[发明专利]一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构

说明书

本发明提供一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构，属于路堤结构技术领域。该结构自下而上包括砂垫层、大直径钢波纹管、泡沫轻质土、路面结构层，其中砂垫层位于路堤底层，砂垫层上沿线路方向设置多根横向大直径钢波纹管，大直径钢波纹管之间空隙及管顶部分使用泡沫轻质土回填；大直径钢波纹管的每个管节由多个波纹管片拼接而成，连接处螺栓使用定扭扳手拧至规定扭矩，管节与管节之间通过活套式法兰、密封垫片和螺栓固定。该结构利用钢波纹管便于运输、施工简单、自重小、承载力高、工期短等特点，使用大直径波纹管填筑路堤，避免和减少运营过程中病害的发生，提高行车舒适性，减少后期养护和维修的成本，实现全寿命周期成本最优。

技术领域

本发明涉及路堤结构技术领域，特别是指一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构。

背景技术

在东南沿海一带城市修建公路时，常受深厚软土地基影响。由于地表下分布有大量深厚的软土，其孔隙比大、含水量高、压缩性大、灵敏度高、强度低、固结系数低，导致公路工后沉降及差异沉降大，引起桥头跳车、路面破坏等质量缺陷。

目前国内关于软土地基的处理主要有排水固结、复合地基、管桩等方法，均为常规软基处理方法，在处理深厚软土地基时通常工期长、成本高、工后沉降难以控制。考虑到钢波纹管便于运输、施工简单、自重小、承载力高、工期短等特点，本发明提出的大直径钢波纹管与泡沫轻质土复合路堤结构采用上部减载法，在常规软土路基处理的基础上，通过减轻路堤荷载来大幅降低工后沉降。在确保软土地基处理效果上，避免和减少运营过程中病害的发生，提高行车舒适性，减少后期养护和维修的成本，实现全寿命周期成本最优。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大直径钢波纹管与泡沫轻质土的复合路堤结构。

该结构包括自下而上分布的砂垫层、大直径钢波纹管、轻质填充材料和路面结构层；砂垫层位于路堤底层；砂垫层上沿线路方向设置多根横向大直径钢波纹管；大直径钢波纹管之间的空隙及管顶部分使用轻质填充材料回填。

其中：

所述砂垫层采用洁净的中粗砂分层压实，并在端部采用反滤土工布包边，所用的中粗砂最大粒径为8mm。

大直径钢波纹管由多个钢波纹管节组成，相邻两个钢波纹管节之间通过内部角钢法兰、密封垫片、外部角钢法兰、螺栓、螺母固定，其中内部角钢法兰、外部角钢法兰分别位于相邻两个钢波纹管节的内部和外部，密封垫片位于相邻两个钢波纹管节的接触面之间，外部角钢法兰上均匀分布有多个螺栓和螺母；每个钢波纹管节由多个波纹管片拼接而成。

螺栓和螺母使用定扭扳手拧至规定扭矩，每个螺母的扭矩不得小于135.6N·m，最大不得超过203.4N·m。

大直径钢波纹管间的空隙使用轻质填充材料进行分层浇筑，轻质填充材料包括泡沫轻质土、粉煤灰，优选泡沫轻质土；大直径钢波纹管的顶部采用泡沫轻质土进行分层浇筑。

大直径钢波纹管两端设置防护结构，防护结构包括一字墙、放坡、八字墙，根据场地实际条件具体选择防护结构。

大直径钢波纹管内部有实心和空心两种结构，空心结构用于路堤需要管涵过水的场景；实心结构用于路堤无需管涵过水的场景；实心结构的内部填充及两端封口均为轻质填充材料。

泡沫轻质土上部修筑有路面结构层，路面结构层自内而外包括路缘带、行车道和路肩。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：