一种高桩板-土组合道路

技术领域

本发明涉及公路建造新技术领域，尤其涉及一种高桩板-土组合道路。

背景技术

随着国内公路规模建设的持续推进，土地资源需求越来越难满足，用地和建设之间的矛盾越来越突出。而传统填土路基需要大量的土地(征地、取土)资源，且征地、取土代价越来越大，公路建设逐渐进入土地瓶颈期。目前常用的解决方案有三种：一是以桥梁代替道跨，但桥梁造价较高；二是采用桩板挡墙路基，无需道路放坡，减少了公路占地，但其适用范围小、且仍然不能解决取土、填土问题；三采用轻质泡沫混凝土材料代替土路基，但同样存在用量较大，造价较高，不环保等问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多年冻土区道路建造方法，道路和地面分离，可实现道路两侧无阻挡沟通，地面破坏少，保护生物多样性。

为实现上述目的和一些其他的目的，本发明采用如下技术方案：

一种高桩板-土组合道路，包括高桩板结构和上覆组合土层；

其中高桩板结构由预制混凝土梁板和网状布置的桩柱组成；所述预制混凝土梁板上留有连接孔，桩柱的桩头设有钢筋，钢筋穿入连接孔内形成框架整体结构；

上覆组合土层包括水泥稳定碎石层和路面沥表结构层，所述水泥稳定碎石层和路面沥表结构层从下至上铺设在所述预制混凝土梁板上。

其施工方法为：

步骤一，桩柱为预制混凝土板(管)桩或钢管桩，桩柱的钢筋延伸出桩头，桩柱按6x6m的桩网间距矩形布置，现场通过打入或植入施工；

步骤二，预制混凝土梁板在工厂预制，预制混凝土梁板厚0.25m，预制混凝土梁板底面设置有桩柱支撑台，桩柱支撑台高0.4m，宽0.8m；预制混凝土梁板的两侧壁板为上覆组合土层提供侧向支承；

步骤三，将工厂预制的预制混凝土梁板运送至施工现场，在桩顶位置留有连接孔，桩柱的桩头钢筋穿入孔内形成框架整体结构，预制混凝土梁板两侧铺设在老路基上；

步骤四，将水泥稳定碎石层和路面沥表结构层从下至上铺设在预制混凝土梁板上。

本发明的进一步技术：

优选的，所述的预制混凝土梁板为现浇结构。

优选的，所述预制混凝土梁板纵横向分块制作，板端预留一定长度的主筋，施工时通过现浇湿接缝完成板板连接。

优选的，所述桩柱为预制混凝土板(管)桩或钢管桩，现场通过打入或植入施工。

优选的，所述组合土层还包括加筋泡沫混凝土层，所述加筋泡沫混凝土层位于所述预制混凝土梁板与所述水泥稳定碎石层之间，加筋泡沫混凝土层可起到缓冲、隔热、减重的作用。

优选的，为增加加筋泡沫混凝土层抗冲击、强度和整体性，所述加筋泡沫混凝土层中的加筋材料为聚丙烯纤维，长度范围为5mm-15mm，掺量为3kg/m

优选的，所述预制混凝土梁板与加筋泡沫混凝土层之间以及加筋泡沫混凝土层与水泥稳定碎石层之间设一层钢丝网片，网孔间距不大于100cm。

本发明至少有以下有益效果：

高桩板-土组合道路是一种采用结构和路面相结合的新型绿色道路建造模式，有效兼顾了填土道路的桥梁结构的优点，并且产生了该新型道路自己的独特优点。

高桩板结构可实现公路的快速、工业化建造，不再需要像传统填土路基那样分层填筑、分层碾压。可以工厂化预制或现浇，现场直接施工至设计标高，绿色、少污染。并且和桥梁结构一样，占地少，无需取土，从而进一步节约土体资源。

组合土层是覆盖高桩板结构上层的路面结构，直接承受车辆荷载，承受日光等不利环境因素。与桥梁结构相比，根据结构设计标准、规范，(1)下部高桩板结构将不再承受温度梯度等不利荷载，年均(不同季节、一天不同时段)温差效应大大减少；(2)厚厚的组合土层使得高桩板结构承受车辆荷更加分散、均匀，单位面积荷载大大减小，且不需考虑汽车冲击作用；上述使得高桩板结构受力大大改善，因此，高桩板-土组合道路的造价远低于桥梁结构。

组合土层的存在使得高桩板结构基不受温度影响，受力类似于道路下面的通道、涵洞，因此，高桩板结构可以不像桥梁一样设计伸缩缝，支座等易损构件，结构的耐久性比一般桥梁结构更好，使用寿命更长。

高桩板-土组合道路在改扩建工程中可以与老路“无缝”对接，高桩板代替传统填土路基，组合土层的结构层与分层与老路的路面结构完全“融合”。有效解决了老路拼宽工后沉降和新结构与老路“搭接”的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为高桩板-土组合道路标准纵断面图；

图2为高桩板-土组合道路空间立体图；

图3为高桩板-土组合道路标准横断面图(用于新建道路中)；

图4为高桩板-土组合道路标准纵断面图(用于改扩建道路中)；

图中，1-预制混凝土梁板、2-桩柱、3-加筋泡沫混凝土层、4-钢丝网、5-水泥稳定碎石层、6-路面沥表结构层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：

一种高桩板-土组合道路，包括高桩板结构和上覆组合土层组成，其中高桩板结构由预制混凝土梁板1和网状布置的桩柱2组成，上覆组合土层由加筋泡沫混凝土层3、钢丝网4、水泥稳定碎石层5和路面沥表结构层6组成。

实施中，预制混凝土梁板1在工厂预制时，所述预制混凝土梁板上留有连接孔，桩柱的桩头设有钢筋，钢筋穿入连接孔内形成框架整体结构。所述水泥稳定碎石层和路面沥表结构层从下至上铺设在所述预制混凝土梁板上。

所述加筋泡沫混凝土层位于所述预制混凝土梁板与所述水泥稳定碎石层之间，加筋泡沫混凝土层可起到缓冲、隔热、减重的作用。

预制混凝土梁板1纵横向可分块制作，板端需预留一定长度的主筋，施工时通过现浇湿接缝完成板板连接。

预制混凝土梁板1的两侧壁板为上覆组合土层提供侧向支承。

预制混凝土梁板1厚0.25m，沿桩轴线纵横向肋高0.4m，宽0.8m。

预制混凝土梁板1可为现浇结构。

由于不再考虑温度梯度对高桩板结构带来的不利效应，以及组合土层使得高桩板结构承受车辆荷更加分散、均匀，单位面积荷载大大减小，且不需考虑汽车冲击作用，从而使得高桩板结构受力大大改善，节约材料及工程造价，同时实现轻型化构件便于施工。

实施中，桩柱2为预制混凝土板(管)桩或钢管桩，现场通过打入或植入施工。

优选的，桩柱2按6x6m的桩网间距矩形布置.

预制混凝土板1与加筋泡沫混凝土层3之间以及加筋泡沫混凝土层3与上层水泥稳定碎石层5之间设一层钢丝网片，网孔间距不大于100cm。其中加劲泡沫混凝土层3可起到缓冲、隔热、减重的作用；

为增加泡沫混凝土抗冲击、强度和整体性，加筋泡沫混凝土层3的加筋材料为聚丙烯纤维，长度范围为5mm-15mm，掺量为3kg/m3-6kg/m3。

实施例2：一种高桩板-土组合道路的施工方法为：

步骤一，桩柱为预制混凝土板桩或钢管桩，桩柱的钢筋延伸出桩头，桩柱按6x6m的桩网间距矩形布置，现场通过打入或植入施工；

步骤二，预制混凝土梁板在工厂预制，预制混凝土梁板厚0.25m，预制混凝土梁板底面设置有桩柱支撑台，桩柱支撑台高0.4m，宽0.8m；预制混凝土梁板的两侧壁板为上覆组合土层提供侧向支承；

步骤三，将工厂预制的预制混凝土梁板运送至施工现场，在桩顶位置留有连接孔，桩柱的桩头钢筋穿入孔内形成框架整体结构，预制混凝土梁板两侧架设在支座上；

步骤四，将水泥稳定碎石层和路面沥表结构层从下至上铺设在预制混凝土梁板上。

高桩板结构可实现公路的快速、工业化建造，不再需要像传统填土路基那样分层填筑、分层碾压。可以工厂化预制或现浇，现场直接施工至设计标高，绿色、少污染。并且和桥梁结构一样，占地少，无需取土，从而进一步节约土体资源。

组合土层是覆盖高桩板结构上层的路面结构，直接承受车辆荷载，承受日光等不利环境因素。与桥梁结构相比，根据结构设计标准、规范，(1)下部高桩板结构将不再承受温度梯度等不利荷载，年均(不同季节、一天不同时段)温差效应大大减少；(2)厚厚的组合土层使得高桩板结构承受车辆荷更加分散、均匀，单位面积荷载大大减小，且不需考虑汽车冲击作用；上述使得高桩板结构受力大大改善，因此，高桩板-土组合道路的造价远低于桥梁结构。

组合土层的存在使得高桩板结构基不受温度影响，受力类似于道路下面的通道、涵洞，因此，高桩板结构可以不像桥梁一样设计伸缩缝，支座等易损构件，结构的耐久性比一般桥梁结构更好，使用寿命更长。

本发明适用范围较广，除上述有益特点可应用于新建、改扩建道路工程，还可以应用于西部冻土区道路建设。冻土区道路由于车辆行使带来的热量下传，造成路基以下冻土融化，路面下沉进而道路损毁，而本发明的特征(优点)是实现路面和地面的分离，车量行驶不会传影响地面。下部高桩板对地面生态破坏远小于传统填土路基，高桩板也能实现道路两侧自由沟通，可有效保护高原生物多样性，且造价远低于桥梁结构。高桩板-土组合道路是一种西部冻土区道路建设的新型解决方案。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。