本發(fā)明屬于公路路堤拓寬工程，尤其涉及一種利用廢舊輪胎的路堤拓寬方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，機動車市場保有量的持續(xù)增長同時也引發(fā)了廢舊輪胎黑色污染現(xiàn)象。因廢舊輪胎具有強度高、韌性高、密度低、耐腐蝕、耐高溫、防震性能優(yōu)良等優(yōu)點，歐美等發(fā)達(dá)國家已將其作為土建材料，我國當(dāng)下正處于起步階段。目前國內(nèi)外的廢舊輪胎再利用多聚焦于破碎體的再利用，即廢舊輪胎經(jīng)切割、粉碎和研磨等工序后，摻入土體中提升物理力學(xué)性能。然而，廢舊輪胎的二次加工工序復(fù)雜，甚至?xí)a(chǎn)生環(huán)境污染，整胎再利用將是消納廢舊輪胎的理想途徑之一。

2、公路路堤拓寬面臨的最為突出的技術(shù)難題是既有路堤和路堤拓寬部分之間的差異沉降，處理不善則易導(dǎo)致路面縱向裂縫、道面起伏甚至拓寬部分整體失穩(wěn)。傳統(tǒng)路堤拓寬方法中，路堤拓寬部分仍按照既有路堤的邊坡坡比設(shè)計，修建于既有路堤外側(cè)的原狀地基土上，由于既有路堤下方的地基土在運營過程中已經(jīng)完成一定程度的固結(jié)，通常需對路堤拓寬部分下方的原狀地基土進(jìn)行地基處理，以減小既有路堤和拓寬部分結(jié)合部位兩側(cè)的沉降速率差。

3、廢舊輪胎具有比土工格室更強的三維立體結(jié)構(gòu)性，將廢舊輪胎、級配碎石和土工格柵結(jié)合形成的路堤加筋墊層，不僅具備一定的抗彎能力，而且內(nèi)部還有側(cè)向約束、豎向摩擦等作用能有效擴散從上部傳來的豎向應(yīng)力，能夠在差異沉降條件下發(fā)揮很好的協(xié)調(diào)變形作用。將既有路堤的邊坡進(jìn)行開挖，然后修建面板垂直的“廢舊輪胎-土工格柵”加筋土擋墻作為路堤的拓寬部分，即可充分利用既有路堤邊坡下方固結(jié)地基的強度，從而大幅減小地基處理的范圍。該技術(shù)可大量利用廢舊輪胎，實現(xiàn)廢舊輪胎的無害化再利用的同時，也能夠降低工程造價，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種利用廢舊輪胎的路堤拓寬方法，該方法適用于路堤高度小于路基工作區(qū)深度的低路堤拓寬工程，路堤拓寬部分的高度不大于3m、寬度為3.75m～7.5m，能夠有效控制既有路堤和路堤拓寬部分之間的差異沉降，為公路路堤拓寬工程提供經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)方案。

2、本發(fā)明提供一種利用廢舊輪胎的路堤拓寬方法，所述路堤拓寬方法適用于路堤高度小于路基工作區(qū)深度的低路堤拓寬工程，路堤拓寬部分的高度不大于3m、寬度為3.75m～7.5m，包括以下步驟：

3、步驟1、根據(jù)路堤拓寬施工要求拆除原有排水溝、隔離柵等設(shè)施，并對既有路堤需拓寬一側(cè)的邊坡及地基土進(jìn)行清理，具體為：拓寬部分基底的地基土清除厚度不小于0.3m，既有路堤坡面的法向厚度清除不小于0.3m，清除后進(jìn)行平整壓實；

4、步驟2、廢舊輪胎的預(yù)處理，具體過程為：切除廢舊輪胎的胎側(cè)和胎圈，保留廢舊輪胎的胎面和胎肩，如圖3所示；

5、步驟3、將經(jīng)平整壓實的邊坡開挖成“梯田狀”臺階，臺階的高度為經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎平放后的高度、寬度不大于經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎半徑，然后平整既有路堤表面、臺階表面和側(cè)面、地基土表面；

6、步驟4、根據(jù)設(shè)計要求，在拓寬部分基底的地基土外邊緣處施工預(yù)設(shè)密度的剛性樁3，并在剛性樁3的頂部成型樁帽，成型的樁帽處于地基土表面上，其高度為經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎的高度、直徑不大于經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎的內(nèi)徑；隨后，在拓寬部分基底的地基土表面鋪設(shè)土工格柵，樁帽處土工格柵部分被切除以使得土工格柵與樁帽相適配，將步驟2中經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎套置于樁帽外、并壓在土工格柵上；接著，在套置于樁帽外的廢舊輪胎之間鋪設(shè)經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，并在所鋪設(shè)廢舊輪胎的外側(cè)再鋪設(shè)一列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎；鋪設(shè)完成后，采用土工扎帶捆扎相鄰的兩個經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，從俯視角度觀察，在拓寬部分基底的地基土外邊緣處鋪設(shè)有兩列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，外側(cè)的一個廢舊輪胎處于內(nèi)側(cè)的兩個廢舊輪胎夾角位置、其胎面與相鄰的內(nèi)側(cè)兩個廢舊輪胎胎面相切，外側(cè)的一個廢舊輪胎的圓心、與該廢舊輪胎相鄰的內(nèi)側(cè)兩個廢舊輪胎的圓心三者之間的連線形成等邊三角形，同樣，內(nèi)側(cè)的一個廢舊輪胎處于外側(cè)的兩個廢舊輪胎夾角位置、其胎面與相鄰的外側(cè)兩個廢舊輪胎胎面相切，內(nèi)側(cè)的一個廢舊輪胎的圓心、與該廢舊輪胎相鄰的外側(cè)兩個廢舊輪胎的圓心三者之間的連線形成等邊三角形，并且，處于外側(cè)的廢舊輪胎胎面抵緊拓寬部分基底的地基土外邊緣的側(cè)面；最后，在兩列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎內(nèi)以及廢舊輪胎之間填充路堤填料，并壓實；

7、步驟5、首先，將步驟2中經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎鋪設(shè)于步驟3中臺階自下而上的第一級階面上，即鋪設(shè)在步驟3中平整后的拓寬部分基底的地基土表面，其中，靠近臺階的第一級階側(cè)的廢舊輪胎抵緊該第一級階側(cè)，靠近樁帽的廢舊輪胎抵緊套置于樁帽外的廢舊輪胎；接著，采用土工扎帶捆扎相鄰的兩個經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，并在廢舊輪胎內(nèi)以及廢舊輪胎之間裝填級配碎石后壓實；最后，將步驟4中鋪設(shè)的土工格柵的兩端進(jìn)行返包；

8、步驟6、步驟5完成后，在其上鋪設(shè)土工格柵；接著，在步驟3中臺階自下而上的第二級階面上放置步驟2中經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，采用土工扎帶捆扎相鄰的兩個經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，并在廢舊輪胎內(nèi)裝填級配碎石，后壓實，從俯視角度觀察，第二級階面上放置有一列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎；繼而，在步驟4鋪設(shè)的兩列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎上堆疊放置經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，采用土工扎帶捆扎相鄰的兩個經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎，并在其內(nèi)填充路堤填料，后壓實；最后，在鋪設(shè)的經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎之間填充路堤填料，壓實后將鋪設(shè)的土工格柵的兩端進(jìn)行返包；其中，第二級階面上放置的一列經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎與堆疊放置的經(jīng)預(yù)處理的廢舊輪胎之間填充路堤填料，壓實后形成路堤填料層；

9、步驟7、重復(fù)步驟6，至步驟3中臺階自下而上的最上一級階面；步驟3中臺階自下而上的最上一級階面完成步驟6的施工后，根據(jù)實際施工情況，再鋪滿一層路堤填料，將其壓實后進(jìn)行平整，至其表面與既有路堤表面處于同一水平面；

10、施工全部完成后，內(nèi)裝填級配碎石的廢舊輪胎為廢舊輪胎單元體，步驟5中鋪設(shè)的土工格柵、土工格柵上鋪設(shè)的廢舊輪胎單元體以及廢舊輪胎單元體之間填充的級配碎石形成“土工格柵-廢舊輪胎-級配碎石”加筋墊層，處于拓寬部分外邊緣處的內(nèi)填充路堤填料的廢舊輪胎以及廢舊輪胎之間填充的路堤填料、土工格柵形成加筋土擋墻。

11、優(yōu)選地，步驟4中，所述剛性樁是素混凝土樁、cfg樁或預(yù)應(yīng)力管樁。

12、優(yōu)選地，步驟3中，所述臺階需將既有路堤的邊坡開挖至1:0.5的坡比后再進(jìn)行“梯田狀”臺階的開挖。

13、優(yōu)選地，所述土工格柵為雙向拉伸土工格柵，縱向和橫向每延米拉伸屈服力不低于20kn/m。

14、優(yōu)選地，所述廢舊輪胎平放后的高度范圍為175mm～350mm，外直徑范圍為500mm～800mm。

15、優(yōu)選地，所述級配碎石的級配不均勻系數(shù)不得小于15。

16、優(yōu)選地，所述路堤填料是礫砂土、砂土、碎石土、黃土或中低液限黏土中任一種或多種的混合，所述路堤填料的最大粒徑不大于10cm。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果：

18、1、在路基的某一深度z處，當(dāng)車輪荷載引起的垂直應(yīng)力與地基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小，僅為1/5～1/10時，該深度z范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。在工作區(qū)范圍內(nèi)的路基，對于支承路面結(jié)構(gòu)和車輪荷載影響較大，在工作區(qū)范圍以外的路基，影響逐漸減小。低路堤通常指路堤高度小于路基工作區(qū)深度的路堤。本發(fā)明適用于路堤高度小于路基工作區(qū)深度的低路堤拓寬工程，路堤拓寬部分的高度不大于3m、寬度為3.75m～7.5m，能夠有效控制既有路堤和路堤拓寬部分之間的差異沉降。

19、2、本發(fā)明利用廢舊輪胎具有比土工格室更強的三維立體結(jié)構(gòu)性，將廢舊輪胎、級配碎石和土工格柵結(jié)合形成的路堤加筋墊層，不僅具備一定的抗彎能力，而且內(nèi)部還有側(cè)向約束、豎向摩擦等作用能有效擴散從上部傳來的豎向應(yīng)力，能夠在差異沉降條件下發(fā)揮很好的協(xié)調(diào)變形作用，從而有效控制既有路堤和路堤拓寬部分之間的差異沉降，進(jìn)而減少路面縱向裂縫、道面起伏甚至拓寬部分整體失穩(wěn)等工程災(zāi)害。

20、3、本發(fā)明將既有路堤的邊坡進(jìn)行開挖，修建垂直的加筋土擋墻，充分利用既有路堤邊坡下方固結(jié)地基的強度，從而大幅減小地基處理的范圍，降低工程造價。

21、4、本發(fā)明可大量利用廢舊輪胎，不僅能提高廢舊輪胎的回收利用率，從而緩解廢舊輪胎堆積造成的“黑色污染”現(xiàn)象，而且能減少傳統(tǒng)廢舊輪胎回收過程中易造成環(huán)境污染的二次加工工序，具有很好的環(huán)境效益。