路橋過渡段路基路面設計要點及沉降處理措施

李春山

中交第一公路勘察設計研究院有限公司

1 前言

道路橋梁為我國的交通運輸提供了巨大的幫助，隨著社會的發(fā)展以及人們的生活水平不斷提高，現在不僅僅是交通運輸方面，平時的機動車出行的數量也隨之增加，道路橋梁的問題在生活中愈發(fā)愈重要，在當今，在道路工程的建設過程以及橋梁工程的項目建設過程中，如果忽視了施工中重要的技術和管理，就極易使得工程的結果出現質量問題，嚴重的會出現塌方、斷裂等問題，極大方面上使道路橋梁在社會中的價值大打折扣，并且還對日常來來往往的人群或是交通工具造成生命危險與損壞。也因此，每一個施工部門務必著重于道路與橋梁現場施工的技術層次與管理層次，把握住每一個施工的要點，最小化或是消除道路橋梁建設過程中的種種問題。

2 路橋過渡段路基路面沉降的主要原因

2.1 路橋過渡段施工和設計方案不合理的問題

有些企業(yè)在進行設計路橋過渡段的工作時，由于企業(yè)內有關的設計單位并沒有按照實際的情況對過渡的路面進行具體的設計，而只是在設計上簡單的做處理，沒有按照規(guī)定的設計方案來進行設計作業(yè)，這都致使了在結構之間的不均勻沉降以及跳車情況的出現。對于橋梁結構的設計，各施工方應該在橋梁兩側的路基開始填筑工作之前就完成，但在實際施工時，施工人員并沒有配合好在施工時的分工，甚至分工情況與在合同中的情況相異，使得施工毫無順序，現場處于一個混亂的情況。此外，橋梁施工完成之后，在工作面相對于狹窄的路基進行填筑工作時，會致使路基的不均勻壓實，并且在建完橋梁之后還會出現輕微的沉降，這些在路基施工的后期總容易被施工方所忽略。這一系列在施工方案上的選擇都會很大程度的影響路橋過渡段的最終質量，若處理的不得當，就會危害到道路橋梁的使用[1]。

2.2 路橋的結構沉降量差異

通過對于道路橋梁工程方面的大量研究，我們分析出橋梁路基的沉降主要是因為路面的沉降、路基和地基的沉降所導致的。在日常的風吹雨打暴曬等自然因素以及來往車輛重力的壓迫下，就會導致路基發(fā)生對相應的壓縮變形，然后地基發(fā)生沉降。此外，道路和橋梁間的剛度差異也是致使路橋過渡段發(fā)生沉降的主要原因之一，這是因為路面在結構上屬柔性的結構，而橋梁是承載能力比道路要高的剛性結構。在有車輛行駛經過時，橋梁不會產生形變，但是路面受壓力的影響會發(fā)生形變，導致了不同程度的路面沉降（表1）。

表1

2.3 臺背填料

平臺背材料在路橋工程中也是主要的工程材料之一，這種材料往往由滲透性好并且具有大空隙的材料制作而成。但是，在經過來往行駛車輛的反復碾壓會降低其間的空隙率，使得內部填充材料被擠壓，從而導致了路面路基產生沉降。

2.4 伸縮縫控制不當

為確保道路橋梁的質量，位于橋臺處的路面一般是利用伸縮縫來設置。但由于在有雨天的公路使用過程中，一些雨水會沿著滲透縫滲進橋臺后方的路基里面去，長久以來這會腐蝕路基的填料，又或是導致填料出現流失的情況，致使路基的含水量大大增加，此來降低了路基的強度，引發(fā)了路面路基的沉降。

2.5 設計因素

設計因素也是致使路橋過渡段路面路基產生沉降的主要原因。在實際設計的過程中，絕大部分的施工方會運用板式結構的設計，這種設計方法雖可以提升地基整體的強度，但跳車的現象仍會發(fā)生。其主要來源是由于橋梁懸挑長度不合理，懸挑沒有被視為一種特殊的橋梁形式來進行設計工作[2]。

3 橋梁過渡段路基路面的設計要點

3.1 科學合理設計路基路面結構

道路結構設計是否科學合理，將會產生道路后期的沉降直接的影響。以瀝青路面為例，實際設計中瀝青路面的結構群設計主要是滿足結構的整體剛度，控制各層的疲勞開裂，然后，前者要求控制各層結構的變形值，以防止整體剛度降低引起路基路面的沉降和其他損壞。在進行計算工作時，往往要求設計的彎沉值要大于實測的彎沉值。中國的道路建設已經廣泛開展，相關設計單位經驗豐富，在這一點上一般都很熟練使用。但是需要注意的是，彎沉值要根據公路等級和材料類型來計算選擇公路等級系數、面層類型系數和基層類型系數。此外，還要考慮在一些出現有季節(jié)性凍土或地下水位高、排水不暢的地段，還應該增加對應的功能層。

3.2 地基與路基設計要點

剛性較強的混凝土結構通常用于路橋工程的橋臺，但由于路基剛度不高，所以設計地基和路基時，應注意處理并且把控好橋臺和路基間的剛度差，以避免出現沉降的情況，提升工程總質量。在進行地基與路基設計時，首先需要設置一個長度為50m左右的坡度帶位于路堤和橋臺之間，之后還需要填充相應的緩解材料在其內，使得車輛在過渡段行駛時更加平穩(wěn)。其次，采用碎石的級配范圍符合規(guī)定的級配碎石填充過渡段路基。最后，為了使得填料壓縮性被降低，需要再加入適量的水泥，從而使得不均勻沉降的情況發(fā)生的更少[3]。

3.3 過渡段設計要點

在設計過渡段時，應選用能充分發(fā)揮其抗剪強度的土工格柵使其與周圍的土壤相結合（圖1）。除此之外，其還能使得土地承載力得到提高以防止變形，大大的使路基的穩(wěn)定性被提升。設置該方案應采用橫向布局，選擇合適的施工方案，使施工的質量能夠有所提高。當過渡段差異沉降控制標準為5cm 時，過渡段的長度應該不小于12.5cm，之后再使用連續(xù)坡面沉降的方法。為了讓過渡段沉沉這段種落差是線性變化的，可以用加固樁的方法來處理路基，依照填土高度和沉降速率采用不同的樁長和樁間距。在橋頭位置，具有樁長較長以及樁間間距短的特點，過渡到一般道路位置時的樁長較短的樁間距較大。除此之外，中間樁的長度與樁間距呈線性關系，使得過渡期能夠順利進行。

圖1 設置土工格柵的路橋過渡段結構形式

3.4 搭板的設計要點

首先，在使用道路橋梁工程的過程中，為了有效把控沉降率，避免因為沉降而引發(fā)出現縱向坡度，過渡板的傾角應當控制在2.1%～0.3%之間。其次，應合理控制板的長度，以便板的長度可以到達平臺背面的另一側，并且可以通過泥土來進行壓縮工作。最后，應該依照平臺以及彈性地基實際受力的情況來科學合理的計算出搭板的長度，使搭板盡量保持在1m 左右的長度。在設計搭板強度的過程中，還需要被充分考慮的是在填料和搭板間的空隙。

4 沉降處理措施

4.1 地基沉降處理

路橋工程要求過渡段路基、路面的沉降指標不得超過10cm，以此來有效地避免有變形以及跳橋的現象在過渡段發(fā)生，提高道路質量延長了使用壽命。為符合相關規(guī)定和要求，必須控制過渡段的變形，嚴格控制施工質量。在處理地基沉降的問題時，可以運用到輕質材料置換法、土工格柵加固法和水泥攪拌樁法。輕質材料替代法的具體方法是通過使用一些類似于膨脹性聚苯乙烯、泡沫混凝土等的物質當作填料，為減少地基的沉降。過渡段沉降的線性坡度可以通過改變置換充填法的厚度來實現，樁的間距和長度可以通過水泥攪拌樁加固土樁來實現。土工格柵加固是由高密度聚乙烯或聚丙烯制成的加固方法新型土工合成材料主要由擠壓和拉伸制成，起到加固作用。其在抗應力的能力上比較突出，可以防止土壤變形，和土壤的形成有機整體，防止沉降。不僅如此，其還可以使得土壤的抗剪能力被得到提高，更容易地嵌入土壤之中，大大地改善了地基基礎的性能。

4.2 路基填料的壓實

橋臺背面的材料往往具有高厚度的特點。為了可以大幅度的降低過渡段會出現工后沉降的問題，往往是運用提高填料的密度并且降低填料壓縮性的方法。通常情況下都是運用民用復合材料加筋路堤來作為橋梁路堤的填筑材料。在地基具有較強承載力的情況下其能夠充分地發(fā)揮作用，在減少不均勻沉降的工作上做出極大的貢獻。首先，要選擇更好地填料，粗粒料可以作為填料，以提高壓實性能和強度，使得土壤內的水分更好地被吸收，從而使得地基的穩(wěn)定性得到了提高。在設計結構層的過程中，其可以將礫石、砂礫等來作為填充用的材料。此外，為了壓實方案能夠得到優(yōu)化，有必要采用分層壓實的方法，分層壓實的厚度要具備小于20cm的條件。同時，必須通過測試來確定出最佳壓實含水量，還需要挑選出最佳碾壓輥組來進行碾壓。在實際的施工過程中，還應該依照施工區(qū)域內的地基基礎情況，使用加固和排水等科學合理的填充方法來使過渡段的承載能力提高，最終提高了過渡段的質量[4]。

4.3 路面結構優(yōu)化

在進行處理路面的過程中，通過設置橋端過渡板進行整體的優(yōu)化是必要的工作。首先，需要在橋臺與搭接板之間的連接處預留有一個接縫，伸縮縫的兩側可通過搭接板以及橋臺來構成，并且在搭接板與橋臺之間安置垂直的錨栓，如此一來可以很有效地防止路面有沉降的情況發(fā)生。此外，在路面結構優(yōu)化設計的過程中，通常會設置一個鋼筋混凝土的過渡板位于橋梁搭板和一般路段的中間，這樣做的目的是為了提升路面的剛度，使得路面平滑的過渡，大大延長了路面使用的年限。

5 結束語

總而言之，致使路橋過渡段路面路基發(fā)生沉降的因素有很多。這些因素每一個都對之后的正常使用和施工質量產生了不利的影響。所以為了改善路橋過渡段路基路面的質量，使過渡段的沉降率有所降低，使路基變形能夠以線性過渡的方式呈現出來，需要根據工程實際來制定出合理的路基路面處理方案。在后來的設計以及施工中，為防止并且處理跳橋情況的出現，處理路基的沉降工作務必要做好，對于填料以及路面機構也需要好的優(yōu)化處理。以此來為路橋過渡段的施工打好基礎，好讓我國在交通行業(yè)的發(fā)展上能夠更加的迅速。