公路隧道行车减振降噪结构及其施工方法
专利汇可以提供公路隧道行车减振降噪结构及其施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种公路隧道行车减振降噪结构及其施工方法，可用于敏感区域公路隧道行车的减振降噪，其结构包括隧道结构、回填 混凝土 和排 水 系统等，并在回填混凝土上逐层铺设级配碎石减振层和 基层 面层 ，级配碎石减振层顶部铺设上层 沥青 封水层，回填混凝土顶部、回填混凝土与砂石渗水层交接处铺设下层沥青封水层，上层沥青封水层与砂石渗水层顶部之间设有多根埋设在级配碎石减振层内的分仓隔梁，每根分仓隔梁顶部均设有嵌装固定的 橡胶 条，则基层面层顶面供车辆 载荷 行驶，橡胶条用于支承基层面层，故具有构造简单、结构稳定、使用方便、造价低廉、取料容易等优点，再结合相应的施工方法能有效消除公路隧道行车振动和噪声，经济效益和社会效益显著。，下面是公路隧道行车减振降噪结构及其施工方法专利的具体信息内容。
1.一种公路隧道行车减振降噪结构，包括构成隧道结构（1）的初期支护（11）、二次衬砌（12）、仰拱（13）、回填混凝土（14）和人行道（15），及设置在隧道结构（1）内的排水系统（2），该排水系统具有沿隧道中轴线埋设在回填混凝土（14）内的中央排水管（23），沿着中央排水管四周设有横截面呈倒梯形布设的砂石渗水层（5），其特征在于所述的回填混凝土（14）上设有逐层铺设的级配碎石减振层（3）和基层面层（4），该基层面层顶面供车辆荷载（10）行驶；所述的级配碎石减振层（3）顶部铺设有上层沥青封水层（6）；所述的回填混凝土（14）顶部、回填混凝土与砂石渗水层（5）交接处均铺设有下层沥青封水层（7）；所述的上层沥青封水层（6）与砂石渗水层（5）顶部之间设有多根沿隧道轴线横向间距埋设在级配碎石减振层（3）内的分仓隔梁（8），每根分仓隔梁顶部均设有嵌装固定的橡胶条（9），该橡胶条支承所述基层面层（4）。
2.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的车辆荷载（10）行驶在基层面层（4）顶面时，轮胎着地长度为c，荷载强度为 ，荷载扩散角为45°，经基层面层（4）平均总厚度h1荷载扩散后，荷载分布强度为q，级配碎石减振层（3）和橡胶条（9）产生压缩沉降，车辆经过级配碎石减振层与橡胶条交界处基层面层（4）顶面时行车平顺舒适，要求级配碎石减振层与橡胶条的压缩沉降相同；由此，级配碎石减振层（3）和橡胶条（9）有关参数由下列公式计算：
公式一、
公式二、
在公式一、公式二中
——车辆荷载（10）行驶在基层面层（4）顶面时，轮胎着地长度为c、着地宽度为d时的分布荷载强度， ；
——车辆荷载（10）行驶在基层面层（4）顶面时，经基层面层荷载扩散后的分布荷载强度， ；
——分别为顺着车辆方向的车辆轮胎着地长度、横着车辆方向的着地宽度， ；
——当车辆荷载（10）行驶在基层面层（4）顶面时，分别为级配碎石减振层（3）单位面积的竖直压缩沉降、橡胶条（9）和分仓隔梁（8）单位面积的竖直压缩沉降， ；
——分别为级配碎石减振层（3）平均压实厚度、基层面层（4）平均总厚度、橡
胶条（9）的有效高度， ；
——分别为级配碎石减振层（3）的回弹压缩模量、分仓隔梁（8）混凝土和橡
胶条（9）的弹性模量， ， ；
由公式一、公式二可见，橡胶条（9）的有效高度与车辆荷载（10）强度大小无关，由级配碎石减振层（3）的平均压实厚度和回弹压缩模量、橡胶条（9）和分仓隔梁（8）混凝土的弹性模量确定，这就说明不管不同荷载的何种车辆通过基层面层顶面时，均可使级配碎石减振层（3）与橡胶条（9）的压缩沉降相同，确保行车平顺舒适；由以上公式计算初步数据后，并通过试验路最后确定级配碎石减振层（3）、橡胶条（9）和分仓隔梁（8）混凝土的有关参数。
3.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的级配碎石减振层（3）采用碎石质地坚硬、级配良好、粒径1～5cm的级配碎石压实而成，厚度20～30cm，压实度为85～90%。
4.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的分仓隔梁（8）为钢筋混凝土结构，相邻两根分仓隔梁（8）之间的间距为5～10m，分仓隔梁（8）平均高度h2=级配碎石减振层（3）平均压实厚度h–橡胶条（9）有效厚度b2，每根分仓隔梁（8）顶部设有凹槽，在凹槽内嵌入倒凸字形的橡胶条（9），分仓隔梁的长度与级配碎石减振层（3）宽度相同，分仓隔梁（8）的宽度a=10～20cm，凹槽槽底宽度a1=3～5cm。
5.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的橡胶条（9）由适用温度+60℃～-40℃的天然橡胶或适用温度+60℃～-25℃的氯丁橡胶材料制成的倒凸字形条形构件，总高度为b，凸部高度为b1，橡胶条有效高度 b2=总高度b-凸部高度b1，橡胶条（9）的凸部嵌入分仓隔梁的凹槽内，在凹槽的槽底、顶部和两侧槽壁均涂刷环氧树脂以将橡胶条粘贴牢固，橡胶条宽度与分仓隔梁宽度相同a=10～20cm，凸部底宽a2=凹槽槽底宽度a1-环氧树脂厚度1～2mm。
6.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的基层面层（4）是由逐层铺设的乳化沥青稳定碎石（41）、沥青混凝土（42）和橡胶沥青混凝土（43）构成；所述的乳化沥青稳定碎石（41）是在普通稳定碎石混合料中加入纯沥青含量1～3%的乳化沥青经压实而成，厚30～50cm；所述的沥青混凝土（42）是经人工选配具有一定级配组成的碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉、添加剂等矿料与路用沥青材料混合料，拌制并经碾压而成，厚度6～8cm；所述的橡胶沥青混凝土（43）为开级配或间断级配普通沥青混凝土中掺加一定量橡胶粉末添加剂，该橡胶沥青混凝土可分单层或两层，厚度视路面的荷载、碾压设备和吸收噪声的能力而定，单层时厚度5～6cm，两层时总厚度10～12cm。
7.根据权利要求1所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的排水系统（2）包括中央排水管（23）、紧贴人行道（15）纵向延伸的纵向排水沟（21）、分别连通基层面层（4）和纵向排水沟（21）的横向排水管（22）、及设置在基层面层（4）顶面的路面横向排水坡（24）。
8.根据权利要求7所述的公路隧道行车减振降噪结构，其特征在于所述的纵向排水沟（21）采用水泥混凝土浇筑而成，顶面设置杂物过滤格栅；所述的横向排水管（22）沿隧道轴线横向每隔3～5m设置多个，每个横向排水管的直径8～10cm；所述的中央排水管（23）为直径80～120cm的钢筋混凝土圆管，管壁四周预留多个0.5～1.0cm的渗透小孔，外包土工布防止堵塞管壁四周预留的多个渗透小孔；所述的路面横向排水坡（24）由隧道中央轴线对称指向两侧边缘的纵向排水沟形成倾斜，坡率为i1=1.3～1.6%。
9.一种应用权利要求6所述的公路隧道行车减振降噪结构的施工方法，其特征在于该施工方法包括如下步骤：
步骤一、拟定公路隧道行车减振降噪结构方案
①根据公路隧道地质钻探资料和敏感区域需要减振降噪的数据，拟定乳化沥青稳定碎石（41）、沥青混凝土（42）和橡胶沥青混凝土（43）的基层面层（4）厚度以及混合物材料组成和级配；
②按照公式二计算级配碎石减振层（3）、橡胶条（9）和分仓隔梁（8）的尺寸设计参数；
③通过试验路最后确定基层面层（4）、级配碎石减振层（3）、橡胶条（9）和分仓隔梁（8）混凝土的有关设计参数；
步骤二、在完成的隧道结构、排水系统后，施工分仓隔梁
①在回填混凝土（14）上安装分仓隔梁钢筋、浇筑分仓隔梁混凝土；
②在分仓隔梁（8）顶部安放与橡胶条（9）厚度相同的木板，并临时固定，以此确定级配碎石减振层（3）的压实厚度；
步骤三、铺筑级配碎石减振层并压实
①选择符合要求的级配碎石减振层材料，分层均匀铺筑；
②选择合适的压实机械，压实级配碎石减振层（3）；
③检验级配碎石减振层压实度，要求压实度为85～90%；
步骤四、安装橡胶条
①拆除分仓隔梁（8）顶部临时固定的木板；
②清理干净分仓隔梁的凹槽内杂物，清水冲洗并晾干；
③分仓隔梁的凹槽内壁和顶面涂刷环氧树脂，要求厚度均匀；
④安装橡胶条（9），用小型机械压平、粘结牢固；
步骤五、铺筑压实乳化沥青稳定碎石：
①配料拌合乳化沥青稳定碎石（41）混合料并运至现场分层铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验乳化沥青稳定碎石混合料的压实度，要求压实度94～95%；
步骤六、铺筑压实沥青混凝土
①配料拌合沥青混凝土（42）混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验沥青混凝土混合料压实度，要求压实度96～97%；
步骤七、铺筑压实橡胶沥青混凝土
①配料拌合橡胶沥青混凝土（43）混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验橡胶沥青混凝土混合料压实度，要求压实度95～96%。
公路隧道行车减振降噪结构及其施工方法
技术领域
背景技术
发明内容
公式二、
在公式一、公式二中
——车辆荷载行驶在基层面层顶面时，轮胎着地长度为c、着地宽度为d时的分布荷载强度， ；
——车辆荷载行驶在基层面层顶面时，经基层面层荷载扩散后的分布荷载强度，；
——分别为顺着车辆方向的车辆轮胎着地长度、横着车辆方向的着地宽度， ；
——当车辆荷载行驶在基层面层顶面时，分别为级配碎石减振层单位面积的竖直压缩沉降、橡胶条和分仓隔梁单位面积的竖直压缩沉降， ；
——分别为级配碎石减振层平均压实厚度、基层面层平均总厚度、橡胶条的有效高度， ；
——分别为级配碎石减振层的回弹压缩模量、分仓隔梁混凝土、橡胶条的
弹性模量， ， 。
①根据公路隧道地质钻探资料和敏感区域需要减振降噪的数据，拟定乳化沥青稳定碎石、沥青混凝土和橡胶沥青混凝土的基层面层厚度以及混合物材料组成和级配；
②按照公式二计算级配碎石减振层、橡胶条和分仓隔梁的尺寸设计参数；
③通过试验路最后确定基层面层、级配碎石减振层、橡胶条和分仓隔梁混凝土的有关设计参数；
步骤二、在完成的隧道结构、排水系统后，施工分仓隔梁
①在回填混凝土上安装分仓隔梁钢筋、浇筑分仓隔梁混凝土；
②在分仓隔梁顶部安放与橡胶条厚度相同的木板，并临时固定，以此确定级配碎石减振层的压实厚度；
步骤三、铺筑级配碎石减振层并压实
①选择符合要求的级配碎石减振层材料，分层均匀铺筑；
②选择合适的压实机械，压实级配碎石减振层；
③检验级配碎石减振层压实度，要求压实度为85～90%；
步骤四、安装橡胶条
①拆除分仓隔梁顶部临时固定的木板；
②清理干净分仓隔梁的凹槽内杂物，清水冲洗并晾干；
③分仓隔梁的凹槽内壁和顶面涂刷环氧树脂，要求厚度均匀；
④安装橡胶条，用小型机械压平、粘结牢固；
步骤五、铺筑压实乳化沥青稳定碎石：
①配料拌合乳化沥青稳定碎石混合料并运至现场分层铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验乳化沥青稳定碎石混合料的压实度，要求压实度94～95%；
步骤六、铺筑压实沥青混凝土
①配料拌合沥青混凝土混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验沥青混凝土混合料压实度，要求压实度96～97%；
步骤七、铺筑压实橡胶沥青混凝土
①配料拌合橡胶沥青混凝土混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验橡胶沥青混凝土混合料压实度，要求压实度95～96%。
具体实施方式
公式二、
在公式一、公式二中
——车辆荷载10行驶在基层面层4顶面时，轮胎着地长度为c、着地宽度为d时的分布荷载强度， ；
——车辆荷载10行驶在基层面层4顶面时，经基层面层4荷载扩散后的分布荷载强度， ；
——分别为顺着车辆方向的车辆轮胎着地长度、横着车辆方向的着地宽度， ；
——当车辆荷载10行驶在基层面层4顶面时，分别为级配碎石减振层3单位面积的竖直压缩沉降、橡胶条9和分仓隔梁8单位面积的竖直压缩沉降， ；
——分别为级配碎石减振层3平均压实厚度、基层面层4平均总厚度、橡胶条
9的有效高度， ；
——分别为级配碎石减振层3的回弹压缩模量、分仓隔梁8混凝土和橡胶条
9的弹性模量， ， 。
①根据公路隧道地质钻探资料和敏感区域需要减振降噪的数据，拟定乳化沥青稳定碎石41、沥青混凝土42和橡胶沥青混凝土43的基层面层4厚度以及混合物材料组成和级配；
②按照公式二计算级配碎石减振层3、橡胶条9和分仓隔梁8的尺寸设计参数；
③通过试验路最后确定基层面层4、级配碎石减振层3、橡胶条9和分仓隔梁8混凝土的有关设计参数；
步骤二、在完成的隧道结构、排水系统后，施工分仓隔梁
①在回填混凝土14上安装分仓隔梁钢筋、浇筑分仓隔梁8混凝土；
②在分仓隔梁8顶部安放与橡胶条9厚度相同的木板，并临时固定，以此确定级配碎石减振层3的压实厚度；
步骤三、铺筑级配碎石减振层3并压实
①选择符合要求的级配碎石减振层3材料，分层均匀铺筑；
②选择合适的压实机械，压实级配碎石减振层3；
③检验级配碎石减振层3压实度，要求压实度为85～90%；
步骤四、安装橡胶条9
①拆除分仓隔梁8顶部临时固定的木板；
②清理干净分仓隔梁8的凹槽内杂物，清水冲洗并晾干；
③分仓隔梁的凹槽内壁和顶面涂刷环氧树脂，要求厚度均匀；
④安装橡胶条9，用小型机械压平、粘结牢固；
步骤五、铺筑压实乳化沥青稳定碎石41：
①配料拌合乳化沥青稳定碎石41混合料并运至现场分层铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验乳化沥青稳定碎石41混合料的压实度，要求压实度94～95%；
步骤六、铺筑压实沥青混凝土42
①配料拌合沥青混凝土42混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验沥青混凝土42混合料压实度，要求压实度96～97%；
步骤七、铺筑压实橡胶沥青混凝土43
①配料拌合橡胶沥青混凝土43混合料并运至现场铺筑均匀；
②选用合适的压实机械压实；
③检验橡胶沥青混凝土43混合料压实度，要求压实度95～96%。
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