CN114182590A - 一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构 - Google Patents

一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构 Download PDF

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李亚
赵小龙
张康宁
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Abstract

本发明公开了一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，包括预制浅碟型路肩，预制浅碟型路肩为一长方体混凝土预制件，其顶部开设有一浅碟形凹槽，浅碟形凹槽在长度方向上贯通长方体混凝土预制件，在宽度方向上为光滑过度、并向两侧上方延伸的圆弧，且在接近长方体混凝土预制件的两侧时成水平段；浅碟形凹槽用于汇集路面积水、引排路基路堑边坡排水，并沿长度方向排放；预制浅碟型路肩为多个，沿长度方向依次并列排布，多个浅碟形凹槽在长度方向上相贯通，形成连续的积水排水通道。使用该硬路肩路面结构减少征地面积及边坡开挖土石方量，解决了在高速公路路幅宽度有限空间范围内的高速公路挖方路基排水问题，也能节省造价。

Description

一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构
技术领域
本发明属于高速公路路面结构设计技术领域，具体涉及一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构。
背景技术
目前，高速公路路堑段路基排水设计的通常做法是在路肩外修筑路堑排水边沟进行排水，由于需要专门的空间位置，这种排水方式将单侧增加路幅宽度 1.5～2.0m，增加了占地面积及边坡的开挖土石方量，一定程度上增加了对原生态环境的破坏范围。由于传统的矩形边沟往往景观效果差，部分省份高速公路开始采用盖板沟的逐渐增多，但同时又暴露了盖板沟清淤不便与养护成本较高的问题。如盖板沟采用普通盖板，盖板易损坏，养护成本高；若采用高强度盖板，工程费用不低。
如何高效地利用路幅宽度范围内有限空间完成高速公路挖方路基排水，达到节约土地资源、减少工程造价、节省养护成本、提高景观性与保护环境的目的，是高速公路工程设计及施工的重要研究课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，减少征地面积及边坡开挖土石方量，解决了在高速公路路幅宽度有限空间范围内的高速公路挖方路基排水问题，也能节省造价。
本发明采用以下技术方案：一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，包括预制浅碟型路肩，预制浅碟型路肩为一长方体混凝土预制件，其顶部开设有一浅碟形凹槽，浅碟形凹槽在长度方向上贯通长方体混凝土预制件，在宽度方向上为光滑过度、并向两侧上方延伸的圆弧，且在接近长方体混凝土预制件的两侧时成水平段；
该硬路肩路面结构适用于高等级公路路堑边坡处，放置于硬路肩设计位置，其长度方向与硬路肩区域的长度走向相一致，其宽度方向两侧为内和外侧，外侧位于边坡侧，内侧与高等级公路的行车道相贴合；浅碟形凹槽用于汇集路面积水、引排路基路堑边坡排水，并沿长度方向排放；
预制浅碟型路肩为多个，沿长度方向依次并列排布，多个浅碟形凹槽在长度方向上相贯通，形成连续的积水排水通道。
进一步地，在预制浅碟型路肩和边坡间还施做有护肩，护肩与预制浅碟型路肩和边坡底部均紧密贴合，用于边坡固脚。
进一步地，该浅碟形凹槽的横坡为10％～15％。
进一步地，该预制浅碟型路肩的宽度为2.5～3.0米，长度为5～10米，槽底半月型矢高为12～20cm。
进一步地，该预制浅碟型路肩宽度向上的两侧的顶部与内侧行车道和外侧护肩顶部相齐平。
进一步地，在预制浅碟型路肩底部铺垫有2～3cm厚的水泥砂浆。
本发明还公开了上述的一种适用于高等级公路挖方段路基排水的硬路肩路面结构的施工方法，该施工方法如下：
步骤一、在行车道至护坡坡脚的范围内施作高等级公路路面结构底部垫层；在行车道与硬路肩区域内铺筑路面下基层；
步骤二、在行车道与硬路肩区域间的分界处竖直立模，施作行车道路面上基层和面层，并压实；
步骤三、拆除立模，在硬路肩区域内摊铺水泥砂浆作为预制浅碟型路肩的坐浆，沿长度方向依次并列放置预制浅碟型路肩，多个浅碟形凹槽在长度方向上相连通，形成连续的积水排水通道，且远端的预制浅碟型路肩与填方段坡脚处路堤边沟相连通；
步骤四、在浅碟型路肩外侧采用现浇方式，施作护肩，并将坡脚与护肩之间回填压实。
本发明的有益效果是：1.该硬路肩路面结构能够有效减少高等级公路占地面积，节省土地资源，单侧设置时每公里节省用地约2.25～3.00亩，双侧设置时每公里节省用地约4.50～6.00亩。2.利用该硬路肩路面结构排水，可缩减路幅宽度，减少边坡开挖土石方量，节省工程造价；路幅宽度缩减后，边坡起坡点向路中心收缩，降低了挖方边坡高度，减少对原生态环境的破坏。3.该硬路肩路面结构的浅碟形凹槽的横坡较小，行车视觉景观效果较好，且无需专门的沟底清淤，清理方便，养护成本低。
附图说明
图1为预制浅碟型路肩的结构示意图；
图2为硬路肩路面结构的典型横断面布置图；
其中：1.预制浅碟型路肩；2.浅碟形凹槽；3.护肩；4.边坡；4d.传统边坡； a.行车道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其中高等级公路是指高速公路和一级公路，沥青路面设计规范JTGD50-2017中给出硬路肩的宽度标准，即宽度在2.5～3米，在硬路肩宽度满足上述范围时，才能使用本发明中的硬路肩路面结构。如图1所示，该硬路肩路面结构包括预制浅碟型路肩1，预制浅碟型路肩1为一长方体混凝土预制件，其顶部开设有一浅碟形凹槽2，浅碟形凹槽2在长度方向上贯通长方体混凝土预制件，在宽度方向上为光滑过度、并向两侧上方延伸的圆弧，且在接近长方体混凝土预制件的两侧时成水平段；浅碟形凹槽2的横坡为10％～15％。上述预制浅碟型路肩1的宽度为 2.5～3.0米，长度为5～10米，槽底半月型矢高为12～20cm。在预制浅碟型路肩1 和边坡4间还施做有护肩3，护肩3与预制U型路肩1和边坡4底部均紧密贴合，用于边坡4固脚。护肩3采用C20现浇混凝土，保证了其与边坡4的贴合。
设计横坡为10％～15％，是基于预制浅碟型路肩1的宽度而设定的，预制浅碟型路肩1的宽度满足《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)，宽度为已经设定的值，在宽度为2.5～3.0米的范围内，宽度足够宽，且由于是浅碟形，水流流入浅碟形凹槽2中，也是顺着浅碟形的弧面流入，并在流入的过程中，沿长度方向流向远端，并不会出现排水聚集的状况。
按设计横坡10％～15％与宽度2.5～3.0m的预制浅碟型路肩1的过水断面面积为0.14～0.30m2，而传统的40～50cm宽的矩形边沟的过水断面面积为0.16～0.25 m2，所以，浅碟形凹槽2横坡的设计值足以满足排水量。
另外，还从行车道a上驾驶人员的角度考虑，上述的横坡设计值视觉上不会产生高低不平的感觉，给驾驶人员的视觉景观效果较好。
该硬路肩路面结构适用于高等级公路路堑边坡4处，放置于硬路肩设计位置，其长度方向与硬路肩区域的长度走向相一致，其宽度方向两侧为内和外侧，外侧位于边坡4侧，内侧与高等级公路的行车道a相贴合；浅碟形凹槽2用于汇集路面积水、引排路基路堑边坡排水，并沿长度方向排放。预制浅碟型路肩1为多个，沿长度方向依次并列排布，多个浅碟形凹槽2在长度方向上相贯通，形成连续的积水排水通道。
上述预制浅碟型路肩1宽度向上的两侧的顶部与内侧行车道a和外侧护肩3 顶部相齐平，保证了路面的平整性，且在预制浅碟型路肩1的内外侧的边缘处不会积水。
本发明还公开了一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构施工的方法，该施工方法如下：
步骤一、路基交工验收通过后，沥青路面路床顶面回弹模量与竖向压应变均满足现行《公路沥青路面设计规范》JTG D50与《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40，在行车道a至护坡坡脚的范围内施作高等级公路路面结构底部垫层，可铺设15～20cm厚的级配碎石或砂砾石。上基层材料为3％～6％水泥稳定级配碎石，摊铺后压实，压实度满足现行《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1规范要求。
测量放线基于预制浅碟型路肩1安装空间确定预制浅碟型路肩1底部的下基层施工顶面标高，在行车道a与硬路肩区域内铺筑路面下基层，下基层材料为 3％～6％水泥稳定级配碎石，摊铺后压实，压实度满足现行《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1规范要求。
步骤二、在行车道a与硬路肩区域间的分界处竖直立模，施作行车道a路面上基层和面层，并压实；上基层材料为3％～6％水泥稳定级配碎石，摊铺后压实，压实度满足现行《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1规范要求。
施作面层时具体为，由下到上依次铺设1cm厚的改性沥青碎石封层、8cm厚的粗粒式沥青混凝土AC-25下面层、6cm厚的中粒式沥青混凝土AC-20中面层和4cm厚的粗粒式沥青混凝土AC-25上面层。路面面层分层铺设并压实，压实度满足现行《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》JTG F80/1规范要求。
步骤三、拆除立模，在硬路肩区域内摊铺2～3cm厚M10水泥砂浆作为预制浅碟型路肩1的坐浆，沿长度方向依次并列放置预制浅碟型路肩1，多个浅碟形凹槽2在长度方向上相连通，形成连续的积水排水通道，且远端的预制浅碟型路肩1与填方段坡脚处路堤边沟相连通；
步骤四、在浅碟型路肩1外侧采用现浇方式，施作C20混凝土护肩3，并将坡脚与护肩3之间回填压实。
如图2所示，为硬路肩路面结构的典型横断面布置图，图中B为采用本发明中的预制浅碟型路肩1结合护肩3施工的布置图，D为采用在路肩外修筑路堑排水边沟进行排水的布置图，对应的传统边坡4d，由于需要在硬路肩外侧修筑路堑排水边沟，就需要在硬路肩外侧再额外加宽空间，用作修筑路堑排水边沟，则整体上增宽了路幅。增宽路幅后，传统边坡4d位于路堑排水边沟的外侧。
而采用本发明中的预制浅碟型路肩1结合护肩3施工，预制浅碟型路肩1一方面作为硬路肩，另一方面，其上的浅碟形凹槽2又作为排水通道，起到排水的作用，不需要向外侧额外占用宽度空间修筑路堑排水边沟，则有效减少高等公路的幅宽，节省了占地面积。在护肩3的外侧形成了新的边坡4。以路堑排水边沟的宽度为1.5～2米计，则相当于单侧减少幅宽为1.5～2米，新的边坡4与传统边坡4d相比较，其位置朝向行车道a侧移动了1.5～2米，每延米节省用地1.5～2.0 平方米，每公里节省用地1500～2000平方米，约2.25～3.00亩，同理双侧设置时每公里节省用地约4.50～6.00亩。另外，由于新的边坡4起坡点向路行车道a中心收缩，则降低了挖方边坡高度，可减少对原生态环境的破坏。
采用本发明中的预制浅碟型路肩1作为硬路肩，在高等级公路挖方段不需要额外修筑路堑排水边沟时，还节省了工程造价；且无需专门的沟底清淤，清理方便，养护成本低。

Claims (7)

1.一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，包括预制浅碟型路肩(1)，所述预制浅碟型路肩(1)为一长方体混凝土预制件，其顶部开设有一浅碟形凹槽(2)，所述浅碟形凹槽(2)在长度方向上贯通长方体混凝土预制件，在宽度方向上为光滑过度、并向两侧上方延伸的圆弧，且在接近长方体混凝土预制件的两侧时成水平段；
该硬路肩路面结构适用于高等级公路路堑边坡(4)处，放置于硬路肩设计位置，其长度方向与硬路肩区域的长度走向相一致，其宽度方向两侧为内和外侧，外侧位于边坡(4)侧，内侧与高等级公路的行车道(a)相贴合；所述浅碟形凹槽(2)用于汇集路面积水、引排路基路堑边坡(4)排水，并沿长度方向排放；
所述预制浅碟型路肩(1)为多个，沿长度方向依次并列排布，多个所述浅碟形凹槽(2)在长度方向上相贯通，形成连续的积水排水通道。
2.如权利要求1所述的一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，在所述预制浅碟型路肩(1)和边坡(4)间还施做有护肩(3)，所述护肩(3)与预制浅碟型路肩(1)和边坡(4)底部均紧密贴合，用于边坡(4)固脚。
3.如权利要求1或2所述的一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，所述浅碟形凹槽(2)的横坡为10％～15％。
4.如权利要求3所述的一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，所述预制浅碟型路肩(1)的宽度为2.5～3.0米，长度为5～10米，槽底半月型矢高为12～20cm。
5.如权利要求4所述的一一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，所述预制浅碟型路肩(1)宽度向上的两侧的顶部与内侧行车道(a)和外侧护肩(3)顶部相齐平。
6.如权利要求5所述的一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构，其特征在于，在所述预制浅碟型路肩(1)底部铺垫有2～3cm厚的水泥砂浆。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种适用于高速公路挖方段路基排水的新型硬路肩路面结构的施工方法，其特征在于，该施工方法如下：
步骤一、在行车道(a)至护坡坡脚的范围内施作高等级公路路面结构底部垫层；在行车道(a)与硬路肩区域内铺筑路面下基层；
步骤二、在行车道(a)与硬路肩区域间的分界处竖直立模，施作行车道(a)路面上基层和面层，并压实；
步骤三、拆除立模，在硬路肩区域内摊铺水泥砂浆作为预制浅碟型路肩(1)的坐浆，沿长度方向依次并列放置预制浅碟型路肩(1)，多个浅碟形凹槽(2)在长度方向上相连通，形成连续的积水排水通道，且远端的预制浅碟型路肩(1)与填方段坡脚处路堤边沟相连通；
步骤四、在浅碟型路肩(1)外侧采用现浇方式，施作护肩(3)，并将坡脚与护肩(3)之间回填压实。
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