淺談道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)及施工

徐澤恒

（安徽省新同濟(jì)工程咨詢集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230601）

1 工程概況

該文以某市道路橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目為例，該道路橋梁工程設(shè)計(jì)車速為60km/h，道路紅線寬度為26m，該段道路橋梁工程總長(zhǎng)140.691m，其中橋梁段長(zhǎng)76.18m，接線道路長(zhǎng)64.511m。橋梁建設(shè)方向與河道呈正交方向。橋梁建設(shè)中心里程為K0+065.740m，橋面寬度為26m，設(shè)計(jì)方式采用雙幅設(shè)計(jì)。該橋梁工程上部分采用預(yù)制小箱梁結(jié)構(gòu)，下部分采用柱式墩、樁柱式橋臺(tái)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。在橋臺(tái)和兩聯(lián)之間布設(shè)人行道伸縮縫。該文通過(guò)工程建造經(jīng)驗(yàn)，分析道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)和施工中常見(jiàn)的問(wèn)題，并探討解決問(wèn)題的有效策略。

2 影響道路與橋梁連接處施工質(zhì)量的因素

2.1 搭板方式設(shè)計(jì)問(wèn)題

通過(guò)對(duì)以往工程實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)道路與橋梁連接位置是出現(xiàn)“跳車”的高發(fā)路段，出現(xiàn)該現(xiàn)象主要是因?yàn)榈缆窐蛄汗こ淘谠O(shè)計(jì)和施工中未能有效控制連接處路面的平整度，往來(lái)車輛在未能減速的情況下極易發(fā)生“跳車”情況。為解決這一難題，很多設(shè)計(jì)人員選擇用搭板將道路與橋梁進(jìn)行連接，但實(shí)際應(yīng)用中，若未能正確選擇搭板設(shè)計(jì)方式，也無(wú)法完全避免橋頭跳車事故，甚至還會(huì)因搭板斷裂造成其他危害[1]。因此，若設(shè)計(jì)人員選擇用搭板方式連接道路與橋梁，則需對(duì)搭板設(shè)計(jì)方式進(jìn)行優(yōu)化，使搭板和道路橋梁能連接成穩(wěn)固的整體，提高搭板剛度，使其有效發(fā)揮連接作用，盡量避免出現(xiàn)由搭板設(shè)計(jì)科學(xué)性差而引發(fā)的新問(wèn)題。

2.2 裂縫問(wèn)題

裂縫是道路橋梁工程中較為常見(jiàn)的病害表現(xiàn)之一，常見(jiàn)裂縫類型有橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和不規(guī)則裂縫等，各種裂縫出現(xiàn)的原因各不相同，若未能深化道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)方案，使連接位置出現(xiàn)裂縫，會(huì)直接影響道路橋梁連接位置的施工質(zhì)量和行車舒適度，使車輛交通的安全系數(shù)降低。同時(shí)，裂縫問(wèn)題也會(huì)對(duì)道路橋梁工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生持續(xù)性的損害，因道路橋梁工程長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，自然降水會(huì)沿裂縫滲入橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，長(zhǎng)期浸水會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)中的鋼筋、鋼絞線等進(jìn)行腐蝕，使道路橋梁工程的綜合性能和使用壽命受到影響，若腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，還可能造成橋梁倒塌等嚴(yán)重事故。

2.3 邊坡防護(hù)問(wèn)題

以往工程實(shí)踐案例表明，很多道路橋梁工程在投入運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，后期路堤會(huì)發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象[2]。造成該情況的原因較多，其中邊坡防護(hù)不到位是引發(fā)此現(xiàn)象的主要原因之一，長(zhǎng)此以往會(huì)使道路橋梁工程發(fā)生嚴(yán)重的水毀情況。

為提高道路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性，在對(duì)道路橋梁連接位置進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)際情況，應(yīng)用科學(xué)有效的邊坡防護(hù)方式，提高工程的施工質(zhì)量，避免防護(hù)不到位造成填土流失等情況，影響路基的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響道路橋梁工程整體的穩(wěn)定性。

2.4 軟土地基問(wèn)題

我國(guó)土地遼闊，水文地質(zhì)條件多樣性強(qiáng)，在道路橋梁的建設(shè)過(guò)程中，很多河堤土壤常年受河水浸泡，土壤中富含水分，且強(qiáng)度和密實(shí)度較低，若未能對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理，路橋工程在完成建設(shè)并投入使用后，在自重荷載和車輛荷載的多重影響下，可能出現(xiàn)整體下沉等情況，造成路橋連接位置平整度不佳，進(jìn)而出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象。

因此，在進(jìn)行道路橋梁工程的設(shè)計(jì)和施工之前，技術(shù)人員應(yīng)對(duì)施工環(huán)境中的地質(zhì)情況進(jìn)行深入地勘察，做好土層分析，全面掌握軟土地基范圍和土壤性質(zhì)等信息，才能在后續(xù)施工中采取針對(duì)性措施對(duì)其進(jìn)行處理。

當(dāng)前對(duì)道路橋梁工程施工環(huán)境軟弱土層的處理方式多采用鉆孔灌注樁或振動(dòng)碎石樁等方法，提高軟土地基的密實(shí)度和強(qiáng)度，使土壤的綜合性能可滿足道路橋梁工程的建設(shè)要求，從而提高道路橋梁工程的整體施工質(zhì)量。

3 道路與橋梁連接處施工技術(shù)

3.1 遵循道路與橋梁連接處的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1.1 連接搭板

搭板連接方式是目前在道路工程建設(shè)過(guò)程中廣泛使用的一種連接方式，該連接方式施工成本較低，適應(yīng)能力強(qiáng)，施工難度較小[3]。但必須對(duì)搭板的連接方式進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和合理性，控制連接處的平整度，使搭板在使用過(guò)程中能均勻受力，避免出現(xiàn)搭板斷裂等情況，最大化提高車輛運(yùn)行的舒適度。

搭板在道路橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中受力的均勻程度是直接影響搭板使用舒適度和使用壽命的關(guān)鍵因素，因此，設(shè)計(jì)人員須重點(diǎn)關(guān)注搭板的受力情況，通過(guò)簡(jiǎn)支梁方法計(jì)算搭板的合適長(zhǎng)度，避免搭板過(guò)短起不到有效連接或搭板過(guò)長(zhǎng)影響工程經(jīng)濟(jì)效益等情況出現(xiàn)。在必要的情況下，可在搭板尾部設(shè)置變厚式埋板，提高道路橋梁連接處的牢固度。橋梁搭板的示意圖如圖1 所示。

圖1 橋梁搭板示意圖

3.1.2 優(yōu)化臺(tái)背回填設(shè)計(jì)

影響臺(tái)背施工質(zhì)量的因素較多，如回填材料、施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)原理等，需要從多個(gè)方面對(duì)臺(tái)背施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，其中回填質(zhì)量對(duì)臺(tái)背整體質(zhì)量的影響較重，需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注[4]。進(jìn)行臺(tái)背回填之前，設(shè)計(jì)人員首先根據(jù)施工環(huán)境的實(shí)際情況和地質(zhì)條件進(jìn)行了調(diào)查，根據(jù)調(diào)查和地址勘察結(jié)果，決定選擇巖渣、砂礫等作為回填材料，主要因?yàn)樵擃惒牧暇哂辛己玫膹?qiáng)度、透水性和可壓縮性。經(jīng)技術(shù)操作后，發(fā)現(xiàn)該材料能有效提高臺(tái)背的整體質(zhì)量，進(jìn)而提高道路橋梁工程連接處的穩(wěn)定性。

根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，臺(tái)背回填材料的選擇需要秉承以下幾個(gè)原則：①保證回填材料的清潔度。應(yīng)嚴(yán)格控制回填材料的潔凈度，若材料中有過(guò)量雜質(zhì)混入其中，會(huì)直接影響臺(tái)背的回填質(zhì)量和壓實(shí)度[5]。②靈活選擇適應(yīng)性更強(qiáng)的回填材料。當(dāng)前應(yīng)用道路橋梁工程中的回填材料種類較多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求和施工環(huán)境地基情況選擇合適的回填材料，如在新建道路橋梁工程中，可選擇氣泡混凝土作為臺(tái)背換填材料，該種材料的應(yīng)用能顯著降低地基承受的附加應(yīng)力，改善傳統(tǒng)道路橋梁中因軟土地基預(yù)壓不充分而引發(fā)的不均勻沉降現(xiàn)象，提高道路橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[6]。又如粉煤灰材料，與其他回填材料相比，具有良好的密實(shí)度，自重相對(duì)較輕，壓縮性小，能有效改善臺(tái)背后基底土的附加應(yīng)力，降低道路與橋梁連接處發(fā)生沉降的概率，顯著改善橋頭跳車問(wèn)題。

圖2 臺(tái)背施工示意圖

該文以設(shè)計(jì)圖展示臺(tái)背的回填技術(shù)要求，圖中尺寸以厘米計(jì)，施工過(guò)程中臺(tái)前臺(tái)后同步填筑至承臺(tái)底標(biāo)高，壓實(shí)度至少要大于96%，然后進(jìn)行樁基鉆孔，確認(rèn)樁基鉆孔質(zhì)量達(dá)標(biāo)后進(jìn)行承臺(tái)施工，同步回填壓實(shí)至承臺(tái)頂進(jìn)進(jìn)行臺(tái)帽施工。

3.2 道路橋梁連接路面施工工藝

3.2.1 總施工流程

土路床驗(yàn)收-石灰穩(wěn)定土底基層-石灰穩(wěn)定碎石土基層（泥結(jié)碎石層）-路緣石-澆筑路肩-透層瀝青-黏層瀝青-下封層-瀝青混凝土（碎石）層-上封層-護(hù)柱埋設(shè)。

3.2.2 施工方法

①土路床驗(yàn)收。驗(yàn)收內(nèi)容包括土路床表面寬度、高程、平整度、壓實(shí)度，并且土路床表面須達(dá)到平整度要求。②石灰穩(wěn)定土底基層。施工流程如圖3 所示。該環(huán)節(jié)中需要注意幾點(diǎn)施工要點(diǎn)：預(yù)備的土料中直徑在15mm～25mm 的土塊不能超過(guò)總量的5%；石灰材料需要在施工前5d～7d 完成消解，并保證石灰中含有一定水分；攤鋪材料時(shí)須嚴(yán)格控制松鋪厚度，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需要使用白灰標(biāo)注放線標(biāo)高和虛鋪厚度，為推土機(jī)碾壓作業(yè)提供參考；用推土機(jī)完成初平后使用平地機(jī)進(jìn)行整平，控制刀片切入深度，直到整平至設(shè)定高度；碾壓連接位置時(shí)，應(yīng)碾壓過(guò)分界線4m 左右，保證連接位置的碾壓質(zhì)量；避免在該環(huán)節(jié)中出現(xiàn)縱向接縫，若必須進(jìn)行兩幅施工，需要使縱縫以垂直方式進(jìn)行連接，不可以斜接；碾壓完成后需進(jìn)行至少7d 以上灑水養(yǎng)生，并禁止閑雜車輛通行[7]。③石灰穩(wěn)定碎石土基層施工。施工流程與圖3 一致。該環(huán)節(jié)中需要注意：材料需要結(jié)合《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》的要求選擇級(jí)配良好、無(wú)分化的材料[8]；材料拌和過(guò)程中需嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)的材料配置比例，完成拌和的混合料須色澤均勻，無(wú)單項(xiàng)材料堆積，水分均勻。④路緣石施工。根據(jù)設(shè)計(jì)方案中標(biāo)注的路緣石規(guī)格在預(yù)制場(chǎng)集中預(yù)制材料，在材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后轉(zhuǎn)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行人工安裝。安裝中應(yīng)注意：安裝時(shí)須雙面掛線，保證兩側(cè)與標(biāo)線平齊；相鄰路緣石之間要預(yù)留1cm 縫隙，縫隙用砂漿嵌填，完成安裝的路緣石要平整、直順；完成路緣石安裝后應(yīng)及時(shí)清理表面，并對(duì)嵌縫砂漿進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。⑤路肩C15 施工。結(jié)合設(shè)計(jì)方案精準(zhǔn)防線，架立模板，用混凝土罐車將完成拌和的混凝土漿液運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)面，以人工方式進(jìn)行入倉(cāng)，結(jié)合工程實(shí)際情況選用合適的振搗方式，最后用鋼膜收面，混凝土初凝后進(jìn)行至少21d 以上灑水養(yǎng)護(hù)。⑥透層瀝青施工。施工前徹底清洗基層表面，在基層驗(yàn)收合格合格后才能繼續(xù)瀝青施工。使用瀝青灑布車進(jìn)行瀝青撒布，確保瀝青撒布均勻，對(duì)出現(xiàn)遺漏部分進(jìn)行人工補(bǔ)灑。完成撒布的瀝青不能在表面流淌，不能構(gòu)成油膜[9]。⑦黏層瀝青施工。選用合適的噴嘴進(jìn)行黏層瀝青的撒布，保持撒布量和撒布速度的穩(wěn)定。完成施工的路面不能出現(xiàn)遺漏、堆積或成條，刮除過(guò)量的瀝青，瀝青黏層和瀝青層鋪筑2 項(xiàng)施工環(huán)節(jié)需密切銜接，避免瀝青黏層受污染。⑧下封層施工。下封層需要在瀝青面層施工前開(kāi)始，需要在施工前徹底清理表面雜物、土塊，確保瀝青材料撒布均勻。⑨瀝青路面施工。瀝青路面施工工藝如圖4 所示。

圖3 石灰穩(wěn)定土施工流程圖

圖4 瀝青混凝土施工工藝流程

瀝青路面的施工要點(diǎn)較多，首先，準(zhǔn)備的瀝青材料中應(yīng)質(zhì)地均勻無(wú)過(guò)多水分，加熱到170℃后不會(huì)產(chǎn)生泡沫，礦料需選擇級(jí)配良好、新鮮無(wú)風(fēng)化材料；完成拌制的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，無(wú)結(jié)塊、結(jié)團(tuán)、離析等情況出現(xiàn)，出廠的瀝青混合料溫度需嚴(yán)格控制在145℃～165℃。

其次，瀝青攤鋪過(guò)程中，須密切關(guān)注攤鋪層的厚度、橫批、路拱，按照下述公式對(duì)攤鋪層厚度進(jìn)行校驗(yàn)和調(diào)整。

式中：T表示攤鋪層壓實(shí)成型后的平均厚度，cm；M表示攤鋪瀝青混合料的總質(zhì)量，t；D表示攤鋪段長(zhǎng)度，m；L表示攤鋪段長(zhǎng)度，m；W表示攤鋪寬度，m。應(yīng)確保攤鋪?zhàn)鳂I(yè)連續(xù)進(jìn)行，不得中途停頓。

最后，根據(jù)工程實(shí)際條件選擇相應(yīng)規(guī)格的碾壓設(shè)備進(jìn)行路面碾壓，碾壓需按初壓、復(fù)壓、終壓3 個(gè)環(huán)節(jié)分別進(jìn)行；嚴(yán)格控制施工縫和構(gòu)造物接縫的攤鋪和碾壓質(zhì)量。

完成瀝青路面的驗(yàn)收并確認(rèn)質(zhì)量達(dá)標(biāo)后，徹底清理瀝青路面后利用汽車式撒布機(jī)進(jìn)行上封層施工，施工要點(diǎn)與下封層相同。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，道路和橋梁連接處是路橋工程建設(shè)中的難點(diǎn)之一，在多種因素的影響下經(jīng)常出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，不僅會(huì)降低車輛行駛的舒適度，嚴(yán)重情況下可能會(huì)造成嚴(yán)重的交通事故。因此，相關(guān)人員應(yīng)深入分析影響道路和橋梁連接處施工質(zhì)量的因素，采取針對(duì)性處理措施，對(duì)施工全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督和管理，才能切實(shí)提高路橋工程的建設(shè)質(zhì)量。