公路拼宽路面基础强度均匀化结构、构建方法及限宽装置

申请号 CN202210570657.6 申请日 2022-05-24 公开(公告)号 CN114960316B 公开(公告)日 2024-04-23
申请人 东南大学; 发明人 李昶; 胡瑱;
摘要 本 发明 属于 交通运输工程 技术领域,具体涉及公路拼宽路面 基础 强度均匀化结构、构建方法及限宽装置,结构包括加铺层、旧路基、拼宽路基,拼宽路基沿旧路基长度方向的左侧和/或右侧设置,加铺层铺设于旧路基和拼宽路基之上,加铺层包括 沥青 混凝土 上 面层 、 沥青混凝土 下面层和 水 泥稳定类 基层 ,拼宽路基包括轻质 泡沫 混凝土层和换填砂砾垫层,且拼宽路基与旧路基顶部强度一致。拼宽路基施工时,通过限宽装置预先确定好所需拼宽宽度。结构优点为采用换填砂砾垫层和轻质 泡沫混凝土 层的配合,在进行公路拼宽时,无需挖除旧路面,可充分利用老路面,具有路基强度均匀,减少新老路基结合部的病害。限宽装置对新路基铺设的限宽操作更为简便,提高施工效率。
权利要求

1.一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,其特征在于:公路拼宽路面基础强度均匀化结构包括拼宽路基和加铺层,其中:
拼宽路基沿旧路基(1)长度方向拼设在旧路基(1)左侧和/或右侧;
拼宽路基包括上下分布的轻质泡沫混凝土层(3)和换填砂砾垫层(2);
轻质泡沫混凝土层(3)为轻质泡沫混凝土混合料,轻质泡沫混凝土混合料包括下列重量份的原料:
40 60份
~
水泥80 100份
~
发泡剂10 15份
~
石灰4 6份
~
灰2 4份
~
粘合剂5份
减水剂5份
纤维材料5 10份
~
矿砂25 30份
~
轻质泡沫5 10份
~
化物1份;
加铺层铺设于旧路基(1)和拼宽路基上方;
加铺层包括从下至上依次铺设的水泥稳定类基层沥青混凝土下面层沥青混凝土上面层;构建方法包括以下步骤:
步骤1、计算旧路基(1)的当量回弹模量 ,具体计算步骤如下:
步骤1‑1、计算总路段的旧路基(1)n个路段上实测弯沉的平均值 :选择一段旧路基(1)为总路段,对总路段的旧路基(1)处治之后,将总路段的旧路基(1)划分为n个路段,计算得到n个路段对应的弯沉值分别为 、 、……、 ,根据得到的 、、……、 ,计算总路段的旧路基(1)n个路段的实测弯沉的平均值;
步骤1‑2、计算总路段的旧路基(1)的计算弯沉值 , 计算公式如下:
  (1)
公式(1)中, 为设定系数; 为总路段的旧路基(1)上实测弯沉的标准差,为待计算值; 为季节影响系数; 为湿度影响系数; 为温度修正系数;
步骤1‑3、计算旧路基(1)的当量回弹模量 ,根据步骤1‑3中总路段的旧路基(1)的计算弯沉值 ,按以下公式计算旧路基(1)的当量回弹模量 :
  (2)
公式(2)中, 是轮胎接地压强; 是当量圆半径; 是轴载的汽车在旧路基(1)上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比; 是旧路基(1)当量回弹模量扩大系数;
步骤2、设计拼宽路基顶面强度 :根据步骤1中计算得到的旧路基(1)的当量回弹模量设计拼宽路基顶面强度 ,满足 = ;
步骤3、确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量 :根据步骤2中设计的拼宽路基顶面强度 确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量 ,满足 = ;
步骤4、铺设拼宽路基,具体步骤如下:
步骤4‑1、根据步骤3中确定的需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量,制备具体抗压回弹模量为 的轻质泡沫混凝土混合料;
步骤4‑2、铺设换填砂砾垫层(2):沿旧路基(1)长度方向在旧路基(1)左侧和/或右侧铺设换填砂砾垫层(2);
步骤4‑3、铺设轻质泡沫混凝土层(3):在换填砂砾垫层(2)上方铺设步骤4‑1制备的轻质泡沫混凝土混合料,制备的轻质泡沫混凝土混合料形成轻质泡沫混凝土层(3);
步骤5、铺设加铺层:将旧路基(1)与拼宽路基视为一个整体结构,在整体结构上方采用全宽铺筑方式,从下至上依次铺设水泥稳定类基层、沥青混凝土下面层、沥青混凝土上面层形成加铺层,旧路基(1)、拼宽路基以及加铺层形成公路拼宽路面基础强度均匀化结构。
2. 根据权利要求1所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,其特征在于:上述步骤1‑2中,总路段的旧路基(1)上实测弯沉的标准差 的计算公式如下:
   (3)
公式(3)中,n为总路段的旧路基被划分的路段个数;为n个路段中第 个路段。
3.根据权利要求1所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,其特征在于:上述步骤1‑2的公式(1)中,当总路段为高速公路、一级公路时, =1.645;当总路段为二级公路时, =1.5;当总路段为三级公路、四级公路时, =1.3。
4.根据权利要求2所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,其特征在于:上述步骤4‑1中轻质泡沫混凝土混合料的制备方法如下:
步骤4‑1‑1、根据步骤3中确定的 ,来确定发泡剂占发泡剂与水溶液总重量的百分比,的计算公式如下:
   (4);
步骤4‑1‑2、选用气实施加气操作,制作步骤4‑1‑1中确定的发泡剂占发泡剂与水溶液总重量百分比 的发泡剂水溶液,气泵加压到0.8MPa,通过发泡机将发泡剂水溶液制作成细微、匀称、平稳的泡沫;
步骤4‑1‑3、按配比称量水泥、粉煤灰、水、减水剂和纤维材料;
步骤4‑1‑4、把石灰、粘合剂、矿砂、轻质泡沫、抗氧化物依次添加至搅拌锅内,搅拌60s之后开启发泡机的,把拌制好的泡沫逐渐倒入拌好的浆体中,再在砂浆搅拌机中搅拌
30s,生成匀称的流态浆。
5.根据权利要求2所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,其特征在于:上述步骤5加铺层中,沥青混凝土上面层设计的级配为AC‑13型级配,厚度为4 6cm;沥~
青混凝土下面层设计的级配为AC‑16型级配,厚度为5 8cm;水泥稳定类基层为普通水稳基~
层,厚度为18 22cm。
~
6.根据权利要求2所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,其特征在于:本装置运用于步骤4开始之前,本装置包括移动部、两调节部、限宽部,其中:
移动部包括安装车(5)和安装板(7);
安装车(5)置于旧路基(1)上;
安装板(7)设置于安装车(5)上方;
两调节部分布在安装板(7)同侧的两端,调节部包括固定杆(8)、连接杆(13)、螺纹柱(15)、支撑杆(9)、第一螺母(17);
固定杆(8)一端与安装板(7)连接,固定杆(8)另一端与连接杆(13)一端连接;
连接杆(13)另一端与支撑杆(9)滑动连接;
螺纹柱(15)垂直设置于连接杆(13)远离固定杆(8)的一端;
支撑杆(9)包括连接槽(14)、滑动槽;
连接槽(14)开设在支撑杆(9)内部,连接杆(13)位于连接槽(14)内;
滑动槽开设在支撑杆(9)外壁,螺纹柱(15)远离连接杆(13)的一端穿过滑动槽延伸至外部环境,螺纹柱(15)在滑动槽的槽径内滑动;
第一螺母(17)安装在螺纹柱(15)上,用于限制螺纹柱(15)与滑动槽之间的相对位置
限宽部包括浇筑挡板(4),浇筑挡板(4)一端通过度调节机构与两调节部转动连接,另一端为自由端。
7.根据权利要求6所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,其特征在于:角度调节机构包括转杆(11)和两连接(10),其中:
转杆(11)转动连接在两支撑杆(9)之间;
连接块(10)一端与转杆(11)固接,另一端与浇筑挡板(4)固接。
8.根据权利要求7所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,其特征在于:还包括旋钮(16),旋钮(16)安装在螺纹柱(15)远离连接杆(13)的一端。
9.根据权利要求8所述的一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,其特征在于:浇筑挡板(4)以转杆(11)为转动轴,浇筑挡板(4)转动角度范围为0°‑120°。

说明书全文

公路拼宽路面基础强度均匀化结构、构建方法及限宽装置

技术领域

[0001] 本发明属于交通运输工程技术领域,具体涉及公路拼宽路面基础强度均匀化结构、构建方法及限宽装置。

背景技术

[0002] 目前,随着我国经济的迅速发展,公路交通量逐年递增,一些公路的交通量已接近饱和交通量。对此,为满足日益增长的交通需求和社会发展需要,公路改扩建项目越来越多,目前的高速公路改建一般是扩建,增加单向行道公路。
[0003] 但是,由于新旧路基的强度不一致,致使新旧路堤之间容易出现差异沉降量过大、路面开裂、局部沉陷等工程质量问题。
[0004] 因此,亟需一种拼宽路面基础强度均匀化的结构,使得拼宽路基顶面的强度指标与旧板顶面的强度指标尽量接近。再将旧路基与拼宽部分视作一个整体,结合公路交通量需求,给出推荐加铺结构。
[0005] 轻质泡沫混凝土具有强度可调节的特性,可根据旧路的强度大小,调节泡沫混凝土路基的强度;并且在山区公路施工中或者施工面不足的路段,泡沫混凝土可通过管道送,施工则较为便利。
[0006] 迄今为止相关文献对拼宽路基新旧路基强度不一致的现状的研究较少,特别是通过相关结构使得新旧路基强度均匀化的研究较少。因此,研制一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构具有重要的意义。

发明内容

[0007] 本发明提供一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构,减少新旧路基间的纵向裂缝和差异沉降,充分利用老路结构,以解决公路拼宽路面结构由于纵向裂缝和差异沉降带来各种病害问题,从而达到延长路面结构的使用寿命的目的。
[0008] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构,包括旧路基、拼宽路基和加铺层,其中:
[0009] 拼宽路基沿旧路基长度方向拼设在旧路基左侧和/或右侧;
[0010] 拼宽路基包括上下分布的轻质泡沫混凝土层和换填砂砾垫层;
[0011] 轻质泡沫混凝土层为轻质泡沫混凝土混合料,轻质泡沫混凝土混合料包括下列重量份的原料:
[0012] 40~60份
[0013] 水泥80~100份
[0014] 发泡剂10~15份
[0015] 石灰4~6份
[0016] 灰2~4份
[0017] 粘合剂5份
[0018] 减水剂5份
[0019] 纤维材料5~10份
[0020] 矿砂25~30份
[0021] 轻质泡沫5~10份
[0022] 抗化物1份;
[0023] 加铺层铺设于旧路基和拼宽路基上方;
[0024] 加铺层包括从下至上依次铺设的水泥稳定类基层沥青混凝土下面层沥青混凝土上面层。
[0025] 还提供一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,包括以下步骤:
[0026] 步骤1、计算旧路基的当量回弹模量E1,具体计算步骤如下:
[0027] 步骤1‑1、计算总路段的旧路基n个路段上实测弯沉的平均值 选择一段旧路基为总路段,对总路段的旧路基处治之后,将总路段的旧路基划分为n个路段,计算得到n个路段对应的弯沉值分别为l1、l2、……、ln,根据得到的l1、l2、……、ln,计算总路段的旧路基n个路段的实测弯沉的平均值
[0028] 步骤1‑2、计算总路段的旧路基的计算弯沉值l0,l0计算公式如下:
[0029]
[0030] 公式(1)中,Za为设定系数;S为总路段的旧路基上实测弯沉的标准差,为待计算值;K1为季节影响系数;K2为湿度影响系数;K3为温度修正系数;
[0031] 步骤1‑3、计算旧路基的当量回弹模量E1,根据步骤1‑3中总路段的旧路基的计算弯沉值l0,按以下公式计算旧路基的当量回弹模量E1:
[0032]
[0033] 公式(2)中,ρ是轮胎接地压强;δ是当量圆半径;m1是轴载的汽车在旧路基上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比;m2是旧路基当量回弹模量扩大系数;
[0034] 步骤2、设计拼宽路基顶面强度E2:根据步骤1中计算得到的旧路基的当量回弹模量E1设计拼宽路基顶面强度E2,满足E2=E1;
[0035] 步骤3、确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3:根据步骤2中设计的拼宽路基顶面强度E2确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3,满足E3=E2;
[0036] 步骤4、铺设拼宽路基,具体步骤如下:
[0037] 步骤4‑1、根据步骤3中确定的需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3,制备具体抗压回弹模量为E3的轻质泡沫混凝土混合料;
[0038] 步骤4‑2、铺设换填砂砾垫层:沿旧路基长度方向在旧路基左侧和/或右侧铺设换填砂砾垫层;
[0039] 步骤4‑3、铺设轻质泡沫混凝土层:在换填砂砾垫层上方铺设步骤4‑1制备的轻质泡沫混凝土混合料,制备的轻质泡沫混凝土混合料形成轻质泡沫混凝土层;
[0040] 步骤5、铺设加铺层:将旧路基与拼宽路基视为一个整体结构,在整体结构上方采用全宽铺筑方式,从下至上依次铺设水泥稳定类基层、沥青混凝土下面层、沥青混凝土上面层形成加铺层,旧路基、拼宽路基以及加铺层形成公路拼宽路面基础强度均匀化结构。
[0041] 作为本发明的进一步优选,上述步骤1‑2中,总路段的旧路基上实测弯沉的标准差S的计算公式如下:
[0042]
[0043] 公式(3)中,n为总路段的旧路基被划分的路段个数;i为n个路段中第i个路段。
[0044] 作为本发明的进一步优选,上述步骤1‑2的公式(1)中,当总路段为高速公路、一级公路时,Za=1.645;当总路段为二级公路时,Za=1.5;当总路段为三级公路、四级公路时,Za=1.3。
[0045] 作为本发明的进一步优选,上述步骤4‑1中轻质泡沫混凝土混合料的制备方法如下:
[0046] 步骤4‑1‑1、根据步骤3中确定的E3,来确定发泡剂占发泡剂与水溶液总重量的百分比x,x的计算公式如下:
[0047] E3=‑0.0217x2+0.415x+3.56  (4);
[0048] 步骤4‑1‑2、选用气泵实施加气操作,制作步骤4‑1‑1中确定的发泡剂占发泡剂与水溶液总重量百分比x%的发泡剂水溶液,气泵加压到0.8MPa,通过发泡机将发泡剂水溶液制作成细微、匀称、平稳的泡沫;
[0049] 步骤4‑1‑3、按配比称量水泥、粉煤灰、水、减水剂和纤维材料;
[0050] 步骤4‑1‑4、把石灰、粘合剂、矿砂、轻质泡沫、抗氧化物依次添加至搅拌锅内,搅拌60s之后开启发泡机的,把拌制好的泡沫逐渐倒入拌好的浆体中,再在砂浆搅拌机中搅拌30s,生成匀称的流态浆。
[0051] 作为本发明的进一步优选,上述步骤5加铺层中,沥青混凝土上面层设计的级配为AC‑13型级配,厚度为4~6cm;沥青混凝土下面层设计的级配为AC‑16型级配,厚度为5~8cm;水泥稳定类基层为普通水稳基层,厚度为18~22cm。
[0052] 还提供了一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,本装置运用于步骤4开始之前,本装置包括移动部、两调节部、限宽部,其中:
[0053] 移动部包括安装车和安装板;
[0054] 安装车置于旧路基上;
[0055] 安装板设置于安装车上方;
[0056] 两调节部分布在安装板同侧的两端,调节部包括固定杆、连接杆螺纹柱、支撑杆、第一螺母
[0057] 固定杆一端与安装板连接,固定杆另一端与连接杆一端连接;
[0058] 连接杆另一端与支撑杆滑动连接;
[0059] 螺纹柱垂直设置于连接杆远离固定杆的一端;
[0060] 支撑杆包括连接槽、滑动槽;
[0061] 连接槽开设在支撑杆内部,连接杆位于连接槽内;
[0062] 滑动槽开设在支撑杆外壁,螺纹柱远离连接杆的一端穿过滑动槽延伸至外部环境,螺纹柱在滑动槽的槽径内滑动;
[0063] 第一螺母安装在螺纹柱上,用于限制螺纹柱与滑动槽之间的相对位置
[0064] 限宽部包括浇筑挡板,浇筑挡板一端通过度调节机构与两调节部转动连接,另一端为自由端。
[0065] 作为本发明的进一步优选,角度调节机构包括转杆和两连接,其中:
[0066] 转杆转动连接在两支撑杆之间;
[0067] 连接块一端与转杆固接,另一端与浇筑挡板固接。
[0068] 作为本发明的进一步优选,还包括旋钮,旋钮安装在螺纹柱远离连接杆的一端。
[0069] 作为本发明的进一步优选,浇筑挡板以转杆为转动轴,浇筑挡板转动角度范围为0°‑120°。
[0070] 通过以上技术方案,相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0071] 1、本发明提供的公路拼宽路面基础强度均匀化的结构,利用轻质泡沫混凝土层和换填砂砾垫层作为拼宽路基结构,减少路面结构纵向裂缝和差异沉降,保证路面结构免受由纵向裂缝和差异沉降带来的病害,延长路面结构的使用寿命。
[0072] 2、本发明采用换填砂砾垫层和轻质泡沫混凝土层的配合,在进行公路拼宽时,无需挖除旧路基,可充分利用老路面,具有路基强度均匀,减少新老路基结合部的病害,对现有交通无干扰、不新增占地、造价适中等优点。
[0073] 3、本发明限宽装置的设置,使得公路拼宽作业时对新路基铺设的限宽操作更为简便,可在一定程度上提高施工效率。
[0074] 4、本发明通过调节部实现浇筑挡板与安装车的间距可调,因此可根据施工需要对拼宽路基的铺设宽度进行限定,有效提高了适用范围。
[0075] 5、本发明公路拼宽路面基础强度均匀化的结构,原料来源广泛,摊铺构建方便,可以大规模应用于公路改扩建工程。附图说明
[0076] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0077] 图1为本发明提出的一种公路拼宽路面基础强度均匀化的结构的整体结构示意图;
[0078] 图2为本发明提出的拼宽路基结构的施工示意图;
[0079] 图3为图2的俯视图;
[0080] 图4为图1中A部分的结构放大示意图。
[0081] 图中:1、旧路基;2、换填砂砾垫层;3、轻质泡沫混凝土层;4、浇筑挡板;5、安装车;6、液压气缸;7、安装板;8、固定杆;9、支撑杆;10、连接块;11、转杆;12、第二螺母;13、连接杆;14、连接槽;15、螺纹柱;16、旋钮;17、第一螺母。

具体实施方式

[0082] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0083] 本发明的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
[0084] 实施例1
[0085] 本实施例提供一种优选实施方案,一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构,如图1所示,本实施方案包括旧路基1、拼宽路基和加铺层,其中:
[0086] 拼宽路基沿旧路基1长度方向拼设在旧路基1左侧和/或右侧;
[0087] 拼宽路基包括上下分布的轻质泡沫混凝土层3和换填砂砾垫层2;
[0088] 轻质泡沫混凝土层3为轻质泡沫混凝土混合料,轻质泡沫混凝土混合料包括下列重量份的原料:
[0089] 水40~60份
[0090] 水泥80~100份
[0091] 发泡剂10~15份
[0092] 石灰4~6份
[0093] 粉煤灰2~4份
[0094] 粘合剂5份
[0095] 减水剂5份
[0096] 纤维材料5~10份
[0097] 矿砂25~30份
[0098] 轻质泡沫5~10份
[0099] 抗氧化物1份;
[0100] 加铺层铺设于旧路基1和拼宽路基上方;
[0101] 本实施方案中,发泡剂采用有机发泡剂,所属发泡剂包含但不仅限于酸盐,如碳酸、碳酸镁何碳酸氢钠也可,其中以碳酸钙为最优选,水泥选用PC32.5。
[0102] 加铺层包括从下至上依次铺设的水泥稳定类基层、沥青混凝土下面层、沥青混凝土上面层。具体地,沥青混凝土上面层设计的级配为AC‑13型级配,厚度为4~6cm,优选地,厚度为4cm,沥青混凝土上面层材料参数要求参照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50‑2017)。沥青混凝土下面层设计的级配为AC‑16型级配,厚度为5~8cm,优选地,厚度为5cm,沥青混凝土下面层材料参数要求参照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50‑2017)。水泥稳定类基层为普通水稳基层,厚度为18~22cm,优选地,厚度为20cm,水泥稳定类基层材料参数要求参照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50‑2017)。
[0103] 上述公路拼宽路面基础强度均匀化结构,保证拼宽路基与旧路基1顶面强度一致,其中,顶部强度一致中的“强度”指的是回弹模量。
[0104] 本实施方案还包括一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构的构建方法,具有以下步骤:
[0105] 步骤1、计算旧路基1的当量回弹模量E1,具体计算步骤如下:
[0106] 步骤1‑1、计算总路段的旧路基1n个路段上实测弯沉的平均值 选择一段旧路基1为总路段,对总路段的旧路基1处治之后,将总路段的旧路基1划分为n个路段,计算得到n个路段对应的弯沉值分别为l1、l2、……、ln,根据得到的l1、l2、……、ln,计算总路段的旧路基1n个路段的实测弯沉的平均值
[0107] 步骤1‑2、计算总路段的旧路基1的计算弯沉值l0,l0计算公式如下:
[0108]
[0109] 公式(1)中,Za为设定系数;具体地,当总路段为高速公路、一级公路时,Za=1.645;当总路段为二级公路时,Za=1.5;当总路段为三级公路、四级公路时,Za=1.3。K1为季节影响系数;K2为湿度影响系数;K3为温度修正系数。
[0110] S为总路段的旧路基(1)上实测弯沉的标准差,为待计算值;总路段的旧路基1上实测弯沉的标准差S的计算公式如下:
[0111]
[0112] 公式(3)中,n为总路段的旧路基被划分的路段个数;i为n个路段中第i个路段。
[0113] 步骤1‑3、计算旧路基1的当量回弹模量E1,根据步骤1‑3中总路段的旧路基1的计算弯沉值l0,按以下公式计算旧路基1的当量回弹模量E1:
[0114]
[0115] 公式(2)中,ρ是轮胎接地压强;δ是当量圆半径;m1是轴载的汽车在旧路基1上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比;m2是旧路基1当量回弹模量扩大系数;
[0116] 步骤2、设计拼宽路基顶面强度E2:根据步骤1中计算得到的旧路基1的当量回弹模量E1设计拼宽路基顶面强度E2,满足E2=E1;
[0117] 步骤3、确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3:根据步骤2中设计的拼宽路基顶面强度E2确定需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3,满足E3=E2。
[0118] 步骤4、铺设拼宽路基,具体步骤如下:
[0119] 步骤4‑1、根据步骤3中确定的需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3,制备具体抗压回弹模量为E3的轻质泡沫混凝土混合料。
[0120] 具体地,轻质泡沫混凝土混合料的制备方法如下:
[0121] 步骤4‑1‑1、根据步骤3中确定的E3,来确定发泡剂占发泡剂与水溶液总重量的百分比x%,x的计算公式如下:
[0122] E3=‑0.0217x2+0.415x+3.56    (4);
[0123] 公式(4)是抗压回弹模量与发泡剂含量的关系式,通过泡沫混凝土试件制备实验得到;然后根据步骤3中确定的需制备的轻质泡沫混凝土混合料的具体抗压回弹模量E3,来确定发泡剂含量,从而用于制备所需轻质泡沫混凝土混合料。
[0124] 步骤4‑1‑2、选用气泵实施加气操作,制作步骤4‑1‑1中确定的发泡剂占发泡剂与水溶液总重量百分比x%的发泡剂水溶液,气泵加压到0.8MPa,通过发泡机将发泡剂水溶液制作成细微、匀称、平稳的泡沫;
[0125] 步骤4‑1‑3、按配比称量水泥、粉煤灰、水、减水剂和纤维材料;
[0126] 步骤4‑1‑4、把石灰、粘合剂、矿砂、轻质泡沫、抗氧化物依次添加至搅拌锅内,搅拌60s之后开启发泡机的阀门,把拌制好的泡沫逐渐倒入拌好的浆体中,再在砂浆搅拌机中搅拌30s,生成匀称的流态浆。
[0127] 步骤4‑2、铺设换填砂砾垫层2:沿旧路基1长度方向在旧路基1左侧和/或右侧铺设换填砂砾垫层2,优选地,换填砂砾垫层2铺设厚度为30cm。
[0128] 步骤4‑3、铺设轻质泡沫混凝土层3:在换填砂砾垫层2上方铺设步骤4‑1制备的轻质泡沫混凝土混合料,制备的轻质泡沫混凝土混合料形成轻质泡沫混凝土层3,优选地,轻质泡沫混凝土层3铺设厚度为30cm。
[0129] 步骤5、铺设加铺层:将旧路基1与拼宽路基视为一个整体结构,在整体结构上方采用全宽铺筑方式,从下至上依次铺设水泥稳定类基层、沥青混凝土下面层、沥青混凝土上面层形成加铺层,旧路基1、拼宽路基以及加铺层形成公路拼宽路面基础强度均匀化结构。
[0130] 本实施方案还包括一种公路拼宽路面基础强度均匀化结构构建方法的限宽装置,本限宽装置运用于上述步骤4开始之前,也就是,在进行拼宽路基铺设前,预先架设本限宽装置,然后再开始铺设拼宽路基。
[0131] 本限宽装置包括移动部、两调节部、限宽部,其中:
[0132] 移动部用于带动本限宽装置实现自由移动,移动部包括安装车5和安装板7。
[0133] 安装车5置于旧路基1上。具体地,安装车5底部设置有万向轮用于带动本限宽装置自由移动。
[0134] 安装板7设置于安装车5上方。具体地,安装板7长度方向与安装车5的宽度方向一致,安装板7为两调解部提供安装和支撑。
[0135] 两调节部用于调节移动部与限宽部之间的间距。两调节部分布在安装板7同侧的两端,调节部包括固定杆8、连接杆13、螺纹柱15、支撑杆9、第一螺母17。
[0136] 固定杆8一端与安装板7连接,固定杆8另一端与连接杆13一端连接;连接杆13另一端与支撑杆9滑动连接;螺纹柱15垂直设置于连接杆13远离固定杆8的一端。
[0137] 支撑杆9包括连接槽14、滑动槽;连接槽14开设在支撑杆9内部,连接杆13位于连接槽14内;滑动槽开设在支撑杆9外壁(滑动槽图中未示出),螺纹柱15远离连接杆13的一端穿过滑动槽延伸至外部环境,螺纹柱15在滑动槽的槽径内滑动。
[0138] 第一螺母17安装在螺纹柱15上,用于限制螺纹柱15与滑动槽之间的相对位置。
[0139] 进一步地,本实施方案还包括旋钮16,旋钮16安装在螺纹柱15远离连接杆13的一端,通过拧动旋钮16调节螺纹柱15与第一螺母17之间的固定强度。
[0140] 具体地,通过调节连接杆13与支撑杆9的相对位置实现移动部与限宽部之间间距的调节。拧松旋钮16,调节连接杆13在支撑杆9的连接槽14内的位置,同时,螺纹柱15在滑动槽内随着连接杆13的移动而移动。当浇筑挡板4位于当前工况下拼宽路基的极限宽度边缘处时,拧紧旋钮16,使得连接杆13与支撑杆9紧固不发生位移。
[0141] 限宽部包括浇筑挡板4。浇筑挡板4一端通过角度调节机构与两调节部转动连接,另一端为自由端。
[0142] 角度调节机构包括转杆11和两连接块10,转杆11转动连接在两支撑杆9之间,优选地,转杆11位于两支撑杆9远离连接杆13的一端。连接块10一端与转杆11固接,另一端与浇筑挡板4固接,优选地,两连接块10与浇筑挡板4垂直。
[0143] 进一步地,为了实现对浇筑挡板4的限位,设计转杆11的一端延伸出支撑杆9,在转杆11延伸出支撑杆9的一端安装第二螺母12,通过第二螺母12的松紧程度实现对浇筑挡板4的限位。
[0144] 具体地,因连接块10与浇筑挡板4固接,且连接块10与转杆11固接,转杆11与两支撑杆9之间转动连接,所以当转杆11转动时带动连接块10转动,从而带动浇筑挡板4转动。优选地,浇筑挡板4以转杆11为转动轴,浇筑挡板4转动角度范围为0°‑120°。
[0145] 进一步地,为了实现本限宽装置的操作更灵活更便捷,在安装板7与安装车5之间设置液压气缸6。通过液压气缸6的驱动实现安装板7与安装车5之间间距的调节,从而调节浇筑挡板4的高度。
[0146] 如图2所示,本限宽装置的初始状态为,浇筑挡板4朝向安装车5的一侧与支撑杆9平行,同时,螺纹柱15处于滑动槽距离安装车5最远的一端;此也是浇筑挡板4的折叠状态。本限宽装置的工作状态为,浇筑挡板4与支撑杆9垂直,浇筑挡板4远离连接块10的一端与地面相接触;此也是浇筑挡板4的展开状态。
[0147] 本限宽装置具体使用方法如下:
[0148] S1、预先将处于初始状态的本限宽装置移动至旧路基1上,保证固定杆8远离安装板7的一端延伸出旧路基1即可;
[0149] S2、确定当前工况下拼宽路基的宽度,并在对应位置画标记线;
[0150] S3、液压气缸6运行,抬高安装板7,避免浇筑挡板4刚调节至工作状态时,直接与地面相接触,造成不必要的刮伤;
[0151] S4、拧送第二螺母12,转动转杆11将浇筑挡板4转动至与支撑杆9垂直,再拧紧第二螺母12;
[0152] S5、拧松第一螺母17,调节连接杆13与支撑杆9之间的相对位置,直至浇筑挡板4与步骤S2中的标记线同轴,拧紧第一螺母17(此实现浇筑挡板4的展开);
[0153] S6、液压气缸6运行,降低安装板7,直至浇筑挡板4与步骤S2中的标记线相接触。
[0154] 本限宽装置根据上述步骤S1至步骤S6实施后,可以进行上述步骤4实现拼宽路基的铺设,铺设过程中无需担心拼宽路基铺设宽度会不足或超过当前工况所需宽度。
[0155] 当此段拼宽路基铺设完成,移动本限宽装置至下一段位置,液压气缸6运行,抬高安装板7,直至浇筑挡板4与步骤S2中的标记线同轴;然后液压气缸6运行,降低安装板7,直至浇筑挡板4再次与步骤S2中的标记线相接触;从而进行下一段拼宽路基的铺设。
[0156] 当拼宽路基完全铺设后,液压气缸6运行,抬高安装板7,拧送第二螺母12,转动转杆11将浇筑挡板4转动至与支撑杆9平行,再拧紧第二螺母12;拧松第一螺母17,调节连接杆13与支撑杆9之间的相对位置,直至螺纹柱15处于滑动槽距离安装车5最远的一端,拧紧第一螺母17。此实现浇筑挡板4的折叠。
[0157] 本限宽装置同样适用于加铺层的铺设。
[0158] 本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0159] 本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
[0160] 本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
[0161] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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