一种新旧路基拼接工艺及设备

摘要

本发明公开了一种新旧路基拼接工艺，方法包括如下步骤：步骤100、将旧路基路基清坡，并且同时进行拼宽面阶的超挖；步骤200、将旧路基的底垫层进行第一剥层，在第一剥层设置第一锚挡块，在新路基的底垫层设置第一应拉挡块，用碎石排垫层作为路基底坡面，在锚挡块和应拉挡块之间设置钢塑土工格栅；步骤300、混合刚性层放置钢花管和钢索组合件；步骤400、混合刚性层方向进行第二剥层，在第二剥层设置第二锚挡块，在新路基的混合刚性层设置第二应拉挡块，在第二锚挡块和第二应拉挡块之间铺设塑料土工格栅；步骤500、设置橡胶应力吸收层，旧路基的面层方向进行第三剥层，并铺设三维蜂窝网层，本发明能够有效的进行新旧路基的牢固拼接。

权利要求

1.一种新旧路基拼接工艺，包括旧路基和新路基，以及旧路基由下至上的路床、底垫层、混合刚性层和面层，且旧路基的底垫层、混合刚性层和新路基结合处为拼宽面阶，其特征在于，包括如下步骤：步骤100、将旧路基路基清坡，并且同时进行拼宽面阶的超挖；

步骤200、将旧路基的底垫层向旧路基方向进行第一剥层，在第一剥层的中间纵向开槽设置第一锚挡块，同时进行新路基的底垫层的铺层，在新路基的底垫层中间设置第一应拉挡块，并用碎石排垫层作为路基底坡面，且在锚挡块和应拉挡块之间设置钢塑土工格栅；

步骤300、在剥层回填至混合刚性层时，横向对底层垫钻排空，并放置钢花管，在钢花管中设置钢索，且钢索的末端固定在第一应拉挡块上；

步骤400、在进行新路基和混合刚性层时，同样向旧路基的混合刚性层方向进行第二剥层，在第二剥层设置第二锚挡块，在新路基的混合刚性层设置第二应拉挡块，在第二锚挡块和第二应拉挡块之间的拼接平面上铺设塑料土工格栅；

步骤500、在塑料土工格栅和钢塑土工格栅表面以及拼接台阶处设置橡胶应力吸收层，最后将旧路基的面层方向进行第三剥层，在新路基和旧路基的面层的第三剥层上铺设三维蜂窝网层。

2.根据权利要求1所述的一种新旧路基拼接工艺，其特征在于：在进行新路基和旧路基的底垫层、混合刚性层的拼接时，第一应拉挡块的在第一剥层夯实后的位置略高于第一锚挡块，并使得成形后的钢塑土工格栅和水平面呈10°-15°的倾斜角，在进行第一应拉挡块的设置时，需要在第一应拉挡块底部设置水泥稳定碎石层，并在塑料土工格栅的铺设时保持和钢塑土工格栅相同的设置状态。

3.根据权利要求1所述的一种新旧路基拼接工艺，其特征在于：所述钢花管在铺设时，先铺套管，并将钢花管放置在其中，待剥层夯实取出套管，并向套管形成的管道中注浆，固定钢花管，2m以上的的新路基和旧路基的相邻的钢花管之间的距离应大于0.5cm。

4.根据权利要求1所述的一种新旧路基拼接工艺，其特征在于：所述橡胶应力吸收层从新路基和旧路基的底垫层拼宽面阶进行铺设，在位于新路基的钢塑土工格栅底部和顶部铺设，并通过拼宽面阶延伸至塑料土工格栅的底部和表面，后铺设至位于新路基和旧路基拼接处的的三维蜂窝网层的底部。

5.根据权利要求1所述的一种新旧路基拼接工艺，其特征在于：新路基和旧路基在进行拼接时先进行旧路基两侧清坡50cm，然后开始旧路基的拼宽台阶施工，旧路基超挖至路床，并以1:1坡率进行第一级削坡，以1:2坡率进行第二级削坡，以1:2.5坡率进行第三季削坡，并在削坡的同时进行拼宽面阶的开挖，而在进行新路基筑基时则每隔15-20cm进行冲击夯实。

6.一种新旧路基拼接设备，其特征在于：包括轮架(1)，以及安装在轮架(1)底部的排辊轮(2)，所述轮架(1)顶部固定安装有支撑平台(3)，所述支撑平台(3)通过平移装置(4)安装有架板(5)，所述架板(5)顶部两侧均通过第一液压装置(6)和第二液压装置(7)连接有振动台(8)，所述振动台(8)上安装有平移轨板(9)，所述平移轨板(9)的表面两端设置有气动滑座(10)，所述气动滑座(10)上安装有液压夯(11)，位于平移轨板(9)两侧的所述气动滑座(10)外侧边设置有削板(12)，且所述削板(12)的末端安装有削棱(13)，所述削板(12)内侧设置差位板(14)，所述振动台(8)底部两端纵向设置有贯穿架板(5)的导向杆(15)。

7.根据权利要求6所述的一种新旧路基拼接设备，其特征在于：所述轮架(1)内部设置频动板(16)，所述频动板(16)两端通过弹簧安装在轮架(1)内壁中，所述频动板(16)中间设置有振动电机(17)。

8.根据权利要求6所述的一种新旧路基拼接设备，其特征在于：第一液压装置(6)的伸缩杆的杆身上套装有刚性弹簧(17)，且所述刚性弹簧(17)的顶部固定连接在振动台(8)上。

9.根据权利要求6所述的一种新旧路基拼接设备，其特征在于：所述支撑平台(3)前端底部设置有气动伸缩杆(18)，所述气动伸缩杆(18)末端垂直套装有定位杆(19)，所述定位杆(19)末端安装有管套(20)。

说明书

一种新旧路基拼接工艺及设备

技术领域

[0001] 本发明涉及路基拼接领域，具体为一种新旧路基拼接工艺及设备。

背景技术

[0002] 老路拼接改造，从广义上来讲，就是提高一个交通走廊的交通承受能力，以满足日益增长的交通需求，从狭义上讲，就是提高道路的车辆通行能力。近年来，随着经济的快速发展，城镇化进程明显加快，人口加速向城镇聚集，道路交通量增加，特别是早期的规划设计的道路交通量预测不足，一些早期建设的道路已经越来越不能满足日益增长的交通量的需求，部分老路呈现饱和的趋势或超饱和交通态势，交通能力不能满足经济快速发展的需要。因此，对已有老路改造已成为亟待解决的重要问题，老路的改造就是以现有道路为基础，拼接新路，增加车道数来提高道路的交通流容量，高速公路改扩建工程中常常在新、旧路堤之间产生沉降变形，导致路堤拉裂、路面破坏等病害，新旧路基路面结合部处治措施不当是病害产生的主要原因，针对改扩建工程新旧路基路面结合部的处治方法，至今仍然没有统一的规范和设计标准，基于经验，工程人员通常采用旧路路堤台阶开挖、土工合成材料加筋垫层和加筋路堤、土工织物防渗和排水等工程技术措施进行处治，但是效果并不理想：

[0003] 例如，申请号为CN201720745727.1，专利名称为一种新旧路基加宽拼接路基结构的发明/发明专利：

[0004] 其新路基与旧路基之间的拼接面上设有多个台阶，所述台阶包括水平拼接面和竖直拼接面，所述水平拼接面上均设有竖直加强筋，通过设置水平加强筋和竖直加强筋能够增加强新旧路基路面之间的横向联系，使拼接后的新旧路基整体具有足够的稳定性。

[0005] 但是，现有的利用拉伸膜包装货物的方法存在以下缺陷：

[0006] (1)在老路改造过程中，拼接道路与原有道路在固结方式、地基处理、施工工艺、填料类型等方面不一样，老路经过多年运行，沉降已基本完成，进行拼接新路，新填道路和汽车荷载必然会引起老路的附加沉降，将导致新、老路之间的不均匀沉降，进而会引起新老道路拼接处变形，严重时则出现开裂等病害；

[0007] (2)土工材料铺设层数、位置的不一致性和研究深度方面，新老道路拼接中土工材料使用效果和理论工程施工产生的效果有较大的差别，而新路基和旧路基连接处的沉降补偿措施没有教好的施工措施，只能通过后期不断的加筋垫层和加筋路堤、土工织物防渗和排水等工程技术措施进行补救，影响拼接处的牢固程度；

[0008] (3)在进行新路基和旧路基超挖构成拼宽面台阶时，之前进行的清坡操作都是不同步施工，从而使得在筑基的过程中两边的梯坡形成不同的应拉结构，同时旧路基两侧的坡堤经过长时间的变化，两边的坡堤角度不同，对开挖清坡造成了一定的困难，从而影响新路基的基层铺设。

发明内容

[0009] 为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种新旧路基拼接工艺及设备，能有效的解决背景技术提出的问题。

[0010] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0011] 一种新旧路基拼接工艺，包括旧路基和新路基，以及旧路基由下至上的路床、底垫层、混合刚性层和面层，且旧路基的底垫层、混合刚性层和新路基结合处为拼宽面阶，包括如下步骤：

[0012] 步骤100、将旧路基路基清坡，并且同时进行拼宽面阶的超挖；

[0013] 步骤200、将旧路基的底垫层向旧路基方向进行第一剥层，在第一剥层的中间纵向开槽设置第一锚挡块，同时进行新路基的底垫层的铺层，在新路基的底垫层中间设置第一应拉挡块，并用碎石排垫层作为路基底坡面，且在锚挡块和应拉挡块之间设置钢塑土工格栅；

[0014] 步骤300、在剥层回填至混合刚性层时，横向对底层垫钻排孔，并放置钢花管，在钢花管中设置钢索，且钢索的末端固定在第一应拉挡块上；

[0015] 步骤400、在进行新路基和混合刚性层时，同样向旧路基的混合刚性层方向进行第二剥层，在第二剥层设置第二锚挡块，在新路基的混合刚性层设置第二应拉挡块，在第二锚挡块和第二应拉挡块之间的拼接平面上铺设塑料土工格栅；

[0016] 步骤500、在塑料土工格栅和钢塑土工格栅表面以及拼接台阶处设置橡胶应力吸收层，最后将旧路基的面层方向进行第三剥层，在新路基和旧路基的面层的第三剥层上铺设三维蜂窝网层。

[0017] 进一步地，在进行新路基和旧路基的底垫层、混合刚性层的拼接时，第一应拉挡块的在第一剥层夯实后的位置略高于第一锚挡块，并使得成形后的钢塑土工格栅和水平面呈10°-15°的倾斜角，在进行第一应拉挡块的设置时，需要在第一应拉挡块底部设置水泥稳定碎石层，并在塑料土工格栅的铺设时保持和钢塑土工格栅相同的设置状态。

[0018] 进一步地，所述钢花管在铺设时，先铺套管，并将钢花管放置在其中，待剥层夯实取出套管，并向套管形成的管道中注浆，固定钢花管，2m以上的的新路基和旧路基的相邻的钢花管之间的距离应大于0.5cm。

[0019] 进一步地，所述橡胶应力吸收层从新路基和旧路基的底垫层拼宽面阶进行铺设，在位于新路基的钢塑土工格栅底部和顶部铺设，并通过拼宽面阶延伸至塑料土工格栅的底部和表面，后铺设至位于新路基和旧路基拼接处的的三维蜂窝网层的底部。

[0020] 进一步地，新路基和旧路基在进行拼接时先进行旧路基两侧清坡50cm，然后开始旧路基的拼宽台阶施工，旧路基超挖至路床，并以1:1坡率进行第一级削坡，以1:2坡率进行第二级削坡，以1:2.5坡率进行第三季削坡，并在削坡的同时进行拼宽面阶的开挖，而在进行新路基筑基时则每隔15-20cm进行冲击夯实。

[0021] 另外本发明还设计了一种新旧路基拼接设备，包括轮架，以及安装在轮架底部的排辊轮，所述轮架顶部固定安装有支撑平台，所述支撑平台通过平移装置安装有架板，所述架板顶部两侧均通过第一液压装置和第二液压装置连接有振动台，所述振动台上安装有平移轨板，所述平移轨板的表面两端设置有气动滑座，所述气动滑座上安装有液压夯，位于平移轨板两侧的所述气动滑座外侧边设置有削板，且所述削板的末端安装有削棱，所述削板内侧设置差位板，所述振动台底部两端纵向设置有贯穿架板的导向杆。

[0022] 进一步地，所述轮架内部设置频动板，所述频动板两端通过弹簧安装在轮架内壁中，所述频动板中间设置有振动电机。

[0023] 进一步地，第一液压装置的伸缩杆的杆身上套装有刚性弹簧，且所述刚性弹簧的顶部固定连接在振动台上。

[0024] 进一步地，所述支撑平台前端底部设置有气动伸缩杆，所述气动伸缩杆末端垂直套装有定位杆，所述定位杆末端安装有管套。

[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0026] (1)本发明的液压夯和削板的组合形式位于振动台两侧的，能够实现旧路基两侧的同步清波，同时主动控制两侧的清坡比率，减少人工施工和异步施工产生的差异性，从而保持清坡过程中的同步性，保持在进行新路基筑基时两侧的受力同步性，保值路基的稳定性，有利于筑基完成后路基两侧的受力平衡，保持新旧路基拼接处的拉力结构稳定，防止出现侧向崩裂的现象，提供了良好的拼接环境；

[0027] (2)本发明中的锚挡块和应拉挡块的设置，并在两者之间设置土工格栅，增强压实后，成为一种加筋土层，通过在加筋土的上面施加竖向荷载，由于土工格栅与土体之间摩擦力，限制了土体水平侧向变形，因此提高土体的抗剪强度，同时通过钢花管的横向拉力，以及排水功能，同时在土工格栅和拼宽面阶上使用橡胶应力吸收层极大的提高了新路基和老路基的同步沉降，提高了土工格栅在分层中的拉拨阻力，约束拼接处的侧向变形，从而有效的改变拼接面的抗剪程度和抗拉强度，减少不均匀沉降，增强拼接处的整体性。

附图说明

[0028] 图1为本发明的新旧路基拼宽面阶连接处结构示意图；

[0029] 图2为本发明的拼接装置结构示意图；

[0030] 图中：1-轮架；2-排辊轮；3-支撑平台；4-平移装置；5-架板；6-第一液压装置；7-第二液压装置；8-振动台；9-平移轨板；10-气动滑座；11-液压夯；12-削板；13-削棱；14-差位板；15-导向杆；16-频动板；17-振动电机；18-气动伸缩杆；19-定位杆；20-管套；

[0031] 100-旧路基；101-新路基；102-路床；103-底垫层；104-混合刚性层；105-面层；106-拼宽面阶；107-第一剥层；108-第一锚挡块；109-第一应拉挡块；110-碎石排垫层；111-钢塑土工格栅；112-钢花管；113-钢索；114-第二剥层；115-第二锚挡块；116-第二应拉挡块；117-塑料土工格栅；118-橡胶应力吸收层；119-第三剥层；120-三维蜂窝网层。

具体实施方式

[0032] 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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0033] 如图1和图2所示，本发明提供了一种新旧路基拼接工艺和设备，在进行步骤100时，将轮架1和排辊轮2的组合整体放置在旧路基100上，轮架1上设置的支撑平台3通过平移装置4安装有架板5，使得架板5的结构整体能够在支撑平台3上实现平移，同时该平移装置4借鉴了吊桥小车的移动方式，作为一种公知的平移装置。

[0034] 而架板5顶部两侧均通过第一液压装置6和第二液压装置7连接有振动台8，第一液压装置6作为主要支撑，提供振动台8竖直方向上的位移，便于进行阶段式的清坡操作，振动台8上安装的平移轨板9提供气动滑座10的横向移动机制，从而在横向上调节液压夯11的位置，使得削板12能够进行横向阶段的清坡操作，削板12的末端安装有削棱13能够更好的清理路基中的树根和碎石，使得旧路基的坡边变得更加平整，削板12内侧设置的差位板14和削板12保持平行状态，且位于削板12的里侧，宽度小于削板12，在液压夯11驱动削板12进行振动清坡时保持已清波段的状态，防止已清坡段在振动时发生土石脱落。

[0035] 液压夯11和削板12的组合形式位于振动台8两侧的，能够实现旧路基100两侧的同步清波，同时主动控制两侧的清坡比率，减少人工施工和异步施工产生的差异性，从而保持清坡过程中的同步性，保持在进行新路基筑基时两侧的受力同步性，保值路基的稳定性，有利于筑基完成后路基两侧的受力平衡，保持新旧路基拼接处的拉力结构稳定，防止出现侧向崩裂的现象，提供了良好的拼接环境。

[0036] 本发明中的振动台8底部两端纵向设置有贯穿架板5的导向杆15，且第一液压装置6的伸缩杆的杆身上套装有刚性弹簧，刚性弹簧的顶部固定连接在振动台8上，提供了在削板12在进行清坡过程中的稳定性，减小振动台8整体结构在液压夯11振动的过程中产生的偏移。

[0037] 本发明在进行步骤100-500的过程中均需要对拼接后的路基拼宽面阶106进行振动夯实，以及在进行旧路基100的第一剥层107、第二剥层114和第三剥层119的回填时需要的振动夯实和补强，在清坡完成后，可通过气动滑座10将削板12收至轮架1的两侧，通过轮架1内部设置的频动板16以及液压夯11的同步振动产生的整体振动，对整个新路基的底垫层103、混合刚性层104和面层105的铺设时的振动夯实，频动板16两端通过弹簧安装在轮架1内壁中，频动板16中间设置有振动电机17，振动电机17的偏心振动使得轮架1底部产生高频率的振动，并通过排辊轮2的接触面进行路面的夯实。

[0038] 本发明在进行步骤300中的钢花管112铺设时，通过支撑平台3前端底部设置有气动伸缩杆18，使得气动伸缩杆18末端垂直套装的定位杆19远离进行夯实工作的拼宽面阶106，并将钢花管安装在定位杆19末端安装有管套20上，使得钢化管固定放置在混合刚性层
104和底垫层103之前的位置，并且在钢花管112和钢索113的整体铺设完成后，进行钢花管
112层的回填，在回填的同时，通过牵引车的牵引使得轮架1整体进行缓慢的移动，管套20固定钢花管112位置的同时进行钢花管112部位的夯实。

[0039] 本发明中对新旧路基的拼接工艺具体实施方式如下：

[0040] 步骤100、将旧路基路基清坡，并且同时进行拼宽面阶106的超挖，新路基101和旧路基100在进行拼接时先进行旧路基100两侧清坡50cm，然后开始旧路基100的拼宽面阶106施工，旧路基100超挖至路床102，并以1:1坡率进行第一级削坡，以1:2坡率进行第二级削坡，以1:2.5坡率进行第三季削坡，并在削坡的同时进行拼宽面阶106的开挖，而在进行新路基筑基时则每隔15-20cm进行冲击夯实，第二液压装置活塞杆的伸缩结构控振动台8绕第一液压装置产生杠杆转动，从而调节削坡的角度调节；

[0041] 步骤200、将旧路基100的底垫层103向旧路基100方向进行第一剥层107，第一剥层107宽度达到底垫层103的拼宽面阶106宽度的3/4，第一剥层107的厚度为底垫层103的1/2，并且在第一剥层107的中间纵向开槽，深度至设置的第一锚挡块108厚度的中间位置，同时进行新路基101的底垫层的铺层，在新路基101的底垫层中间设置第一应拉挡块109，并用碎石排垫层110作为路基底坡面，且在第一锚挡块108和第一应拉挡块109之间设置钢塑土工格栅111，在进行新路基101和旧路基100的底垫层103、混合刚性层104的拼接时，第一应拉挡块109的在第一剥层107夯实后的位置略高于第一锚挡块108，并使得成形后的钢塑土工格栅111和水平面呈10°-15°的倾斜角，在进行第一应拉挡块109的设置时，需要在第一应拉挡块109底部设置水泥稳定碎石层，并在塑料土工格栅117的铺设时保持和钢塑土工格栅
111相同的设置状态；

[0042] 步骤300、在第一剥层107回填至混合刚性层104时，横向对底层垫钻排孔，并放置钢花管112，在钢花管112中设置钢索113，且钢索113的末端固定在第一应拉挡块109上。

[0043] 本发明的钢花管在进行铺设时经历如下步骤：

[0044] 步骤301、先铺套管，并且通过轮架1装置进行整体的夯实；

[0045] 步骤302、将钢花管112放置在套管中，同时将钢索113放入钢花管112中，并使得钢索113的长度长于钢花管112的长度；

[0046] 步骤303，待回填的剥层夯后实取出套管，并向套管形成的管道中注浆，固定钢花管112和钢索113。

[0047] 本实施例中的2m以上的的新路基101和旧路基100的相邻的钢花管112之间的距离应大于0.5cm；

[0048] 步骤400、在进行新路基101和混合刚性层104回填时，同样向旧路基100的混合刚性层104方向进行第二剥层114，在第二剥层114设置第二锚挡块115，在新路基的混合刚性层设置第二应拉挡块116，在第二锚挡块115和第二应拉挡块116之间的拼接平面上铺设塑料土工格栅117；

[0049] 步骤500、在塑料土工格栅117和钢塑土工格栅111表面以及拼宽面阶106处设置橡胶应力吸收层118，最后将旧路基100的面层方向进行第三剥层119，在新路基101和旧路基100的面层105的第三剥层119上铺设三维蜂窝网层120。

[0050] 本发明者中的橡胶应力吸收层118从新路基101和旧路基100的底垫层103的拼宽面阶106进行铺设，在位于新路基101的钢塑土工格栅111底部和顶部铺设，并通过拼宽面阶106延伸至塑料土工格栅117的底部和表面，后铺设至位于新路基101和旧路基100拼接处的的三维蜂窝网层的底部。

[0051] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。