段(14),并完成了第一个夹层结构的上分层(8)的全部施工;

15)按步骤7)~步骤14),由下至上依序交错完成第二个夹层结构的下分层(7)、上分层(8)及其上部的全部夹层结构的施工,直至下路堤达到设计高度(h2)。

说明书

技术领域

本发明涉及到一种EPS下路堤结构,特别是涉及到一种EPS下路堤结构及其施工方法。

背景技术

近年来,随着我国滨海区工业和旅游业的迅速发展,越来越多的滨海区低等级公路建设,给路堤修筑带来了新的技术问题。滨海区往往存在大量浜塘,在滨海区修筑公路不可避免地要遇到大量的浜塘软土地基路段,也就不得不面临浜塘软土路基的地基处理问题。目前,对浜塘软土路基的地基处理中,中、深层软土地基常采用管桩法、水泥搅拌桩法,浅层软土地基则常采用换土法、垫层法等。实际上,滨海浜塘地区公路路基一般高度不大,通常都为5m以下的低路堤,采用管桩法、水泥搅拌桩法处治中、深层浜塘软土路基,不但施工成本高,施工工期也较长,由于3级及4级低等级公路受建设成本控制,业主往往因难以承受软土地基处理的高成本而困惑,工程实际正呼唤一种低成本的中、深层软土地基处理技术。

在桥头路段软土地基处理、台背回填、软土路基病害整治、路堤隔热处理等方面,我国应用EPS填料修筑路堤的工程实例正在不断增多。发泡聚苯乙烯简称EPS,其填料具有超轻、耐水性、耐腐蚀、耐微生物及耐气候影响的特性,还具有一定的耐压缩性。利用EPS密度仅为普通填料的1/60到1/100的超轻特性及EPS块体具有的良好自立性,可修筑直立路堤,减少路堤用地和软土地基处理的范围。但采用EPS轻质路堤用于软土地基下路堤的修筑,目前仍存在成本高和修筑路堤技术要求高的问题,因此,受公路建设成本控制的3级及4级等低等级公路的业主往往难以接受。具体来说,一方面,滨海浜塘地区本地土料往往为大面积分布的粉砂和细沙等粗粒土,修筑EPS下路堤要利用粘性土的土料必须需要到10公里至20公里以外进行远距离运输借土,借土的远距离运输导致土料成本大增,从而导致路堤修筑成本增高;另一方面,按常规设计的路堤断面采用坡比为1:1.5的边坡修筑EPS下路堤,虽路堤边坡稳定性较好,但EPS材料费用、借土费用、地基处理费用、路堤施工费用和征地费用都比采用坡比为1:0.25的陡坡断面高的多,而且,还会因公路占地增大,造成土地资源浪费,而采用坡比为1:0.25的陡坡路堤断面施工,则必须在路堤两侧边坡加设护面墙,以确保路堤边坡稳定,这同样会造成路堤施工复杂化,且对施工成本和工期也有不利的影响。因此,要将EPS轻质路堤应用到滨海浜塘地区低等级公路软土地基的治理中,必须改进EPS下路堤的结构及其施工方法,以降低施工成本,简化施工技术。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是要利用充分利用EPS填料的特性,研发出一种施工速度较快、成本较低、适于滨海浜塘地区公路中、深层软土地基的EPS下路堤结构及其施工方法。

本发明主要技术思路是通过将改性土填筑技术与EPS填筑技术相结合,充分利用两种填筑技术的优势,以形成一种施工速度快、路堤结构整体刚度高、变形协调能力强、成本低的新型下路堤结构及其施工方法。

本发明拟采用以下措施来降低EPS下路堤结构的修筑成本:1)本发明采用水泥改性土与就近取土场采取的粉砂和细沙等土料作为修筑EPS下路堤的土料。由于水泥改性土可利用现地粉砂和细沙等土料与5%的水泥材料现场掺拌形成,就近取土场采取的粉砂和细沙等土料其成本远低于10公里以上远距离借土的费用,还能减少借土开挖造成的新的水土流失问题;2)本发明采用坡率1:0.25的陡坡EPS路堤断面及堆载预压法地基处理方式,通过有效缩少路堤填筑范围来减少EPS材料、填筑土料的用量并减少了地基处理范围,从而有效降低EPS下路堤结构的填料成本、施工费用、软土地基处理费用和征地费用;3)本发明采用由EPS填芯段14加改性土包边段6再经土工格栅4环包形成的下分层7与由素土填芯段9加改性土包边段6构成的上分层8交错形成的夹层结构作为下路堤主体结构,同时借助1m厚的改性土垫层13及改性土包边段6具有较大刚度的特点,并借助环形土工格栅提供的拉力形成的约束力具有给路堤边坡部分提供较高刚度和抗剪强度的特点,来保证本发明陡坡路堤边坡的稳定性,进而实现省除护面墙的修筑成本和工期的目的;4)本发明在路堤中部利用土工格栅环包EPS与砂性土夹层提供的柔性,能提高路堤对软土地基工后沉降变形的协调作用,减少不均匀沉降对路面的影响。

以4.5m高的3级公路EPS下路堤修筑为例,采用本发明提供的路堤断面和施工方法进行施工,比采用坡率1:1.5的常规路堤断面和施工方法进行施工,可节省EPS材料费用、借土费用、地基处理费用、施工费用和征地费用达30%以上。此外,本发明还通过超载预压方法对软土地基进行处理,并利用夹层结构具有的良好整体刚度,在水泥改性土垫层配合下,可极大地减少中、深层软土地基不均匀沉降对EPS路堤的影响。这就实现了在滨海浜塘地区低等级公路采用EPS轻质路堤技术治理软土地基的总成本低于管桩法、水泥搅拌桩法等常规的软土地基处理方法并且可保证路堤的工后沉降量满足道路安全运营的目的。

总之,本发明提供的一种EPS下路堤结构及其施工方法,具有施工技术简单、工程造价比管桩法、水泥搅拌桩法的低,节省土地资源等优势;与常规EPS下路堤结构比,具有较高的路堤整体刚度、可不设护面墙并提高路堤对软土地基工后沉降变形的协调作用,减少不均匀沉降对路面的影响,尤其适于滨海浜塘区低等级公路中、深层软土地基路段的下路堤修筑。

附图说明

图1是一种EPS下路堤结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明作进一步说明。

本发明公开的一种EPS下路堤结构,包括排水垫层13部分、改性土垫层1部分和由下分层7与上分层8交错形成的夹层结构部分共3个部分,并且所述下分层7是由EPS填芯段14加改性土包边段6再经土工格栅4环包形成的,所述上分层8则是由素土填芯段9加改性土包边段6构成的;主要的施工顺序为:先进行第一部分排水垫层13的施工,并进行超载预压;完成超载预压后,再进行第二部分改性土垫层1的施工;最后进行第三部分夹层结构部分的施工。所述一种EPS下路堤结构的施工方法的具体施工步骤特征是:

1)在现场进行拟建EPS下路堤结构的放样,并按如下要求进行EPS材料和玻璃纤维土工格栅材料的准备:①采用阻燃型EPS材料,要求抗压强度大于100KPa、密度大于23.0kg/m3;②以设计路面宽度的一半作为EPS标准块体的长度,以宽度和厚度依次为125cm和52cm进行EPS标准块准备;③玻璃纤维土工格栅要求最大抗拉强度为80kN/m2,幅宽为6m;

2)用挖机在改性土垫层1的开挖宽度范围b1进行挖方作业,开挖深度为1m;

3)在开挖好的坑底虚铺一层0.7m厚的砂砾石并压实形成0.5m厚的排水垫层13;

4)按常规方法参照EPS路堤荷载在排水垫层13上完成堆填素土的超载预压,素土为就近取土场采取的粉砂、细沙等砂性土,素土堆填高度为3.5m,预压4~6个月再卸载;

5)采用步骤2)挖出的砂性土,按重量比10%的水泥掺量用挖掘机进行现场拌和,至拌和料色调均匀、稳定,装运至步骤4)完成了超载预压的排水垫层13之上,并按分两层进行压实;每层按0.5m厚度控制好压实厚度,保证第一层压实至与地面相平,第二层压实至与改性土垫层1的厚度h1一致;注意,在路堤两侧留出0.5m×0.5m的路基边沟11并清理好路堤外的平地12;

6)静置一天,以便改性土垫层1的硬化;

7)按两倍本层路堤宽度加1.5m作为单幅玻璃纤维土工格栅的长度进行裁剪,将裁剪好的单幅玻璃纤维土工格栅以路堤中线3为对称轴对称展开,并将长度超出路堤两侧的部分卷好成卷状放在路堤边线,逐幅铺设玻璃纤维土工格栅4至整个作业面,注意,两幅玻璃纤维土工格栅交接部位应搭接1m;

8)以路堤中线3为对称轴,中线处留空段5的宽度b4为50cm;将备好的2个EPS标准块2依序按长度平行路堤宽度方向放置在玻璃纤维土工格栅4之上,构成下分层7的EPS填芯段14,对应宽度范围b2,注意在2个EPS标准块的宽度方向继续铺设下2个EPS标准块时,也应保证位于宽度方向的两两相邻的两个EPS标准块之间也应留空50cm,并照此方式铺设,直至EPS标准块铺满整个工作面;

9)采用从附近土料场开挖的砂性土料,用挖掘机送入2个EPS标准块之间的留空部位,并用挖机捣实压平,这就完成了下分层7的EPS填芯段14的施工;

10)采用从附近土料场开挖的砂性土料,按重量比10%的水泥掺量,加适量水,用挖掘机现场拌和拌和至硬可塑状,并达到拌和料色调均匀、稳定后,用挖掘机运送到路堤边线到EPS标准块之间的部位,如底层包边段的宽度b3;填平捣实就形成了第一个夹层结构下分层7改性土包边段6部分,注意保证层厚d为50cm以及坡率10为1:0.25;

11)将路堤两侧卷状的玻璃纤维土工格栅反包并平摊在完成了步骤10)的工作面上,将玻璃纤维土工格栅两端对拉平直后在路基中线3处穿入连接棒15,这就完成了第一个夹层结构下分层7的全部施工;

12)采用重量比5%的水泥及附近取土场得到的砂性土,加适量水拌和至硬可塑状,摊铺在完成了步骤11)施工的工作面的土工格栅上路堤边线到2个EPS标准块之间的部位,并捣实至50cm厚度,便形成了第一个夹层结构的上分层8的改性土包边段6;

13)静置一天,以便所述改性土包边段6的改性土的硬化;

14)采用步骤4)超载预压完成后的堆填素土,摊铺在完成了步骤11)施工的工作面的玻璃纤维土工格栅上2个EPS标准块之间的部位,并采用挖掘机进行回填压实至50cm厚度,压实遍数不少于10遍,这就形成了第一个夹层结构的上分层8的素土填芯段14,并完成了第一个夹层结构的上分层8的全部施工;

15)按步骤7)~步骤14),由下至上依序交错完成第二个夹层结构的下分层7、上分层8及其上部的全部夹层结构的施工,直至下路堤达到设计高度h2。

一种EPS下路堤结构及其施工方法专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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