路桥过渡段路基路面设计与施工技术

来源:用户上传      作者: 刘洪军

　　摘要：基于确保路桥过渡段的行车安全考虑，在对路桥过渡段路基路面常见病害进行分析的基础上，就路桥过渡段路基路面设计与其施工技术进行了较为深入的探讨，这对于提高路桥过渡段的行车安全、促进我国路桥工程的健康持续发展均具有重要作用。
　　关键词：路基路面 设计 施工技术 路桥过渡段
　　1 概述
　　随着我国经济的快速发展，促进了路桥工程的迅猛发展，在建路桥工程规模的持续扩大，有关其质量问题也开始凸现并日益成为人们普遍关注的焦点问题；特别是有关路桥过渡处的连接问题，因其桥面平整度不够好，再加上一直以来未能把早期出现损坏较为普遍的桥台路基沉陷这个问题进行根本性解决，故这个路桥过渡处的连接问题最为常见；基于此，以下结合路桥过渡段路基路面常见病害的成因分析，就路桥过渡段路基路面设计与施工技术这方面问题进行一些探讨。
　　2 关于路桥过渡段路基路面常见病害的分析
　　有关路桥过渡段路基路面常见的病害及形成原因，主要包括这几方面：第一，因路桥过渡段，其桥涵、地基通常由于沉降不均衡而形成台阶，当此台阶的高度达到一定程度时，就会使得行车出现显著的跳动颠簸现象；第二，随着社会的发展，也日益提高了公路的等级，致使其设置结构物也日益增多，所以带来了众多高度不一致的桥台台阶，也给行车过程中带来了跳动和颠簸现象；第三，当前所施工建设的高速公路，因具有相当高的线形标准，带来了不断提高的桥头引道路，致使有关路基变形和沉陷极易出现，例如，出现路面裂隙致使路面不平坦、桥台路基下沉而形成台阶等等，给行车带来跳动颠簸。
　　3 关于路桥过渡段路基路面的设计技术分析
　　3.1 进行搭板设置的桥头路基设计。结合我国多数高等级公路的成功修筑经验，进行搭板设置，这是有效避免出现桥头跳车的一条主要措施；应用预留反向坡度，确保搭板的标高与桥台连接的地方相同，但在路面连接端，却要高于设计标高，最终产生出预留反向坡；通常路桥沉降差大小来对坡度大小进行确定。搭板与桥台之间进行锚固，具体可采取水平向和竖向这两种方式；对于水平向而言，这种方式的锚固能使桥台受力更为有利，故通常把水平锚固这种方式应用于搭板与桥台之间的连接。在具体操作过程中，是否有必要进行枕梁设置，可视具体情况而定，通常须经过严密的论证来进行确定；由于搭板所传递下来的荷载可通过枕梁而在较大面积的地基上进行分布，此外，对于搭板的横向抗弯刚度还可起到增加作用，由此可见，进行枕梁设置金额起到很好的有利效果。如果进行枕梁设置，通常可设置为：水泥石碎桩、碎石桩这两类，至于其优劣可通过具体施工中加以检验。实践表明，进行搭板设置时，对其长度的确定极为重要，通常路基所填高的高度与搭板的长度成正比，并直接与路基基本状况有着很大关系；结合具体的沉降差数值来对搭板总长度进行确定，这是有效避免桥头出现跳车的一项重要技术方法；很多成功经验表明，把所设置搭板的厚度进行增加，对于搭板的抵抗弯拉应力以及变形能力能起到显著的增大作用。
　　3.2 不进行搭板设置的桥头路基设计。当前，我国很多高等级公路，均把搭板设置于其大中桥处，但随着时间推移，这些搭板有可能出现损坏，一旦出现损坏，不仅对车辆正常运行带来较大影响，而且还具有较大的维修难度和较高的维修费用；所以从上个世纪末以来，很多西方国家在其桥头处就不进行搭板设置。实践表明，导致桥头出现跳车的一个重要原因，就是引道和桥台路基这二者之间的刚度存在着较大的差别，所以要避免出现桥头跳车，对桥台后路基的整体刚度进行改善，这是一个很有效的处治方法；通过整体改善，应尽可能保证其刚柔过渡，所以经常所应用的材料往往就是那些由柔性向刚性过渡的材料，最合适的要数那些半刚性的材料，此外就是粒料。当前我国很多地方的机场、公路、高速公路等，在其桥头引道处，均以半刚性材料进行换填，通过长时间的使用显示，其施工效果极好，可把沉降差异进行有效减少下来。显然，在这种不进行搭板设置的桥头路基设计过程中，为有效确保台后的压实度，一定要制定有效措施，并对台后的排水设施进行有效完善。如果不考虑桥台边界条件所带来的营销，则在分析结构时，引道与普通路段是一样的。但有关沉降这个问题，对于引道而言还需进行考虑，根据路基沉降的相关分析表明，提高压实度，可把素土的压缩模量进行有效提高，但因其基数不大，故即使把素土压实度提高到96%左右，其最后的沉降量也比灰土沉降量来得大，故不宜把素土过多填筑于高填方桥头路基处。此外，路基土自重所带来的应力若为轮重所带来应力的五倍时，某些路基工作区深度在重车荷载作用下，其深度最大可达3.0米左右，所以在注意到由于路基出现沉降而带来桥头跳车的这种现象，在不实施搭板设置时，应把无机结合料应用于其桥头高填方路面结构中，并且保证其底基层的厚度超过三米，底基层及素土的压实度均须达到96%左右。
　　4 关于路桥过渡段路基路面施工技术的分析
　　4.1 进行台后填筑。地基、路基以及路面这三部分压缩变形组成了台后填筑桥梁两端的路堤沉降；其中，车辆的荷载及路基路面的恒载是引起地基压缩变形的主要原因，填料因出现固结、半固结或压缩致使路基路面结构层在行车作用下而发生压缩。就面层而言，如果搭板上的面层结构、厚度均与桥面上相同，则沉降差就不会出现，故对于搭板和桥面而言，所采用面层结构和厚度就一定要相同。由于受车辆荷载作用，其影响深度通常为两米左右，故通常大板型加强层厚度要小于两米。但众多事实表明，因填料自身产生固结，在加上不很严格的施工要求，如果没有加固处理整个台背填方，那么对于桥头跳车这个问题就将无法进行彻底解决；我国有很多桥头跳车这个问题进行成功解决的例子，也充分说明，要彻底解决桥头跳车这个（上接第91页）问题就一定要加固处理整个台背填方。所以，在进行整个台背填筑时，就应把适当的加固措施应用于地基，具体可应用碎石土、砂砾以及砂性土进行填筑，为稳定处理，有时也可采用水泥、石灰，或者半刚性的材料加以填筑，以此来避免路基出现过多的沉降，并把路基压实度的要求提高起来。把土工合成材料用于台背路基的加固，可对填土荷载作用下的自然沉降和变形起到有效控制作用，特别是对于不均匀沉降的施工效果更为明显；对于土工合成材料而言，可把土体自身颗粒间以及土工合成材料接触面与土颗粒之间的摩擦咬合作用起到增强作用，从而达到扩散和转移土体部分应力的作用，促使土体水平拉应力与垂直应力得到显著减小，因而提高了土体剪应力、土体承载力、抗变形能力以及抗裂能力。
　　4.2 进行地基处理。把软弱地基进行有效处理，这可对桥头跳车进行有效控制。处理软基，当前主要采用的方法比较多，诸如深层搅拌法、排水固结法、换土法、减少附加应立法、高压喷射注浆法以及振动碎石桩法等等，在实际当中可结合具体情况来选择合适的处理方法，以对地基性能进行改善，并把承载力提高起来，把沉降减少下来，最终促使路堤与桥台的沉降差能够大为缩小。若所修建的桥台位于软地基上，则须应用桩基础；若所修筑的高路堤所在的软土层厚度足够大，则软土因受到回填材料质量的作用而产生挤动（向侧向），从而把很大的力施加于基桩而使桥台出现水平位移，故在进行地基处理时，一定要应用并加固桩基础。
　　4.3 进行台背排水。在填筑台背路基之前，必须把盲管或者排水管设置于原有的地基上拱上；具体可这样进行操作：第一，对于基底，一定要进行适当的处理，填筑夯实粘土，使其横坡度为3%一4%以生成上拱；第二，把双向地沟设置于上拱的上方；并把全范围的隔水材料铺设于台背的后部，再把带有小孔的硬塑料管设置于地沟的周围；对于泄水管的出口，一定要让它在路基之外伸出去，为避免渗水侵蚀结构物，应把防水涂层设置于桥台背面，对于回填区的排水（底面和顶面），应把截水和排水设施设置并夯实于回填表面，若有必要，应封闭其表面。
　　5 结束语
　　总而言之，路桥工程最易产生质量问题的就在于其路桥过渡段；因此，在生产建设当中，深入研究路桥过渡段路基路面设计与施工技术，对于有效避免路桥过渡段病害的出现、促进路桥过渡段施工质量的提高均具有重要的意义。
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