一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构及其方法技术

本发明专利技术公开了一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构及其方法，包括桥台和位于桥台一侧的路面，路面从上至下依次设置有道路面层、路堤和路基，路基、路堤之间设有封水层，靠近桥台一侧的路基内置设有封水机构，封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，封水机构靠近封水层的一端嵌入封水层内。通过墙体隔绝地下水，保持路基干燥。本发明专利技术可以将软土地基的水分隔绝，有效断绝软土路基的水分，可以有控制路基的后期沉降。

A Road Structure and Method for Preventing Bump at Bridge Head of Highway in Soft Soil Area

The invention discloses a road structure and method for preventing road bump at bridge head of highway in soft soil area, including bridge abutment and road surface on one side of bridge abutment. Road surface layer, embankment and roadbed are arranged from top to bottom, water sealing layer is arranged between roadbed and embankment, water sealing mechanism is built in roadbed near one side of bridge abutment, and water sealing mechanism is enclosed by water sealing walls connected by several prime ministers and tails. The water sealing mechanism is embedded in the water sealing layer at one end close to the water sealing layer. Groundwater is insulated by walls to keep the roadbed dry. The invention can isolate the moisture of the soft soil foundation, effectively cut off the moisture of the soft soil roadbed, and can control the later settlement of the roadbed.

【技术实现步骤摘要】
一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构及其方法
本专利技术属于道路工程桥头跳车防治处治
，具体涉及一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构及其方法。
技术介绍
桥头跳车是指桥头引道在紧靠桥台台背处发生沉降，沉降值一般为l～－10cm（低等级公路上的个别桥梁沉降值甚至超过30cm），过往车辆经过此处而产生跳跃、震荡和颠簸，这种现象为桥头跳车。桥头跳车的危害：1、给司乘人员带来不适。当车辆行驶至有跳车病害的桥头，司乘人员轻者会摇晃目眩、重者会磕碰刮蹭，有些甚至发生交通事故，酿成惨祸；2、降低行车速度。为防止车辆产生剧烈跳动，司机不得较早地刹车减速，弱化了道路的使用效率；3、编短了桥梁和路而使用寿命因桥头跳车而产生的跳动和冲击，对桥梁和路面产生附加荷载，加速了桥台、桥头搭板、支座和伸缩缝的损坏；4、影响车辆的机械性能。车辆通过桥头产生的冲击和颠簸，加剧了车辆机件、轮胎的磨损，减少了车辆的使用寿命，增大了耗油量和营运成本。桥头跳车的原因：1、结构原因：桥头引道与桥梁主体是不同的结构：桥梁主体属于刚性结构，自身压缩率为0，而引道属于柔性结构，两者刚度的差异，导致了在沉降量上的不同。桥台一般置于承载力强、变形小的地基上，一般认为其沉降已经结東，沉降量可视为0。而道路填料高一般大于2米，其压缩性较高，在重力下会有一定的压缩变形，加上车辆荷载的作用，会引起更大的沉降变形，这样引道便与桥面连接处形成错台，错台处便会跳车。即引道的沉降量从结构上讲肯定大于桥面的沉降量。2、地基沉陷原因：土质不良、地基沉陷，是桥头引道沉降的主要原因。一般情况下，桥梁都位于沟壑低洼处，地下水位高，尤其浙江、宁海一带多雨、多软土，土的天然含水量大于液限，天然孔隙比较大，土中含有机质较多。此类土压缩性高，抗剪强度低，一旦受到扰动，天然结构极易破坏。桥头的路基一般靠近河床或沟壑中，填方往往较高，土的自重很大，在车辆等活荷载的作用下，更容易引起地基下陷。且变形要持续几年甚至几十年。就是在一些已经稳定了的地基上，也难以避免会出现这一问题。综上所述，桥头跳车是目前公路工程中常见的病害之一，对车辆行驶过程中的舒适性和安全性构成了威胁，同时不仅缩短了车辆的使用寿命，而且造成了桥头路面的疲劳损坏甚至对桥涵结构造成不利的影响，因而造成道路后期养护费用的增加。桥头跳车常见于软土地质地区，尤其是在沿海地区。由于当地河网密布，造成桥涵等构造物分布相对较为密集，许多工程由于地面高程较低，公路需要填筑高填方路堤。同时，该地区软土土层较厚且地下水位较高，有时由于工期紧，填筑时间相对较短，施工期的路基固结沉降尚未完成，通车后会发生较大的后期沉降。但桥涵构筑物由于多采用桩基础，后期沉降较小。桥涵与道路交接处的后期沉降差，是桥头跳车产生的根本原因。针对“桥头跳车”的现象，目前，一般采用注浆加固处理桥头跳车，但是采用的一次注浆的方法加固效果一般。如何改善土壤质量，减少软土含水量是解决桥头跳车的根本，是本领域技术人员一直致力解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种软土地区公路桥头跳车的封水法处置结构及其方法，通过改善土壤质量、减少软土含水量以达到解决桥头跳车的目的。本专利技术的技术方案：一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构，包括桥台和位于桥台一侧的路面，所述的路面从上至下依次设置有道路面层、路堤和路基，所述的路基、路堤之间设有封水层，靠近桥台一侧的路基内置设有封水机构，所述的封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，所述的封水机构靠近封水层的一端嵌入封水层内。通过采用上述技术方案，本专利技术的专利技术原理：地基土长期经受地表及地下水的渗透，在自然状态下一般处于饱和状态。土是三相体系，但对饱和土来说，是二相体系。土体体积由土颗粒体积和水体积组成，即：V=Vs+Vw（1）其中，V为土体总体积；Vs为土颗粒体积；Vw为土中水体积。外荷载作用后，土中应力由土骨架和土中的水气共同承担，如式（2）。σ=σ′+μ式中，σ为总应力,kPa；σ′为有效应力,kPa；μ为孔隙水压力,kPa。只有通过土颗粒传递的有效应力的增加才会使土产生变形，而通过孔隙中水传递的孔隙压力对土的强度和变形没有贡献。在总应力σ不变的情况下，只要土体中含水量没有变化，土体中孔隙率维持恒定，土中空隙水压力μ就不会发生变化，因此，通过土骨架传递的有效应力σ′也将保持不变，土体将不会发生固结变形。本专利技术是在原理的支撑下寻求的解决方案，以说明本专利技术的有效性。通过路基顶部封水层和四周封水墙组成封水系统，阻止封闭区域内土体含水量的变化，在路堤和上部车辆荷载基本恒定的条件下，保持土体有效应力不发生变化，有效控制路基沉降的发生，从而防治桥头跳车的形成。在路基、路堤之间设有封水层，路基接近桥台的部分路基四周设有封水墙，封水墙上端部伸入封水层内，以隔绝水分，保持基底干燥，可以有控制路基的后期沉降。从根本上解决了结构和地基沉陷问题引起的桥头跳车的现象。本专利技术进一步设置为：路基四周与封水墙间距为500毫米，所述的远离桥台一侧的封水墙与接近桥台一侧的封水墙的间距为10000毫米，所述的封水墙高10300毫米，封水墙厚700毫米或1200毫米，封水墙伸入封水层距离为300毫米，所述的封水层厚1000毫米。通过采用上述技术方案，本专利技术提供一种防水结构，实现解决桥头跳车问题的同时节约成本。本专利技术进一步设置为：封水墙为双排咬合水泥土搅拌封水墙。通过采用上述技术方案，本专利技术设计双排咬合水泥土搅拌封水墙有更好的封水效果和支撑作用。道路四周封水墙采用双排咬合水泥土搅拌桩，桩径700mm，桩横向中心间距500mm（同次施工两桩咬合200mm），纵向桩中心间距600mm（搅拌桩纵向咬合100mm），墙深10m，墙厚1200mm。封水墙顶部埋入水平封水层300mm。本专利技术进一步设置为：一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构的方法，其特征在于，包括：S1：对待处置路段的原有路面进行拆除；S2：对待处置路基进行积水和杂物清除；S3：进行路基四周封水机构施工，所述的封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，所述的封水墙首尾相接；S4：路基顶部不透水封水层施工；S5：进行路堤修复及路面施工。通过采用上述技术方案，本专利技术基于土力学有效应力原理，采用封水法技术进行路基施工，通过减小路堤封水区域内土体含水量的变化，控制土体沉降，从而达到预防桥头跳车的目的，施工速度快。封水层采用粘性土填筑而成，在实现上部封水的同时，具有一定的整体强度，可有效降低路堤的不均匀沉降，工程造价低。本专利技术进一步设置为：S1中，采用路面铣刨机进行路面拆除，同时对路面拆除废渣进行清运。通过采用上述技术方案，本专利技术对路面拆除废渣进行清运确保后期施工顺利。本专利技术进一步设置为：S2中，清除河底的表土，经过水田及池塘地段的路堤，先要抽干池塘内积水，然后用片石挤淤。通过采用上述技术方案，由于软土含水量高，导致路基沉降造成桥头跳车，因此，排除路基水分是解决桥头跳车关键的一步。本专利技术进一步设置为：封水墙为双排咬合水泥土搅拌封水墙，所述的双排咬合水泥土搅拌封水墙首尾相接，每个桩与其水平、竖直方向相邻的成桩之间均圆周相嵌。通过采用上述技术方案，双排咬合水泥土搅拌封水墙有更好的封水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构，包括桥台和位于桥台一侧的路面，所述的路面从上至下依次设置有道路面层、路堤和路基，其特征在于，所述的路基、路堤之间设有封水层，靠近桥台一侧的路基内置设有封水机构，所述的封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，所述的封水机构靠近封水层的一端嵌入封水层内。

【技术特征摘要】
1.一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构，包括桥台和位于桥台一侧的路面，所述的路面从上至下依次设置有道路面层、路堤和路基，其特征在于，所述的路基、路堤之间设有封水层，靠近桥台一侧的路基内置设有封水机构，所述的封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，所述的封水机构靠近封水层的一端嵌入封水层内。2.根据权利要求1所述的一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构，其特征在于，所述的路基四周与封水墙间距为500毫米，所述的远离桥台一侧的封水墙与接近桥台一侧的封水墙的间距为10000毫米，所述的封水墙高10300毫米，封水墙厚700毫米或1200毫米，封水墙伸入封水层距离为300毫米，所述的封水层厚1000毫米。3.根据权利要求1所述的一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构，其特征在于，所述的封水墙为双排咬合水泥土搅拌封水墙。4.一种建造权利要求1-3任一项所述的预防软土地区公路桥头跳车的道路结构的方法，其特征在于，包括：S1：对待处置路段的原有路面进行拆除；S2：对待处置路基进行积水和杂物清除；S3：进行路基四周封水机构施工，所述的封水机构由若干个首尾相接的封水墙围合而成，所述的封水墙首尾相接；S4：路基顶部不透水封水层施工；S5：进行路堤修复及路面施工。5.根据权利要求4所述的一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构的方法，其特征在于，所述的S1中，采用路面铣刨机进行路面拆除，同时对路面拆除废渣进行清运。6.根据权利要求4所述的一种预防软土地区公路桥头跳车的道路结构的方法，其特征在于，所述的S2中，清除河底的表土，经过水田及池塘地段的路堤，先要抽干池塘内积水，然后用片石挤淤。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙富学，朱云辉，李俊强，张亚彬，
申请(专利权)人：温州大学瓯江学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33