1.本技术涉及道路施工技术的领域，尤其是涉及一种高强度路基结构及其施工方法。
背景技术：2.路基是指按照线路位置和一定技术要求修筑的作为路面基础的带状构造物，是公路的基础，一般是用土或石料修筑而成。为保证路面车辆的正常通行，路基需保持一定的强度、刚度以及稳定性。
3.路基一般由路基本体、排水设施、防护设施以及路堤组成，路基本体包括用天然土、石块所填筑的路堤和在天然地层中挖出的路堑；排水设施一般包括地面排水设施与地下排水设施，用于使路基及边坡保持干燥状态，提高路基强度与稳定性；防护设施一般用于保护路基的土质边坡以及防护水流对路基的冲刷。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为在季节性冻土地区，由于水温的变化，路基本体的土壤会发生周期性冻融现象，使得路基本体形成冻胀与翻浆，导致路基的强度与稳定性显著降低。
技术实现要素：5.为了改善路基本体发生周期性冻融现象时，路基本体强度和稳定性降低的问题，本技术提供一种高强度路基结构及其施工方法。
6.一方面，本技术提供的一种高强度路基结构采用如下的技术方案：一种高强度路基结构，包括路基本体，所述路基本体从下至上依次包括原土层、回填层、稳定层以及路面层，所述原土层内设置有钢板格栅，所述钢板格栅将原土层分隔为多个矩形空间，所述钢板格栅上设置有多个调节组件，多个所述调节组件与多个矩形空间一一对应，所述调节组件用于随原土层的冻融调节矩形空间的面积。
7.通过采取上述技术方案，地下水与地表水会渗入至原土层中，在季节性冻土地区，由于水温的变化，原土层会发生周期性冻融现象，当原土层中的水结冰时，原土层会发生冻胀，体积增大，此时调节组件调节并扩大矩形空间的面积，减少原土层向上膨胀的可能性；当原土层冻融时，原土层体积减小，此时调节组件调节并减小矩形空间的面积，减少原土层形成凹陷的可能性；从而减小了路基拱起、凹陷而导致路基强度与稳定性降低的可能性。
8.可选的，所述调节组件包括移动板以及弹簧，所述钢板格栅将原土层沿路基宽度方向分隔为两部分，所述移动板设置在钢板格栅上且位原土层中部，所述弹簧一端与钢板格栅相连接、另一端与移动板相连接。
9.通过采取上述技术方案，当原土层中的土壤冻胀时，土壤挤压推动移动板，弹簧压缩，矩形空间的面积增大，一定程度上避免土壤冻胀时向上顶起，影响路基结构；当原土层中土壤解冻时，土壤体积变小，弹簧推动移动板对土壤进行挤压，一定程度上避免土壤化冻时形成凹陷；从而达到便于调节钢板格栅之间的矩形空间面积的效果。
10.可选的，所述移动板上设置有套筒，所述钢板格栅上设置有导向杆，所述导向杆滑动穿设在套筒内。
11.通过采取上述技术方案，移动板在进行移动时，套筒在导向杆外沿导向杆的长度方向进行移动，从而在移动板移动时起到导向定位的效果。
12.可选的，所述钢板格栅的顶部且位于钢板格栅的中央设置有盖板，所述钢板格栅的底部与盖板相对处设置有底板。
13.通过采取上述技术方案，钢板格栅的底部安装有底板、顶部安装有盖板，底板、盖板以及移动板之间形成一个密闭区域，从而一定程度上避免土壤进入至弹簧内影响弹簧的正常工作。
14.可选的，所述钢板格栅上设置有多个排水组件，多个所述排水组件与多个钢板格栅所围成的矩形空间一一对应，所述排水组件用于将原土层中的水排出至钢板格栅外。
15.通过采取上述技术方案，原土层化冻时，路基易形成翻浆现象，影响路基的稳定性与强度，通过排水组件排出钢板格栅内土壤中的水，一定程度上避免原土层被水浸润而出现翻浆现象。
16.可选的，所述路基本体两侧设置有排水管，所述钢板格栅与排水管之间连通设置有导流管，所述排水组件将原土层中的水通过导流管排出至排水管中。
17.通过采取上述技术方案，排水组件将原土层中的水通过导流管排入排水管中，排水管将水进行汇集并进行输送排放，达到便于排放原土层中的水的效果。
18.可选的，所述排水组件包括吸水绳体以及挤压件，所述吸水绳体的一端与移动板相连接、另一端穿过导流管延伸至排水管中；所述挤压件设置在排水管的内顶壁上，所述挤压件与吸水绳体相连接并用于对吸水绳体进行挤压。
19.通过采取上述技术方案，流动水通过导流管排入至排水管，但原土层的土壤中任含有大量水分，此时吸水绳体上会吸附大量的水，并将水通过毛细现象输送至吸水绳体位于排水管内的一端，挤压件对吸水绳体位于排水管内的一端进行挤压，将水排放至排水管中；挤压后吸水绳体位于排水管内的一端处于相对干燥的状态，吸水绳体上的水通过毛细现象持续输送至排水管内，进一步排出原土层中的水，降低路基发生翻浆的可能性，提升路基的强度与稳定性。
20.可选的，所述挤压件包括缠绕管以及挤压头，所述缠绕管设置在排水管的内顶壁上，所述吸水绳体盘绕在缠绕管上，所述挤压头滑动套设在缠绕管上，所述缠绕管内穿设有螺杆，所述挤压头螺纹套设在螺杆上，所述螺杆上端延伸至排水管外，且所述螺杆位于排水管外的一端设置有把手转盘。
21.通过采取上述技术方案，转动把手转盘，转盘带动螺杆进行转动，进而驱动挤压头沿螺杆的长度方向进行移动，挤压头朝向排水管的内顶壁移动时，挤压头对盘绕在缠绕管上的吸水绳体进行挤压，将吸水绳体中的水分挤压排出。
22.可选的，所述路面层的中央设置有绿化带。
23.通过采取上述技术方案，由于钢板格栅的中央位置设置有移动板，没有填充土壤，因此路基中部的强度与稳定性不及路基的两侧；路面层的中央设置有绿化带，使得路面层的中部没有车辆通行，一定程度上避免路基中部在车辆的重力的作用下发生塌陷等事故。
24.另一方面，本技术提供一种高强度路面结构的施工方法，采用如下技术方案：
一种高强度路基结构的施工方法，包括以下步骤：s1：现场测量，根据设计要求确定路基尺寸；s2：原土层清理、平整、夯实，在原土层上挖掘处供钢板格栅安装的槽体；s3：安装钢板格栅，在钢板格栅内回填原土层原土，将原土层夯实；s4：回填层填料、摊铺均匀，根据设计要求确定回填层厚度，通过压路机压实回填层；s5：稳定层填料、摊铺均匀，根据设计要求确定稳定层厚度，通过压路机压实稳定层；s6：通过铺路机对路面层进行铺设。
25.通过采取上述技术方案，根据设计要求，确定路基的尺寸，对原土层进行清理、平整，便于安装钢板格栅，钢板格栅内回填原土，并在原土层上依次铺设回填层、稳定层以及路面层，并进行夯实，路基本体的结构稳定性强。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.当原土层中的水结冰时，原土层会发生冻胀，体积增大，此时调节组件调节并扩大矩形空间的面积，使得原土层沿水平方向冻胀，减少钢板格栅内的土壤向上膨胀而使路基顶起的可能性；当原土层中的冰解冻时，原土层体积减小，此时调节组件调节并减小矩形空间的面积，减少原土层形成凹陷的可能性；从而减小了路基拱起、凹陷而导致路基强度与稳定性降低的可能性；2.调节组件包括移动板以及弹簧，原土层中的土壤冻胀时，土壤挤压推动移动板，弹簧压缩，矩形空间的面积增大；原土层中土壤解冻时，土壤体积变小，弹簧驱动移动板进行移动；从而便于调节钢板格栅之间的矩形空间的面积；3.吸水绳体的一端与移动板相连接、另一端穿过导流管延伸至排水管中；吸水绳体对原土层中的水进行吸附，同时通过毛细现象将水沿吸水绳体输送至排水管中排出，从而便于排出钢板格栅内的原土层中水。
附图说明
27.图1是本技术实施例的结构示意图。
28.图2是用于展示本技术实施例中调节组件与排水组件结构的局部剖视图。
29.图3是图2中a部放大图。
30.图4是图2中b部放大图。
31.附图标记说明：1、原土层；2、回填层；3、稳定层；4、路面层；41、绿化带；5、钢板格栅；51、盖板；52、底板；6、矩形空间；7、调节组件；71、移动板；72、弹簧；73、套筒；74、导向杆；8、排水组件；81、排水管；82、导流管；83、吸水绳体；84、挤压件；841、缠绕管；842、挤压头；85、螺杆；86、把手转盘。
具体实施方式
32.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种高强度路基结构，参照图1和图2，一种高强度路基结构包括路基本体，路基本体的截面形状为梯形，路基本体从下至上依次为原土层1、回填层2、稳定层3以及路面层4，在原土层1上沿道路的长度方向安装有钢板格栅5，钢板格栅5由多个矩形框架拼接而成，钢板格栅5将原土层1分隔为多个矩形空间6，在钢板格栅5上安装有多个
调节组件7，调节组件7与矩形空间6一一对应，调节组件7能够根据钢板格栅5内土壤的冻融调节矩形空间6的面积。
34.在季节性冻土地区，地下水与地面水浸润原土层1，发生毛细现象，毛细水沿原土层1上升，夏季毛细水上升并停留在原土层1中，冬季发生冻胀，使得原土层1的体积增大，春季发生冻融，被冻胀的毛细孔孔径变大，毛细水下降，原土层1内部出现空隙，形成翻浆，冻胀与翻浆均会对路基本体造成较大危害。利用调节组件7调节钢板格栅5内矩形空间6的面积，当原土层1冻胀时，调节组件7使得矩形空间6的面积增大，冻胀的原土层1会首先填充矩形空间6内增大的空间，减小了原土层1沿竖直方向上冻胀的可能性，从而减小了将原土层1将上部结构层顶起，在路面层4形成凸起的可能性；当原土层1冻融时，毛细水下降，原土层1内部出现空隙，调节组件7使得矩形空间6的面积减小，对矩形空间6内的原土层进行挤压，填充原土层1内的空隙，减小了原土层1形成凹陷的可能性，增强路基本体的强度与稳定性。
35.回填层2主要采用挖取方便、压实容易、强度高的材料，回填层2可以选取巨粒土、碎石土作为填料，也可以选取经过处理后的，满足强度、粒径、有害物质含量等要求的工业废渣作为填料，如：煤渣、高炉矿渣、钢渣、电石渣等。稳定层3采用级配碎石作为骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的缝隙，并进行摊铺压实而成。
36.参照图2和图3，调节组件7包括移动板71以及弹簧72，钢板格栅5将原土层1沿路基本体的宽度方向分隔为两个矩形空间6，移动安装在两个矩形空间6内均有安装，这两个矩形空间6内的移动板71相互靠近，移动板71的长度方向与路基本体的长度方向相同，且移动板71能够在钢板格栅5所围成的矩形空间6内移动，弹簧72在钢板格栅5与移动板71之间安装有多个，弹簧72的一端与钢板格栅5固定连接、另一端与移动板71固定连接。
37.原土层1发生冻胀时，位于钢板格栅5所围成的矩形空间6内的原土层的体积增大，从而推动移动板71朝向钢板格栅5移动，弹簧72受力压缩，矩形空间6的面积增大；原土层1冻融时，原土层1内部出现空隙，弹簧72推动移动板71背离钢板格栅5移动，对矩形空间6内的原土层1进行挤压，原土层1中的空隙被土壤所填充，一定程度上避免了原土层1发生沉降。
38.参照图3，在移动板71的四角处均安装有套筒73，套筒73垂直与移动板71的板面，在套筒73的开口处加工有防脱环，在钢板格栅5上与套筒73相对处固定连接有导向杆74，导向杆74滑动穿设在套筒73内，在导向杆74的末端加工有圆柱凸块，圆柱凸块与套筒73的内壁相抵触。移动板71在移动过程中，套筒73套设在移动杆外并沿导向杆74的长度方向进行移动，对移动板71进行导向，一定程度上避免了移动板71的两端位移不一致而卡死在钢板格栅5内。
39.参照图2，在钢板格栅5的顶部且位于钢板格栅5的中部位置安装有盖板51，盖板51焊接在钢板格栅5上，在钢板格栅5的底部且与盖板51相正对安装有底板52，底板52也焊接在钢板格栅5上。移动板71的顶部与盖板51相抵触、移动板71的底部与底板52相抵触，移动板71的移动范围位于盖板51与底部之间。盖板51、底板52、钢板格栅5以及移动板71之间形成了一个相对密闭的空间，尽可能的减少原土层1中的土壤进入至移动板71与钢板格栅5之间，减小土壤对弹簧72的影响。
40.参照图1和图2，在钢板格栅5上安装有多个排水组件8，多个排水组件8与多个钢板格栅5所围成的矩形空间6一一对应，排水组件8将钢板格栅5内的原土层1中的水排出至钢
板格栅5之外。在路基本体的两侧均安装有排水管81，排水管81的高度比钢板格栅5的高度低。在排水管81与钢板格栅5之间连通安装有导流管82，导流管82倾斜安装，导流管82的倾斜最高端与钢板格栅5相连通，导流管82的倾斜最低端与排水管81相连通。排水组件8将钢板格栅5内的水通过导流管82排出至排水管81内，排水管81将水汇集并排放。
41.参照图2和图4，排水组件8包括吸水绳体83以及挤压件84，吸水绳体83为棉绳、麻绳或其他能够产生毛细现象的绳体，吸水绳体83在钢板格栅5内安装有多根，多根吸水绳体83均一端与移动板71相连接、另一端与在靠近导流管82处缠绕为一根，缠绕后直径变大的一根吸水绳体83穿过导流管82后延伸至排水管81内。
42.参照图4，挤压件84安装在排水管81的内顶壁上，挤压件84包括缠绕管841以及挤压头842，吸水绳体83盘绕在缠绕管841上，缠绕管841中空设置，在缠绕管841内沿缠绕管841的长度方向穿设有螺杆85，挤压头842为环状块体，在挤压头842内部通过连杆安装有圆形螺母，在缠绕管841上与连杆相对处开设有槽体，挤压头842套设在缠绕管841上且与螺杆85螺纹配合。吸水绳体83的末端与挤压头842相连接，螺杆85向上穿过排水管81并延伸至排水管81外，螺杆85转动连接在排水管81上，在螺杆85的顶端安装有把手转盘86。
43.原土层1冻融时，位于钢板格栅5之间的原土层1中的水通过导流管82流入至排水管81中排出，原土层1的土壤中吸附容纳有大量水分，这些水分浸润吸水绳体83后，在毛细现象的作用下，水分沿吸水绳体83移动，转动把手转盘86，螺杆85转动，驱动挤压头842沿缠绕管841的长度方向进行移动，对盘绕在缠绕管841上的吸水绳体83进行挤压，吸水绳体83位于排水管81内的一端挤压出水后处于相对干燥的状态，此时吸水绳体83位于钢板格栅5内一端的在毛细现象的作用下将水持续输送至位于排水管81内的一端，从而减少了钢板格栅5内原土层1的水分含量，减小了原土层1发生翻浆的可能性，进一步提升了路基本体的强度与稳定性。
44.参照图1，在路面层4上且位于路面层4的中央修建有绿化带41。绿化带41与盖板51相正对，在钢板格栅5上且位于盖板51下方由于安装有移动板71，没有填充土壤，路基本体中部的强度不及路基本两侧的强度，因此在路面层4的中央修建绿化带41，避免路面层4的中央受到车辆的持续碾压。在路基本体的两侧还修建有防护层，防护层避免路基本体在雨水等外力的作用下发生滑坡等自然灾害。
45.本技术实施例一种高强度路面结构的实施原理为：原土层1发生冻胀时，体积增大的原土层1推动移动板71移动，减小了原土层1在竖直方向上的冻胀；原土层1冻融时，原土层1中产生大量空隙，弹簧72推动移动板71移动，对原土层1进行挤压，将空隙填满，减小了原土层1发生下陷的可能性；同时吸水绳体83通过毛细现象将原土层1中的水持续输送至排水管81排出。
46.本技术实施例还公开一种高强度路基结构的施工方法：高强度路基结构的施工方法包括以下步骤：s1：根据道路设计要求，现场进行测量，确定路基本体尺寸与填土范围；s2：进行原土层1的清理、平整、夯实，在原土层1处挖掘出供钢板格栅5安装的槽体；s3：安装钢板格栅5，在钢板格栅5围成的矩形空间6内回填原土层1的原土并进行夯实，使得原土层1的上表面与盖板51的上板面相齐平；
s4：在路基本体两侧挖掘出供排水管81安装的排水槽；s5：将排水管81安装在排水槽内，在排水管81与钢板格栅5之间安装导流管82，将吸水绳体83安装在钢板格栅5与排水管81之间；s6：排水槽回填并夯实；s7：根据回填层2的设计厚度，对回填层2进行填料并摊铺均匀，通过压路机对回填层2进行压实；s8：根据稳定层3的设计厚度，对稳定层3进行填料并摊铺均匀，通过压路机对稳定层3进行压实；s9：通过铺路机对路面层4进行铺设；s10：修建绿化带41、防护层以及相关附属设施。
47.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种高强度路基结构，包括路基本体，其特征在于：所述路基本体从下至上依次包括原土层(1)、回填层(2)、稳定层(3)以及路面层(4)，所述原土层(1)设置有钢板格栅(5)，所述钢板格栅(5)将原土层(1)分隔为多个矩形空间(6)，所述钢板格栅(5)上设置有多个调节组件(7)，多个所述调节组件(7)与多个矩形空间(6)一一对应，所述调节组件(7)用于随原土层(1)的冻融调节矩形空间(6)的面积。2.根据权利要求1所述的高强度路基结构，其特征在于：所述调节组件(7)包括移动板(71)以及弹簧(72)，所述钢板格栅(5)将原土层(1)沿路基本体的宽度方向分隔为两部分，所述移动板(71)设置在钢板格栅(5)上且位原土层(1)中部，所述弹簧(72)一端与钢板格栅(5)相连接、另一端与移动板(71)相连接。3.根据权利要求2所述的高强度路基结构，其特征在于：所述移动板(71)上设置有套筒(73)，所述钢板格栅(5)上设置有导向杆(74)，所述导向杆(74)滑动穿设在套筒(73)内。4.根据权利要求1所述的高强度路基结构，其特征在于：所述钢板格栅(5)的顶部且位于钢板格栅(5)的中央设置有盖板(51)，所述钢板格栅(5)的底部与盖板(51)相对处设置有底板(52)。5.根据权利要求1所述的高强度路基结构，其特征在于：所述钢板格栅(5)上设置有多个排水组件(8)，多个所述排水组件(8)与多个钢板格栅(5)所围成的矩形空间(6)一一对应，所述排水组件(8)用于将原土层(1)中的水排出至钢板格栅(5)外。6.根据权利要求5所述的高强度路基结构，其特征在于：所述路基本体两侧设置有排水管(81)，所述钢板格栅(5)与排水管(81)之间连通设置有导流管(82)，所述排水组件(8)将原土层(1)中的水通过导流管(82)排出至排水管(81)中。7.根据权利要求6所述的高强度路基结构，其特征在于：所述排水组件(8)包括吸水绳体(83)以及挤压件(84)，所述吸水绳体(83)的一端与移动板(71)相连接、另一端穿过导流管(82)延伸至排水管(81)中；所述挤压件(84)设置在排水管(81)的内顶壁上，所述挤压件(84)与吸水绳体(83)相连接并用于对吸水绳体(83)进行挤压。8.根据权利要求7所述的高强度路基结构，其特征在于：所述挤压件(84)包括缠绕管(841)以及挤压头(842)，所述缠绕管(841)设置在排水管(81)的内顶壁上，所述吸水绳体(83)缠绕在缠绕管(841)上，所述挤压头(842)滑动套设在缠绕管(841)上，所述缠绕管(841)内穿设有螺杆(85)，所述挤压头(842)螺纹套设在螺杆(85)上，所述螺杆(85)上端延伸至排水管(81)外，且所述螺杆(85)位于排水管(81)外的一端设置有把手转盘(86)。9.根据权利要求1所述的高强度路基结构，其特征在于：所述路面层(4)的中央设置有绿化带(41)。10.一种应用上述权利1-9任一项所述的高强度路基的施工方法，其特征在于：s1：现场测量，根据设计要求确定路基尺寸；s2：原土层(1)清理、平整、夯实，在原土层（1）上挖掘出供钢板格栅（5）安装的槽体；s3：安装钢板格栅(5)，在钢板格栅(5)内回填原土层(1)原土，将原土层(1)夯实；s4：回填层(2)填料、摊铺均匀，根据设计要求确定回填层(2)厚度，通过压路机压实回填层(2)；s5：稳定层(3)填料、摊铺均匀，根据设计要求确定稳定层(3)厚度，通过压路机压实稳定层(3)；
s6：通过铺路机对路面层(4)进行铺设。
技术总结本申请涉及一种高强度路基结构及其施工方法，属于道路施工技术的领域。其包括路基本体，所述路基本体从下至上依次包括原土层、回填层、稳定层以及路面层，所述原土层内设置有钢板格栅，所述钢板格栅将原土层分隔为多个矩形空间，所述钢板格栅上设置有多个调节组件，多个所述调节组件与多个矩形空间一一对应，所述调节组件用于随原土层的冻融调节矩形空间的面积。本申请能够改善路基本体发生周期性冻融现象时，路基本体强度和稳定性降低的问题。路基本体强度和稳定性降低的问题。路基本体强度和稳定性降低的问题。
技术研发人员：王胜利 高鑫鑫 刘健
受保护的技术使用者：北京首控建设工程有限责任公司
技术研发日：2022.05.06
技术公布日：2022/7/5
