一种公路路基结构及其施工方法
阅读说明：本技术 一种公路路基结构及其施工方法 (Highway subgrade structure and construction method thereof ) 是由 蒋丽忠 周平 周琳莹 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种公路路基结构及其施工方法,属于公路结构技术领域,其中,一种公路路基结构,包括由下至上依次分布的硬化基层、预制板层、连接层、碎石层以及沥青层；硬化基层由混凝土浇筑形成,且硬化基层上表面水平设置；预制板层由若干预制件拼接制成,预制件的横截面呈倒U形,且预制件内设有呈波浪形的钢板固定件；钢板固定件底部固定有压力检测器,压力检测器底部连接有检测座,检测座与硬化基层上表面相抵；连接层有钢筋网于预制板层上铺设形成；碎石层由碎石于预制板层顶部铺设形成,且碎石层与连接层之间浇筑有混凝土；沥青层由沥青于碎石层上铺设形成。本申请具有有效监测公路路基结构所在地面的沉降情况,提升安全性的效果。(The application discloses a highway subgrade structure and a construction method thereof, belonging to the technical field of highway structures, wherein the highway subgrade structure comprises a hardened base layer, a prefabricated plate layer, a connecting layer, a gravel layer and an asphalt layer which are sequentially distributed from bottom to top; the hardened base layer is formed by pouring concrete, and the upper surface of the hardened base layer is horizontally arranged; the prefabricated plate layer is formed by splicing a plurality of prefabricated parts, the cross sections of the prefabricated parts are in an inverted U shape, and wave-shaped steel plate fixing pieces are arranged in the prefabricated parts; a pressure detector is fixed at the bottom of the steel plate fixing piece, and a detection seat is connected to the bottom of the pressure detector and abuts against the upper surface of the hardening base layer; the connecting layer is formed by laying a steel bar mesh on the precast slab layer; the gravel layer is formed by paving gravel on the top of the prefabricated slab layer, and concrete is poured between the gravel layer and the connecting layer; the asphalt layer is formed by paving asphalt on the gravel layer. This application has the settlement condition on effective monitoring highway roadbed structure place ground, promotes the effect of security.)
技术领域
本申请涉及公路结构技术领域，更具体地说，涉及一种公路路基结构及其施工方法。
背景技术
公路路基是公路的基础结构，其与路面共同承担公路上的行车载荷，同时承受各种气候变化以及自然灾害的影响。地面沉降指地面下沉的现象，是目前世界各大城市的一个主要工程地质问题。它一般表现为区域性下沉和局部下沉两种形式。可引起建筑物倾斜，破坏地基的稳定性。滨海城市会造成海水倒灌，给生产和生活带来很大影响。
在现有的路面结构的使用过程中，已发生过多次路面下沉，甚至路面塌陷的事故，对人民造成了不可挽回的生命及财产损失。
针对上述中的相关技术，发明人认为：现有的公路路基结构在使用过程中缺少对地面沉降的有效监测手段，安全性不够。
发明内容
为了有效监测公路路基结构所在地面的沉降情况，提升安全性，本申请提供一种公路路基结构及其施工方法。
本申请提供的一种公路路基结构及其施工方法采用如下的技术方案：
一种公路路基结构，包括由下至上依次分布的硬化基层、预制板层、连接层、碎石层以及沥青层；
所述硬化基层由混凝土于地面上浇筑形成，且所述硬化基层上表面水平设置；
所述预制板层由若干预制件拼接制成，所述预制件的横截面呈倒U形，且所述预制件内设有呈波浪形的钢板固定件；所述钢板固定件底部固定有压力检测器，所述压力检测器底部连接有检测座，所述检测座与所述硬化基层上表面相抵；
所述连接层有钢筋网于所述预制板层上铺设形成；
所述碎石层由碎石于所述预制板层顶部铺设形成，且所述碎石层与所述连接层之间浇筑有混凝土；
所述沥青层由沥青于所述碎石层上铺设形成。
通过上述技术方案，当一处预制件位置的地面发生下沉时，该处的检测座下沉，使得压力检测器底部承受的反作用力减小，从而便于检测人员定期通过压力检测器判断该处地面是否发生下沉，从而有效监测了公路路基结构所在地面的沉降情况，提升了安全性。
进一步的，所述压力检测器包括固定安装于所述钢板固定件底部的上固定部、连接于所述上固定部下侧的顶压连杆以及设置于所述顶压连杆一侧的应变片；所述顶压连杆上设有用于抵接所述应变片的抵接头，所述顶压连杆下端转动安装有下连接壳，所述下连接壳与所述检测座顶部抵接设置；所述应变片竖直设置，且所述应变片上端与所述上固定部固定；所述应变片两端连接有导线，且导线延伸至所述沥青层外，便于维护人员检测应变片的电阻。
通过上述技术方案，当该压力检测器处的地面发生沉降时，该处的检测座随之下沉，使得顶压连杆转动，驱动抵接头朝向远离应变片的方向移动，从而使得应变片变形，使得应变片的阻值改变，检测人员定期检查各段地基的应变片阻值即可判断是否发生沉降，检测便捷。
进一步的，所述顶压连杆包括第一连接杆以及第二连接杆，所述第一连接杆一端与所述上固定部铰接，另一端与所述抵接头铰接；所述第二连接杆一端与所述下连接壳铰接，另一端与所述抵接头铰接；所述第一连接杆与所述第二连接杆均为弯曲杆，且第一连接杆中部与第二连接杆中部均朝向远离所述应变片的方向弯曲设置。
通过上述技术方案，顶压连杆的设置，使得抵接头的传动行程大体相对于应变片垂直，有利于扩大应变片的变形程度，使得放大阻值变化范围。
进一步的，所述顶压连杆远离所述应变片的一侧设有平衡弹片，所述平衡弹片竖直设置，且所述平衡弹片上端与所述上固定部固定，平衡弹片下端与所述下连接壳固定。
通过上述技术方案，平衡弹片的设置，使得上固定部底部两侧的受力平衡，从而使得上固定部与检测部之间的相对位移保持竖直，有利于提升检测准确性。
进一步的，所述检测座内部中空，所述检测座顶部开设有上通口，且所述检测座底部开设有下通口；所述检测座内固定有水平隔板，所述水平隔板内开设有进气腔，所述水平隔板内水平穿设有硬质通气管，所述硬质通气管一端延伸至所述进气腔内，另一端穿过检测座延伸至检测座外，且所述硬质通气管位于检测座外的端部上套设有封闭帽；所述水平隔板上竖直穿设有注气微管，所述注气微管通过所述进气腔贯穿所述硬质通气管，且所述注气微管的管壁上开设有与所述硬质通气管内连通的进气口；所述注气微管上端延伸至所述水平隔板上侧，所述注气微管下端延伸至水平隔板下侧；所述上通口内固定有上弹性膜，所述下通口内固定有下弹性膜。
通过上述技术方案，安装人员通过硬质通气管打气，通过注气微管朝向上通口以及下通口内充入气体，从而使得上弹性膜以及下弹性膜鼓起，增大了检测座与下连接壳之间的接触面积，使得检测座与下连接壳之间的抵接更稳固，而下弹性膜的设置，使得检测座底部的地面发生局部下沉时，使得检测座内的气压改变，从而使得下连接壳受到的检测座的顶压作用改变，使得应变片的阻值变化，有利于进一步提升检测精度。
进一步的，所述注气微管上端固定有止回气塞，所述止回气塞的开口内径由注气微管内至外逐渐减小；所述止回气塞顶面上固定有多个环绕止回气塞顶部开口设置的止回凸起，且所述止回凸起之间朝向止回气塞中心抵紧设置。
通过上述技术方案，止回气塞的设置，使得注气微管内的气体得以单向朝向上通口内通入，使得上弹性膜得以保持在充气后保持鼓起状态，从而使得检测台与下连接壳之间的接触更为灵敏。
进一步的，所述止回凸起侧壁上开设有环绕所述止回气塞轴线设置的弧形槽，所述止回凸起上的弧形槽之间相接，形成环形槽；所述止回气塞上设有一个回弹橡胶圈，所述回弹橡胶圈通过所述环形槽套设于各个止回凸起上。
通过上述技术方案，回弹橡胶圈的设置，使得止回凸起之间保持抵紧状态，使得上通口内的气体不易通过止回气塞返流。
一种公路路基结构的其施工方法，包括如下步骤：S1、浇筑硬化基层，养护硬化基层；S2、吊装预制件并拼接预制件；S3、在单件预制件安装后即安装与之对应的压力检测器及检测座，调试压力检测器内应变片的阻值一致；S4、依次铺设连接层以及碎石层；S5、喷洒沥青并辊压，形成沥青层；S6、完成沥青层养护，然后检测路基结构各段的应变片阻值一致性，并记录各段的应变片阻值。
通过上述技术方案，通过检测路基结构各段的应变片阻值，并记录，从而记录地面各处的初始高度，便于后期检测维护时判断地面的沉降情况以及发生沉降的地面位置。
进一步的，在步骤S3中，安装人员通过硬质通气管为检测座内充气，同时检测应变片阻值，从而调节应变片阻值至一定值，使得路基结构各段的应变片阻值一致。
通过上述技术方案，通过充气实现对应变片阻值的调节，从而可使路基各段的应变片阻值一致，便于记录和后期检测判断。
综上所述，本申请包括以下至少一个有益技术效果：
(1)当一处预制件位置的地面发生下沉时，该处的检测座下沉，使得压力检测器底部承受的反作用力减小，从而便于检测人员定期通过压力检测器判断该处地面是否发生下沉，从而有效监测了公路路基结构所在地面的沉降情况，提升了安全性；
(2)通过检测路基结构各段的应变片阻值，并记录，从而记录地面各处的初始高度，便于后期检测维护时判断地面的沉降情况以及发生沉降的地面位置；
(3)通过充气实现对应变片阻值的调节，从而可使路基各段的应变片阻值一致，便于记录和后期检测判断。
附图说明
图1为实施例一公路路基结构的结构示意图；
图2为钢板固定件的结构示意图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为检测座的内部结构示意图；
图5为实施例二中注气微管的上端结构示意图；
图6为实施例三公路路基结构的施工方法的步骤示意图。
图中标号说明：
11、硬化基层；12、预制板层；13、连接层；14、碎石层；15、沥青层；2、预制件；3、钢板固定件；4、压力检测器；41、上固定部；42、顶压连杆；421、第一连接杆；422、第二连接杆；43、应变片；431、导线；44、抵接头；45、下连接壳；46、平衡弹片；5、检测座；51、上通口；511、上弹性膜；52、下通口；521、下弹性膜；53、水平隔板；531、进气腔；54、硬质通气管；541、封闭帽；55、注气微管；551、止回气塞；552、止回凸起；553、回弹橡胶圈。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图1-6，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例一
本申请实施例一公开一种公路路基结构，请参阅图1，包括由下至上依次分布的硬化基层11、预制板层12、连接层13、碎石层14以及沥青层15。硬化基层11由混凝土于地面上浇筑形成，且硬化基层11上表面水平设置。结合图2所示，预制板层12由若干预制件2拼接制成，预制件2的横截面呈倒U形，且预制件2内设有呈波浪形的钢板固定件3。钢板固定件3底部固定有压力检测器4，压力检测器4底部连接有检测座5，检测座5与硬化基层11上表面相抵。连接层13有钢筋网于预制板层12上铺设形成。碎石层14由碎石于预制板层12顶部铺设形成，且碎石层14与连接层13之间浇筑有混凝土。沥青层15由沥青于碎石层14上铺设形成。
参照图3，压力检测器4包括固定安装于钢板固定件3底部的上固定部41、连接于上固定部41下侧的顶压连杆42以及设置于顶压连杆42一侧的应变片43。顶压连杆42上设有用于抵接应变片43的抵接头44，顶压连杆42下端转动安装有下连接壳45，下连接壳45与检测座5顶部抵接设置。应变片43竖直设置，且应变片43上端与上固定部41固定。应变片43两端连接有导线431，且导线431延伸至沥青层15外，便于维护人员检测应变片43的电阻。当该压力检测器4处的地面发生沉降时，该处的检测座5随之下沉，使得顶压连杆42转动，驱动抵接头44朝向远离应变片43的方向移动，从而使得应变片43变形，使得应变片43的阻值改变，检测人员定期检查各段地基的应变片43阻值即可判断是否发生沉降，检测便捷。
参照图3，顶压连杆42包括第一连接杆421以及第二连接杆422，第一连接杆421一端与上固定部41铰接，另一端与抵接头44铰接。第二连接杆422一端与下连接壳45铰接，另一端与抵接头44铰接。第一连接杆421与第二连接杆422均为弯曲杆，且第一连接杆421中部与第二连接杆422中部均朝向远离应变片43的方向弯曲设置。顶压连杆42远离应变片43的一侧设有平衡弹片46，平衡弹片46竖直设置，且平衡弹片46上端与上固定部41固定，平衡弹片46下端与下连接壳45固定。
参照图4，检测座5内部中空，检测座5顶部开设有上通口51，且检测座5底部开设有下通口52。检测座5内固定有水平隔板53，水平隔板53内开设有进气腔531，水平隔板53内水平穿设有硬质通气管54，硬质通气管54一端延伸至进气腔531内，另一端穿过检测座5延伸至检测座5外，且硬质通气管54位于检测座5外的端部上套设有封闭帽541。水平隔板53上竖直穿设有注气微管55，注气微管55通过进气腔531贯穿硬质通气管54，且注气微管55的管壁上开设有与硬质通气管54内连通的进气口。注气微管55上端延伸至水平隔板53上侧，注气微管55下端延伸至水平隔板53下侧。上通口51内固定有上弹性膜511，下通口52内固定有下弹性膜521。当安装人员通过硬质通气管54打气时，通过注气微管55以及止回气塞551朝向上通口51以及下通口52内充入气体，从而使得上弹性膜511以及下弹性膜521鼓起，增大了检测座5与下连接壳45之间的接触面积，使得检测座5与下连接壳45之间的抵接更稳固，而下弹性膜521的设置，使得检测座5底部的地面发生局部下沉时，使得检测座5内的气压改变，从而使得下连接壳45受到的检测座5的顶压作用改变，使得应变片43的阻值变化，有利于进一步提升检测精度。
本申请实施例一的一种公路路基结构的实施原理为：当一处预制件2位置的地面发生下沉时，该处的检测座5下沉，使得压力检测器4底部承受的反作用力减小，从而便于检测人员定期通过压力检测器4判断该处地面是否发生下沉，从而有效监测了公路路基结构所在地面的沉降情况，提升了安全性。
实施例二
本实施例与实施例一的区别仅在于：注气微管55上端设有止回气塞551。结合图5所示，止回气塞551固定于注气微管55内，止回气塞551的开口内径由注气微管55内至外逐渐减小。止回气塞551顶面上固定有多个环绕止回气塞551顶部开口设置的止回凸起552，且止回凸起552之间朝向止回气塞551中心抵紧设置。止回凸起552侧壁上开设有环绕止回气塞551轴线设置的弧形槽，止回凸起552上的弧形槽之间相接，形成环形槽。止回气塞551上设有一个回弹橡胶圈553，回弹橡胶圈553通过环形槽套设于各个止回凸起552上。回弹橡胶圈553的设置，使得止回凸起552之间保持抵紧状态，使得上通口51内的气体不易通过止回气塞551返流。而止回气塞551的设置，使得注气微管55内的气体得以单向朝向上通口51内通入，使得上弹性膜511得以保持在充气后保持鼓起状态，从而使得检测台与下连接壳45之间的接触更为灵敏。需要注意的是，止回气塞551的设置，使得应变片43的阻值难以对检测座5底部范围内的局部地面沉降及时反应。
实施例三
本申请实施例三公开一种公路路基结构的施工方法，请参阅图1-6，包括如下步骤：
S1、浇筑硬化基层11，养护硬化基层11。
S2、吊装预制件2并拼接预制件2。
S3、在单件预制件2安装后即安装与之对应的压力检测器4及检测座5，调试压力检测器4内应变片43的阻值一致。在安装压力检测器4以及检测座5时，安装人员通过硬质通气管54为检测座5内充气，同时检测应变片43阻值，从而调节应变片43阻值至一定值，使得路基结构各段的应变片43阻值一致。
S4、依次铺设连接层13以及碎石层14。
S5、喷洒沥青并辊压，形成沥青层15。
S6、完成沥青层15养护，然后检测路基结构各段的应变片43阻值一致性，并记录各段的应变片43阻值。
本申请实施例三，一种公路路基结构的施工方法的实施原理为：通过检测路基结构各段的应变片43阻值，并记录，从而记录地面各处的初始高度，便于后期检测维护时判断地面的沉降情况以及发生沉降的地面位置，且通过充气实现对应变片43阻值的调节，从而可使路基各段的应变片43阻值一致，便于记录和后期检测判断。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。