本發(fā)明屬于道路工程領域，更具體地說是一種剛柔基層雙斜坡過渡結構及其施工方法。

背景技術：

我國自上世紀50年代起便開始在道路建設中應用石灰土作為路面基層,而且在其后的幾十年中石灰穩(wěn)定類半剛性材料一直是我國高等級公路的主要基層類型。70年代中期,我國開始使用水泥穩(wěn)定材料作基層。90年代至今,以水泥穩(wěn)定材料和石灰、粉煤灰穩(wěn)定材料為代表的半剛性材料占各等級公路路面基層材料用量的95％以上。半剛性基層具有一定的板體性、剛度、擴散應力強，具有一定的抗拉強度、抗疲勞強度、良好的水穩(wěn)定特性。這些都符合路面基層的要求，使得路面基層受力性能良好，并且保證了基層的穩(wěn)定性。

隨著我國高等級公路的長期應用與研究，半剛性基層的一些固有缺陷逐漸暴露出來，主要表現(xiàn)在半剛性基層材料收縮量較大、水穩(wěn)性差、排水性能差，從而導致瀝青路面產生各種病害，嚴重影響道路的服務功能，也直接影響半剛性基層路面的使用壽命和服務水平。柔性基層逐漸進入人們的視野，其施工方便、能及時開放交通、便于保暢，抗疲勞能力好。柔性路面的基層和底基層不產生裂縫，結構層整體水密性好。而在已通車使用的道路中,90％以上的高等級瀝青路面和絕大部分水泥砼路面的基層均采用半剛性材料，這表明半剛性基層仍然是中國目前高等級路面的主要基層材料類型。由于經濟的限制，將所有的半剛性基層全部替換是不切實際的，而柔性基層的采用必然面臨著半剛性基層到柔性基層的過渡問題。

中國專利CN2041991304U提供了一種半剛性基層與粒料柔性基層的過渡結構，通過在半剛性基層到粒料柔性基層的連接處設置斜坡過渡結構進行過渡，并在半剛性基層和柔性基層的連接處鋪設玻纖格柵進行加固。該結構實現(xiàn)了半剛性基層到柔性基層剛度與強度的連續(xù)過渡，但并沒有具體的提出可行的施工方案，僅單斜坡的設置給施工碾壓存在一定的難度。

目前針對剛柔基層的過渡結構在施工中存在以下困難：

1、采用分層填筑碾壓的施工方法構筑路基過渡段。在實際施工中，半剛性基層與柔性基層由于不同基層不同材料性質的差異，各自沉降量不同而出現(xiàn)不均勻沉降，從而導致裂縫的頻繁產生，甚至是斷裂，影響行車速度和駕駛的舒適性，危及行車安全；

2、因級配碎石材料的松散性使之在施工過程不易成型，斜坡面斜坡標高不易控制。

3、由于過渡段之間材料性質的不同，造成現(xiàn)有的半剛性基層或柔性基層的工程驗收標準并不適用于此路段中，沒有形成一套完備具體的驗收標準，給施工造成了很大的不便。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足，提供一種剛柔基層雙斜坡過渡結構及其施工方法，以使得半剛性基層到柔性基層，也包括剛性基層到柔性基層能實現(xiàn)良好的過渡，提高結構穩(wěn)定性，提高工程質量。

本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用如下技術方案：

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構，其過渡結構是指位于水泥穩(wěn)定碎石半剛基層和級配碎石柔性基層之間的過渡結構，其結構特點是：所述過渡結構由下往上依次為水泥穩(wěn)定碎石下基層、級配碎石下基層、級配碎石上基層和水泥穩(wěn)定碎石上基層；在所述級配碎石下基層與級配碎石上基層之間設置土工格柵；在所述水泥穩(wěn)定碎石上基層的上表面，自下而上依次為下面層、中面層和上面層；所述過渡結構的縱切面為：

水泥穩(wěn)定碎石下基層的頂面為斜坡面，且自半剛基層一側朝向柔性基層一側呈下坡，在所述水泥穩(wěn)定碎石下基層的上層為級配碎石下基層，所述級配碎石下基層與水泥穩(wěn)定碎石下基層為互補的斜坡面，以此構成第一斜坡過渡段；所述級配碎石下基層的頂面為平面，在級配碎石下基層的頂面鋪設土工格柵；

級配碎石上基層的頂面為斜坡面，且自柔性基層一側朝向半剛基層一側呈下坡，在所述級配碎石上基層的上層為水泥穩(wěn)定碎石上基層，所述水泥穩(wěn)定碎石上基層與級配碎石上基層為互補的斜坡面，以此構成第二斜坡過渡段；

按級配碎石上基層的外輪廓形狀設置一呈直角三角型的型鋼框架，所述型鋼框架利用卡釘卡固在級配碎石下基層上，所述級配碎石上基層攤鋪于型鋼框架的框架中。

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構的特點也在于：所述第一斜坡過渡段和第二斜坡過渡段的坡度為1/5～1/3。

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構的特點也在于：所述土工格柵在兩端分別朝向半剛基層和柔性基層中形成延伸段，處在過渡結構中的土工格柵利用鋼釘固定在級配碎石下基層上，處在半剛基層中的土工格柵的延伸段利用鋼釘固定在水泥穩(wěn)定碎石下基層中。

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構的特點也在于：所述型鋼框架是由各型鋼利用各轉角連接件拼裝，并利用螺栓緊固而成。

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構的施工方法的特點是按如下步驟進行施工：

步驟1：攤鋪碾壓鋪筑水泥穩(wěn)定碎石下基層，在水泥穩(wěn)定碎石下基層上攤鋪碾壓鋪筑級配碎石下基層，形成第一斜坡過渡；

步驟2：在級配碎石下基層上鋪設土工格柵，利用鋼釘進行錨固，并噴灑乳化瀝青形成粘結層以處防滲漏，并加固路面結構，在土工格柵上安裝型鋼框架，使型鋼框架的直角緊貼已鋪好的級配碎石下基層，底部用卡釘固定，向型鋼框架中填筑級配碎石上基層，利用攤鋪機對型鋼框架中的級配碎石上基層進行攤鋪碾壓，在級配碎石上基層上鋪筑水泥穩(wěn)定碎石上基層，形成第二斜坡過渡；

步驟3：在水泥穩(wěn)定碎石上基層上均勻噴灑乳化瀝青，并撒布集料形成上封層；

步驟4：依次鋪筑瀝青路面的下面層，中面層和上面層并實施碾壓養(yǎng)護即完成施工。

本發(fā)明剛柔基層雙斜坡過渡結構的檢測方法的特點是：

針對完成養(yǎng)護的剛柔基層雙斜坡過渡結構，在過渡結構中選取三個檢測點，分別為檢測點A1、檢測點A2和檢測點A3，通過檢測獲得檢測點A1、檢測點A2和檢測點A3的彎沉值一一對應為l₁，l₂和l₃，其中檢測點A1為過渡結構中的中點，檢測點A2距半剛基層的距離為L/3，檢測點A3距半剛基層的距離為2L/3，L為半剛基層與柔性基層之間的距離；在半剛基層選取一個檢測點為檢測點A0，在柔性基層選取一個檢測點為檢測點A4，通過檢測獲得檢測點A0和A4的彎沉值分別為l₀和l₄；

利用彎沉值l₀和l₄分別計算獲得彎沉計算值l_1a、l_2a和l_3a為：

若是關于彎沉道的相對誤差ω₁、ω₂和ω₃均不大于5％則為施工合格，否則為不合格；

與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明在剛柔基層過渡段中設置了雙斜坡結構，實現(xiàn)了剛柔基層間的平緩過渡，減緩了差異沉降，避免路面橫向和反射裂縫的產生，延長了路面使用壽命，提高了駕駛舒適度。

2、本發(fā)明在上基層與下基層分界處鋪設土工格柵與級配碎石形成的網狀結構，相互約束，有效加固了兩側原有基層和過渡段的結構穩(wěn)定性，提高了整體抗拉強度，土工格柵中鋼釘的固定使土工格柵更加穩(wěn)固。

3、本發(fā)明施工方法簡單，三棱柱式型鋼框架結構的設置不僅使增加了施工的可行性，使級配碎石的攤鋪更加穩(wěn)定，使施工方法得到簡化，有效節(jié)省了人力物力。且型鋼框架結構采用可裝卸式，便于途中運輸，且可根據不同的路幅寬度和施工需要選擇相應長度的角鋼，適用范圍廣?？蚣軆蓚€斜邊型鋼的采用極大地方便了攤鋪碾壓機的作業(yè)，可有效控制斜面標高與坡度。

4、本發(fā)明施工方法不僅適用于半剛性基層到柔性基層的有效過渡，同樣也能實現(xiàn)剛性基層到柔性基層的有效過渡。

5、本發(fā)明施工方法方便了剛柔基層間過渡層的施工驗收，明確給出了適用于剛柔基層間的驗收方法，為工程施工提供施工彎沉驗收標準。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中過渡段橫斷面示意圖；

圖2為圖1中A-A結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中直角三角形棱柱式型鋼框架結構示意圖；

圖4a、圖4b和圖4c為本發(fā)明中轉角連接件的不同形式；

圖中標號：1鋼釘，2土工格柵，3水泥穩(wěn)定碎石下基層，4水泥穩(wěn)定碎石上基層，5級配碎石上基層，6級配碎石下基層，7型鋼框架，7a轉角連接件，7b型鋼，8下面層，9中面層，10上面層，11卡釘。

具體實施方式

參見圖1、圖2和圖3，本實施例中剛柔基層雙斜坡過渡結構是指位于水泥穩(wěn)定碎石半剛基層和級配碎石柔性基層之間的過渡結構，其過渡結構由下往上依次為水泥穩(wěn)定碎石下基層3、級配碎石下基層6、級配碎石上基層5和水泥穩(wěn)定碎石上基層4；在級配碎石下基層6與級配碎石上基層5之間設置土工格柵2；在水泥穩(wěn)定碎石上基層4的上表面，自下而上依次為下面層8、中面層9和上面層10。

本實施例中設置過渡結構的縱切面為：

水泥穩(wěn)定碎石下基層3的頂面為斜坡面，且自半剛基層一側朝向柔性基層一側呈下坡，在水泥穩(wěn)定碎石下基層3的上層為級配碎石下基層6，級配碎石下基層6與水泥穩(wěn)定碎石下基層3為互補的斜坡面，以此構成第一斜坡過渡段；級配碎石下基層6的頂面為平面，在級配碎石下基層6的頂面鋪設土工格柵2，土工格柵2在兩端分別朝向半剛基層和柔性基層中形成100m長的延伸段，處在過渡結構中的土工格柵2利用鋼釘1固定在級配碎石下基層6上，處在半剛基層中的土工格柵2的延伸段利用鋼釘1固定在水泥穩(wěn)定碎石下基層3中，連接部位涂刷乳化瀝青粘結以防滲漏，利用土工格柵2加固兩側原有基層，使路面結構更加穩(wěn)定。

級配碎石上基層5的頂面為斜坡面，且自柔性基層一側朝向半剛基層一側呈下坡，在級配碎石上基層5的上層為水泥穩(wěn)定碎石上基層4，水泥穩(wěn)定碎石上基層4與級配碎石上基層5為互補的斜坡面，以此構成第二斜坡過渡段；第一斜坡過渡段和第二斜坡過渡段的坡度為1/5～1/3。

按級配碎石上基層5的外輪廓形狀設置一呈直角三角型的型鋼框架7，利用型鋼框架7輔助施工，降低級配碎石的施工難度。

如圖3和圖4a、圖4b和圖4c所示，本實施例中型鋼框架7是由各型鋼7b利用各轉角連接件7a拼裝，并利用螺栓緊固而成，其根據路幅寬度進行組裝，方便運輸，型鋼框架7利用卡釘11卡固在級配碎石下基層6上，級配碎石上基層5攤鋪于型鋼框架7的框架中。針對市政道路，可在型鋼框架7的兩邊加設相應大小的三角形擋板，防止級配碎石在攤鋪碾壓時向兩邊溢出，待級配碎石成型后再抽出擋板。

本實施例中剛柔基層雙斜坡過渡結構的施工方法是按如下步驟進行施工：

步驟1：攤鋪碾壓鋪筑水泥穩(wěn)定碎石下基層3，在水泥穩(wěn)定碎石下基層3上攤鋪碾壓鋪筑級配碎石下基層6，形成第一斜坡過渡。

步驟2：在級配碎石下基層6上鋪設土工格柵2，利用鋼釘1進行錨固，并噴灑乳化瀝青形成粘結層以處防滲漏，并加固路面結構，在土工格柵2上安裝型鋼框架7，使型鋼框架7的直角緊貼已鋪好的級配碎石下基層6，底部用卡釘固定，向型鋼框架7中填筑級配碎石上基層5，利用攤鋪機對型鋼框架7中的級配碎石上基層5進行攤鋪碾壓，在級配碎石上基層5上鋪筑水泥穩(wěn)定碎石上基層4，形成第二斜坡過渡。

步驟3：在水泥穩(wěn)定碎石上基層4上均勻噴灑乳化瀝青，并撒布集料形成上封層。

步驟4：依次鋪筑瀝青路面的下面層8，中面層9和上面層10并實施碾壓養(yǎng)護即完成施工。

針對完成養(yǎng)護的本實施例中的剛柔基層雙斜坡過渡結構，在過渡結構中選取三個檢測點，分別為檢測點A1、檢測點A2和檢測點A3，通過檢測獲得檢測點A1、檢測點A2和檢測點A3的彎沉值一一對應為l₁，l₂和l₃，其中檢測點A1為過渡結構中的中點，檢測點A2距半剛基層的距離為L/3，檢測點A3距半剛基層的距離為2L/3，L為半剛基層與柔性基層之間的距離；在半剛基層選取一個檢測點為檢測點A0，在柔性基層選取一個檢測點為檢測點A4，通過檢測獲得檢測點A0和A4的彎沉值分別為l₀和l₄。

利用彎沉值l₀和l₄分別計算獲得彎沉計算值l_1a、l_2a和l_3a為：

若是關于彎沉道的相對誤差ω₁、ω₂和ω₃均不大于5％則為施工合格，否則為不合格；

對于水泥穩(wěn)定碎石基層替換為普通混凝土、碾壓式混凝土、貧混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土等材料鋪筑的剛性基層，本實施例結構形式和施工方法同樣適用，實現(xiàn)剛性基層到柔性基層的有效過渡。