路橋過渡段路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計

駱振

摘要：當(dāng)前，我國公路橋梁施工技術(shù)有了明顯的提升及進(jìn)步，其整體施工質(zhì)量水平也有了較大的提高，然而在目前路橋工程施工的過程中，特別是在過渡段路基路面施工中還存在許多難以解決的問題，降低了路橋的建設(shè)速度。所以在進(jìn)行路橋施工時，要運用科學(xué)的方法做好過渡段路基路面設(shè)計工作，以全面提升路橋工程的質(zhì)量。本文 首先分析了路橋過渡段路基路面存在的若干問題，主要有未能有效處理軟土地基、邊坡防護(hù)不到位、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等，而后從沒有搭板的結(jié)構(gòu)設(shè)計、搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計兩方面簡要分析了過渡段路基面結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，最后探討了搭板設(shè)計的注意事項，以供參考。

關(guān)鍵詞： 路橋；過渡段；路基路面；結(jié)構(gòu)設(shè)計

引言

在路橋過渡段的施工中，橋臺和路基之間存在著確定的剛度差，剛度差的存在對路面的平整度產(chǎn)生了一定的影響，引發(fā)橋頭跳車，使車輛的安全性和舒適性降低。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，要結(jié)合橋梁過渡段的實際情況進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，合理的制定施工方案，選擇的施工工藝滿足實際的工程要求，使橋梁路面的質(zhì)量和耐久性得到保證。

1、概述

1.1路橋過渡段概述

目前國內(nèi)外研究人員已有了一些解決橋頭跳車問題的思路和方法。從理論上講，實現(xiàn)臺背回填的“剛?cè)徇^渡”有兩種方法：第一種方法是臺背回填范圍內(nèi)，使用能從路基土剛度漸變到臺墻剛度的變剛度材料，實際上這種可能性不大；第二種方法是使用介于路基土與臺墻材料之間的某種材料，但沿長度方向變化其厚度，也即使得臺背回填遠(yuǎn)薄近厚，從而實現(xiàn)臺背回填的“剛?cè)徇^渡”。為消除和減少結(jié)構(gòu)突變的影響，使兩種性質(zhì)不同的體系在抗垂直變形能力上平滑過渡，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上使路面面層下的結(jié)構(gòu)由間斷的對接形式變?yōu)檫^渡性的局部搭接形式，如設(shè)置搭板，從而增加鄰近橋臺處的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高路面抗變形能力。

1.2路橋過渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

當(dāng)前，各個地區(qū)的經(jīng)濟(jì)往來越來越頻繁，這就要求相關(guān)部門進(jìn)一步加快路橋建設(shè)步伐，這也是社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要。在這一背景下，就必須對路橋工程進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計，促使工程建設(shè)水平得到有效提升，滿足新時期路橋運輸要求。針對路橋過渡段而言，結(jié)構(gòu)設(shè)計對于路橋的安全性、穩(wěn)定性均具有重要影響。因此，要滿足路橋工程穩(wěn)定性要求，就必須增強(qiáng)設(shè)計方案的可行性和實用性。

2、路橋過渡段路基路面存在的問題

2.1伸縮縫和橋頭搭板鏈接不合理

橋頭填土?xí)r，橋臺沉降具有顯著的差異性，導(dǎo)致橋梁伸縮縫以及橋頭無法按照工程標(biāo)準(zhǔn)連接。如果橋頭的伸縮縫以及搭板連接不合理，就會降低道路的安全性與穩(wěn)定性。同時，整個路段的行車速度顯著下降。另外，橋梁連接位置存在階梯形式的縫隙，導(dǎo)致橋面受到極大的沖擊作用。該問題的主要原因是回填材料的透水性不良，路面的基準(zhǔn)無法滿足要求，引起路面以及基礎(chǔ)的非均勻性沉降。

2.2 路面平整度較低

在道路橋梁的建設(shè)中，要嚴(yán)格監(jiān)督與管控路面的施工過程，采用合理的施工工藝。避免路面的沉降速度過高，不允許汽車以較高的速度行駛，避免路面不平整而導(dǎo)致車輛輪胎受到震動或者損壞。該問題的主要原因是在碾壓基層后，壓實施工的工作質(zhì)量與預(yù)計工作質(zhì)量存在的差距，施工人員的技術(shù)水平較低，不能滿足施工的要求。

2.3 路基路面受損程度較高，地基塌陷

在道路橋梁的建設(shè)中，要嚴(yán)格監(jiān)督與管控路面的施工過程，采用合理的施工工藝。避免路面的沉降速度過高，不允許汽車在這一階段以較高的速度行駛，以避免路面由于過于不平整而導(dǎo)致車輛的輪胎受到嚴(yán)重震動或者損壞。路橋過渡區(qū)域平整度極差的主要原因是在對基層進(jìn)行碾壓以后，壓實施工的工作質(zhì)量與實際的預(yù)計工作質(zhì)量存在一定的差距，主要是施工人員的技術(shù)水平還比較低，不能滿足施工的要求。

3、路橋過渡段路基路面的設(shè)計方法

3.1 橋頭路基設(shè)計工作之不進(jìn)行搭板設(shè)置

在公路的大橋路段設(shè)置搭板在一定時期內(nèi)是非常有作用的，但隨著時間的延長搭板就會出現(xiàn)破損，從而影響車輛的正常通行，對此進(jìn)行維修的難度也比較大而且成本較高。 因此在分析橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象這一問題時， 發(fā)現(xiàn)可以根據(jù)橋臺路基和引道之間的剛度差盡可能的借助合適的材料實現(xiàn)對整個橋臺路基剛度的改善。 為了盡可能的提升其剛?cè)徇^渡性，在施工作業(yè)時應(yīng)注意使用由柔性向剛性過渡的材料和半剛性的材料、粒料等。 在進(jìn)行無搭板設(shè)置工作是要制定合理有效的排水設(shè)施，以更好的保證后臺的壓實度。 為了有效應(yīng)對路基沉降的問題就要盡可能的增加素土的壓縮模量， 在高填方的路基位置處也不能過多的使用素土而是大力使用無機(jī)結(jié)合料， 并且使素土和底基層的壓實程度不低于 96% 、 地基的厚度超過3m 。 例如，當(dāng)路基土的自重是輪重壓力的 5 倍時，在車輛行駛荷載的情況下路基工作區(qū)的深度就會因此而達(dá)到 3m 。

3.2 橋頭路基設(shè)計工作之進(jìn)行搭板設(shè)置

通過總結(jié)大量的路橋工程的施工經(jīng)驗后發(fā)現(xiàn)，做好橋頭路基的搭板設(shè)置工作會有效的避免橋頭出現(xiàn)跳車現(xiàn)象的發(fā)生。要保證橋臺連接位置處的高度和搭板的標(biāo)高保持一致，就要預(yù)留出一定的方向坡度。但在路面的連接位置處預(yù)留方向坡度時，實際高度往往會高出標(biāo)高，因此施工人員還需要充分參考路橋的沉降差。真正進(jìn)行橋臺和搭板的錨固作業(yè)時，要充分利用水平方向的處理方法和豎直方向的處理方式，在連接橋臺和搭板時水平的處理方法會保證橋臺的受力均衡。對于枕梁，并不是所有的搭板設(shè)置工作都需要，需要通過對實際情況進(jìn)行充分的考察和論證之后才能確定。枕梁在設(shè)置時主要有碎石樁和水泥碎石樁兩種可供選擇的形式，不同的形式有不同的優(yōu)勢長處和短板，在最終的確定之前必須要充分考慮路橋的實際沉降差。除此之外，搭板的厚度經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑黾訒玫奶岣叽畎宓目棺冃文芰涂箯澙瓚?yīng)力。

3.3路橋過渡段路基路面壓實設(shè)計

對路橋過渡段進(jìn)行具體施工過程中，可以同時對路橋臺背和橋坡填實和填土，采用這一方式，能夠有效防止沉降現(xiàn)象的發(fā)生。同時，結(jié)合相關(guān)施工方案對其進(jìn)行具體施工，也可以采用分層填筑的方式。對每一層的厚實度進(jìn)行合理控制，按照相關(guān)規(guī)定對不同環(huán)節(jié)進(jìn)行具體施工，首先將土卸下車，然后使用推土機(jī)推平，此后對路面進(jìn)行灑水。相應(yīng)施工人員要使用專用工具對路面進(jìn)行填平，然后使用壓路機(jī)實施具體的壓實操作。

4、搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計的注意要點

4.1 形式確定

當(dāng)前，為了適應(yīng)路橋過渡段的具體要求，搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計形式非常多，其中使用最為廣泛的是等厚搭板、變厚搭板以及臺階搭板三種方式。在進(jìn)行設(shè)計的過程中，要根據(jù)路基的特點以及工程的具體要求來選擇結(jié)構(gòu)型式，如果型式選擇不正確，工程質(zhì)量就難以保障，也不能保證工程設(shè)計方案的科學(xué)性。

4.2 長度確定

在確定搭板設(shè)計方案時，最為關(guān)鍵的則需確定搭板長度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，確定搭板的長度需要從以下的幾個方面入手：①在發(fā)生沉降時，縱坡變化需要控制在一定的范圍內(nèi)；②確保搭板長度比破壞棱體長；③確保搭板長度能夠滿足預(yù)留缺口的結(jié)構(gòu)；④保證搭板的有效長度滿足工程施工的需要。在設(shè)計的過程中，為了充分保證搭板長度，滿足工程的實際需要，需要以縱坡的變化以及預(yù)留缺口的長度作為主要的計算依據(jù)，同時采取科學(xué)的方法進(jìn)行確定。此外，還需要充分考慮到動力原理的影響，搭板受力和自身長度有著必然的關(guān)聯(lián)，通常情況下搭板越長則越利于受力。在工程設(shè)計中，搭板長度通常不會在5m以下，大型橋梁通常需要設(shè)置為8～12m之間，中型橋梁需要保證在6～8m之間。

5、路橋過渡段路基路面的施工技術(shù)

5.1 預(yù)設(shè)處理

預(yù)設(shè)反向坡度，結(jié)合沉降值來確定豎直方向的路面高度，將運輸中所產(chǎn)生的路基沉降數(shù)值相抵消，以消除橋頭跳車。合理預(yù)設(shè)過渡段，鋪砌混凝土或者石塊。如果出現(xiàn)較大的沉降量，重新鋪砌路面保證交通不受到影響。過渡路面的銜接可以采用混凝土制成的搭板，保證過渡位置平緩，不會出現(xiàn)橋頭跳車。工程中所應(yīng)用的混凝土形式的搭板，應(yīng)該滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，不允許擅自更改工藝的，必須保證混凝土的坡面平整。

5.2 降低土體蠕變

采用砂礫石來對臺背進(jìn)行填充，臺背的模量數(shù)值極大，必須壓實，操作的復(fù)雜程度不高。所應(yīng)用的材料應(yīng)該具有極好的排水性，避免自身的形狀發(fā)生改變，擠壓樁柱，摻混生石灰與碎石塊相提高土體的密實度。土工形式的格柵，通過錨固功能得到合理固定，在臺背的位置處，避免土壤隨著臺背沉降，促進(jìn)土體抵御形狀改變能力的提高。臺背的填充如果采用無砂混凝土來進(jìn)行，確定比例的水泥、粉煤灰以及粗細(xì)骨料共同構(gòu)成了無砂大孔徑的混凝土，這類混凝土在自身性質(zhì)的作用下，完成定型，完成固結(jié)以后，質(zhì)量變小，沉降也會減少。

5.3 地基問題

如果路橋過渡段的施工所在位置屬于軟土路基中，那么在開始施工之前，需要對其進(jìn)行處理才能進(jìn)行施工，這樣可以有效避免發(fā)生沉降現(xiàn)象。路橋過渡段軟土路基施工的過程中，要根據(jù)軟土的類型和性質(zhì)，選擇最佳的施工方案，以保證其具備工程要求的承載能力，提高整體穩(wěn)定性。以某路橋工程項目為例，筆者在進(jìn)行現(xiàn)場勘察時發(fā)現(xiàn)，該施工區(qū)域是明顯的軟土層，根據(jù)地質(zhì)勘測報告發(fā)現(xiàn)，該工程的道路線路處于厚度較厚的軟土基層中。本路橋工程中的橋頭填土較高，高路堤的填筑，能夠有效防止沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，但導(dǎo)致在后續(xù)施工中的整體路面工程和線形存在較大的變化，不僅會影響道路形式的舒適性，同時還容易導(dǎo)致車輛行駛安全性的下降。因此，在橋接坡30m范圍內(nèi)使用單軸雙向水泥攪拌樁進(jìn)行處理，樁身需要穿透軟土層，通過這一系列的施工之后，可以大大提升該部分路基的承載能力，保證道路的安全性和穩(wěn)定性。

5.4 排水問題處理措施

路基的排水施工是整個路橋過度端施工的主要工作。如果排水工作的完善程度不足，就會導(dǎo)致路橋過度段表面的穩(wěn)定程度不足無法抵御強(qiáng)度較大的載荷。施工中，要嚴(yán)格、全面的做好排水工作，一般通過設(shè)置截水溝、盲溝以及排水管的方式來實現(xiàn)過渡段的排水。同時，負(fù)責(zé)的部門需要加固處理，保證路橋過渡段的順利排水，石路基的使用性能以及承載能力得到保證。

5.5 加強(qiáng)過渡段路面的維護(hù)

修建路基時，破壞原來土壤的平衡性或者對平衡性產(chǎn)生較大的影響，導(dǎo)致路基整體受到的載荷量過大。相關(guān)道路施工單位應(yīng)該對全國路橋過渡段進(jìn)行細(xì)致的維護(hù)，坡面的維護(hù)主要目的：①避免地表水對路面的持續(xù)沖刷，導(dǎo)致巖石風(fēng)化、發(fā)剝離現(xiàn)象；②促進(jìn)環(huán)境和橋面的相互平衡、彼此協(xié)調(diào)。結(jié)合石砌的方式進(jìn)行施工，這與其他操作的最大區(qū)別就是路基坡面的形式不同，所應(yīng)用的施工辦法也存在著較大的差別，必須合理區(qū)分。路基路面的巖石層容易破碎，需要選擇適當(dāng)?shù)牟牧咸岣邚?qiáng)度，比如：應(yīng)用塑性網(wǎng)格、錨桿掛絲網(wǎng)等方法。

結(jié)語

綜上所述，我國現(xiàn)階段公路橋梁的建設(shè)范圍不斷拓展，工程建設(shè)技術(shù)也持續(xù)優(yōu)化和更新，國家對橋梁建設(shè)質(zhì)量的要求逐漸提高，路橋過渡段的施工安全性對橋梁的整體性能具有較大的影響，所以必須合理管控，以保證道路橋梁運行的安全性和耐久性滿足實際要求。

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