路橋過渡段路基路面設計要點及沉降處理措施

何蓉

摘 要：本文主要結(jié)合我國工程實際，對路橋過渡段路基路面沉降的主要成因展開了分析，并針對其不均勻沉降問題所造成的不良影響進行了探討，最后基于以上問題總結(jié)了與其相適應的處理措施與設計要點。

關鍵詞：路橋過渡段;路基路面;設計要點

交通運輸是影響社會經(jīng)濟發(fā)展、文化交流的一項關鍵因素，因此在社會快速發(fā)展的大背景下，路橋建設在體量與數(shù)量上都得到了快速的提升，已然成為了我國基礎建設中十分重要的一個部分。但在其快速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了許多與路橋預期功能相違背的問題，譬如在路橋過渡段由于道路自身沉降而導致的車輛跳車問題。這些問題的產(chǎn)生在一定程度上對結(jié)構(gòu)的外部美觀造成了損害，但更為嚴重的是其對行車舒適性、安全性造成的不利影響。由此可以看出，路橋建設項目中對于過渡段的路基路面設計有著極為重要的意義，需要設計人員結(jié)合工程實際情況制定具有針對性的方案，降低其可能產(chǎn)生的不利影響。

1 路橋過渡段路基路面發(fā)生沉降的主要原因

路橋過渡段路基路面沉降問題的產(chǎn)生受到多種因素的影響，其主要原因可歸為以下幾個方面：

（1）橋臺臺背的路堤密實度不足。為了保障橋梁承載能力，在橋梁工程的施工環(huán)節(jié)中需要對橋臺臺背的路堤進行反復的碾壓，使其密實程度滿足后續(xù)建設要求。但在實際的工程中，受到外界環(huán)境、工程條件等的制約，施工人員的作業(yè)質(zhì)量常常難以滿足要求，使得其實際密實度與設計之間存在一定的偏差。譬如在不同的工藝搭接順序下路堤的壓實效果將有著很大的差別，此外施工人員自身專業(yè)素養(yǎng)的不足也會降低壓實作業(yè)的效率與質(zhì)量。研究表明，橋臺臺背路堤密實度的高低對于過渡段沉降量有著直接影響，且該影響在各因素中占據(jù)著主導地位。如果受到路堤密實度不足問題的長期影響，很容易進一步造成路面平整性能的劣化，進而危害行車安全。

（2）路面沉陷。隨著社會各領域?qū)τ诮煌ㄟ\輸需求的不斷上升，也在刺激著道路建設多元化發(fā)展，譬如為了提升道路耐久性、承載能力，有的工程將路面厚度這一指標設定為較高水平。但這一調(diào)整同時也會導致在碾壓工序中機械的壓力無法貫穿整個路面層，使得路面結(jié)構(gòu)內(nèi)存在較多的孔隙。當?shù)缆吠度脒\營后，受到長期的往復荷載作用，結(jié)構(gòu)將會發(fā)生緩慢的壓實作用，造成路面結(jié)構(gòu)的顯著沉陷，且路面結(jié)構(gòu)越厚，該問題一般越嚴重。在下陷現(xiàn)象發(fā)展的初期，其主要表現(xiàn)為輕微的下沉，但隨著道路投入運營時間的不斷增加，下沉程度將得到顯著的發(fā)展。

（3）剛度差異。實踐經(jīng)驗表明，道路與橋梁之間的相對剛度大小對于路橋過渡段沉降現(xiàn)象起著十分顯著的影響。具體來說，道路自身具有較為突出的柔性性能，在外界荷載作用下能夠發(fā)生一定程度的變形，而橋梁整體則呈現(xiàn)出較為突出的剛性，車輛通行時其幾乎不發(fā)生變形。在長期作用下，兩者之間的微觀變形逐漸積累，造成宏觀上的不均勻沉降問題。

（4）設計因素。設計方案是指導一項工程開展的基本標準與主要依據(jù)，因此路橋的設計水平也將直接左右路橋過渡段的沉降現(xiàn)象。值得注意的是，設計方案中應當對橋臺鋪筑的時間節(jié)點做出合理的規(guī)定，若采用先搭板后鋪筑的設計則很有可能會對壓實工序的開展造成一定程度的限制，導致其壓實度不滿足要求，所以在保證路橋建設基本功能的基礎上應優(yōu)先采用先鋪筑后搭板的方式。與此同時，在方案中也應當完善排水設計，若地基土體中含水量較高將會大大降低其承載能力并顯著提升其沉降量。

2 路橋過渡段路基路面不均勻沉降造成的不利影響

研究表明，路橋過渡段不均勻沉降現(xiàn)象對于建設項目有著顯著的危害效應，其主要可歸為以下幾個方面的問題：基層的不均勻沉降反映至路面即為其趨向于不平整發(fā)展，損害行車舒適性以及安全性;不平整的路面結(jié)構(gòu)將導致車輛行駛過程中產(chǎn)生額外的向下作用力，這一作用力反過來又會提升路面下陷的程度;道路表面的下陷會在其表面形成不規(guī)則的坑槽，不利于積水的排散，由此加重道路結(jié)構(gòu)的侵蝕損壞速度，引發(fā)道路結(jié)構(gòu)破壞。

3 路橋過渡段路基路面的設計要點

（1）道路路基設計。目前在我國路橋施工中使用最為廣泛的一類材料即為鋼筋混凝土，但其自身剛度較為突出，相較于路基常用的瀝青材料存在著顯著的剛度差異。若其在設計時不能針對這一問題采取有效的措施，很容易引發(fā)過渡段沉降差的增大，進而導致跳車等問題的發(fā)生。因此，在實際的設計中要求設計人員充分考慮到路基與橋面之間的剛度差別，并重點加強過渡段的建設水平。具體來說，可在路堤、橋臺之間取一個適應區(qū)，其寬度最好控制在50 m左右，在該范圍內(nèi)通過調(diào)整材料配比的方式來控制路基的剛度，使其整體呈現(xiàn)出漸變的趨勢，便于車輛行駛狀態(tài)的過渡，防止跳車問題的發(fā)生。此外，還可針對于引道位置的路基做適當?shù)奶钪幚?，若其路堤采用合成加筋的方式施工，則技術人員還應采取加固措施提升其承載能力，且應在路基施工后及時完成回填作業(yè)，避免路堤由于受到外部作用過大而產(chǎn)生的額外沉降量。路橋作業(yè)應當對其沉降量做出明確、嚴格的規(guī)定，尤其是在高等級道路建設項目中應對這一指標嚴格管控，具體來說沉降量應維持在5 cm以下，坡差應控制在0.4%以下，若超過這一限值則其沉降問題將極為突出。

（2）過渡段結(jié)構(gòu)設計。對于路橋過渡段的結(jié)構(gòu)應當慎重選擇、謹慎設計，如果條件允許一般優(yōu)先選擇土工格柵。實踐表明，其具備良好的工程適應性，在正常施工的條件下能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的抗剪強度，強化土體的整體性，土工格柵也可以很好地限制土體的變形，防止其產(chǎn)生過大的側(cè)移而失穩(wěn)。此外，格柵在合理的空間布置下能夠增大與土體之間的摩擦力，有助于降低橋臺臺背垂直于其表面方向的作用力，間接增強路基自身的承載能力，并抑制沉降問題的發(fā)展。在實際的施工中，技術人員還可以采取水平向布置的形式開展施工作業(yè)，借助于科學有效的技術手段，進一步減小可能發(fā)生的沉降現(xiàn)象。

（3）合理設計搭板。研究表明，搭板在尺寸、材料、布置上的設計對過渡段沉降有著較為顯著的影響，一般其應按照以下幾點要求進行：若在其設計使用年限內(nèi)受到道路沉降的影響而產(chǎn)生縱坡，則技術人員應當對搭板的空間角度進行調(diào)節(jié)，保證其在1/300～1/200的范圍內(nèi)，否則縱坡現(xiàn)象將持續(xù)發(fā)展，造成更為嚴重的后果;嚴格把控搭板縱向尺寸，確保搭板足以伸展至橋臺臺背的另外一邊，使其可以被有效地埋置在土體之下;充分考慮橋臺臺板自身的承載性能以及地基性質(zhì)，以此來確定搭板的尺寸，譬如沉降區(qū)域的跨度達到100 cm時，一般可將搭板長度定為100 cm～120 cm;在對搭板的承載能力進行確定時，設計人員應當考慮到填土、搭板之間可能出現(xiàn)的空間差，并留有足夠的裕度。譬如在楔形柔性板的設計中，應先在過渡段之上建立一定范圍的加固區(qū)，并將柔性板的兩端分別設置在橋臺與路基上。以此來使得過渡段路面更為平順，降低不均勻沉降的不利影響，有助于車輛安全、穩(wěn)定、舒適地通過該區(qū)域。

4 路橋過渡段路基路面沉降問題的處理措施

（1）路橋過渡段的變形控制。根據(jù)我國相關建設法規(guī)以及規(guī)范要求，路橋在施工完成后，其連接位置的沉降指數(shù)應當控制在100 mm以內(nèi)，且應同時保證路面縱坡坡度小于0.5%，否則過渡段將很容易產(chǎn)生過大的沉降而導致跳車等問題的發(fā)生。在這樣的背景下，就需要技術人員嚴格把控施工要點，依照相關規(guī)范標準以及地方法規(guī)制定合理、有效、科學的施工方案，對橋臺、路基之間存在的剛度差異問題進行調(diào)節(jié)，抑制不均勻沉降的發(fā)展，盡可能地提升道路整體承載能力。對于縱坡現(xiàn)象應采取適當?shù)氖侄渭皶r予以校正，防止其進一步發(fā)展。只有從影響過渡段變形的各個因素入手并結(jié)合先進的技術手段采取措施，才能從根本上改善工程問題，保障其質(zhì)量。

（2）合理設置緩和過渡段。我國幅員遼闊、地質(zhì)條件各異，這就導致在不同的路橋過渡段設計中，其所面對的問題與限制存在著一定的差異，因此過渡段的設計方案應具有足夠的針對性，根據(jù)建設項目的實際情況制定與相適應的方案細節(jié)，以此來優(yōu)化過渡段的路用性能，提升其過渡作用。譬如在從剛度較大的混凝土橋臺過渡至剛度較小的路基時，兩者之間存在著較大的承載能力差異，一般可以使用強度過渡段技術進行調(diào)節(jié)，以此來延長過渡段工程壽命并降低沉降發(fā)生的概率。

（3）提升路橋過渡段路基路面承載力。值得注意的是，在引道的填筑工序中若采用普通土工合成材料一般無法很好地滿足加筋結(jié)構(gòu)的強度要求，其對沉降發(fā)展的控制效果往往也十分有限。大多數(shù)情況下，只有在地基自身性質(zhì)較好且路堤沉降量較大時，應用普通土工合成材料才能夠很好地發(fā)揮其預定作用。因此，設計人員在施工時應當充分考慮當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境，充分采用高性能材料與先進技術，通過加筋、排水等措施強化其地基承載力，為后續(xù)建設創(chuàng)造可靠的條件。

5 結(jié)語

路橋建設已然成為了我國基礎建設中影響深遠的一部分，這就要求相關技術人員從其設計與施工的各個方面予以嚴格把控，綜合提升其質(zhì)量。在我國目前的路橋過渡段路基路面設計中，仍存在著很多的不足與局限，制約著行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展，譬如橋臺臺背路堤的密實程度較低、路面下陷、剛度偏差等問題，嚴重的甚至會為行車埋下安全隱患，威脅司機的人身安全。目前在實際工程中，出現(xiàn)了許多先進的技術手段，譬如合理控制變形量、優(yōu)化過渡段路面性質(zhì)等，但應注意其技術手段的選擇應當充分適應工程需求與環(huán)境條件，制定有針對性的方案。

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