路橋過渡段路基路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

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摘要:道路橋梁建設(shè)過程，路基路面的設(shè)計(jì)為要點(diǎn)部分，特別是在橋梁過渡段，通常會(huì)出現(xiàn)道路沉降問題，對(duì)于路橋工程建設(shè)的質(zhì)量可產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，為解決過渡段出現(xiàn)的沉降問題，需要對(duì)其展開科學(xué)、合理設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照工程實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)于設(shè)計(jì)方案合理選擇，為路橋過渡段與路基和路面設(shè)計(jì)方案的合理性奠定基礎(chǔ)。本文對(duì)于路橋過渡段的力學(xué)特點(diǎn)做出簡要分析，并對(duì)過渡段的路基和路面發(fā)生沉降的原因深入探索，進(jìn)而提出過渡段的路基路面設(shè)計(jì)方法，明確路基和路面發(fā)生沉降問題的處理措施。

關(guān)鍵詞:路橋工程;過渡段;路基路面;設(shè)計(jì)要點(diǎn);沉降;處理措施

交通事業(yè)發(fā)展迅速，路橋工程也迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇，工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，也暴露出設(shè)計(jì)和施工方面存在的問題。部分項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前，相關(guān)人員對(duì)于地質(zhì)勘探不足，布孔設(shè)計(jì)相對(duì)較少，鉆探過程深度不夠，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋頭位置軟基問題是否存在，對(duì)軟土路基范圍、路基力學(xué)性質(zhì)相關(guān)指標(biāo)了解不詳細(xì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)或者施工當(dāng)中方法選擇不當(dāng)，使過渡段的路基和路面出現(xiàn)不同程度的沉降問題。隨著車輛荷載增加，路基沉降對(duì)于道路橋梁的結(jié)構(gòu)造成破壞，產(chǎn)生的安全隱患不容忽視，故此，需要從設(shè)計(jì)階段入手，對(duì)于橋梁過渡段位置路基和路面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并采取有效處理措施，控制沉降問題發(fā)生。

一、路橋過渡段結(jié)構(gòu)力學(xué)特點(diǎn)

過渡段屬于道路、橋梁二者連接部分，因此分析此結(jié)構(gòu)力學(xué)特點(diǎn)對(duì)于道路橋梁設(shè)計(jì)工作具有指導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該明確過渡段力學(xué)特征，對(duì)于道路橋梁的結(jié)構(gòu)展開合理設(shè)計(jì)。整體分析，道路工程通常是在巖土上方完成路基、路面等修建工作，進(jìn)而建設(shè)完整的交通平臺(tái)。橋梁也是在巖土上方修建，對(duì)于路橋過渡段，橋梁、道路的剛度存在明顯差異。路橋工程穩(wěn)定性是保證施工質(zhì)量的重要前提，決定著路橋施工安全。設(shè)計(jì)人員通常為保證橋梁施工安全，對(duì)于過渡段合理設(shè)計(jì)，控制此結(jié)構(gòu)路基和路面的沉降量，并明確結(jié)構(gòu)剛度要求、允許沉降量指標(biāo)等。路橋沉降段使用期間會(huì)受到自身壓縮性、車輛荷載等因素影響，導(dǎo)致道路使用期間長期處于變形狀態(tài)，特別是當(dāng)過渡段沉降差增大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致車輛晃動(dòng)或者跳車等問題出現(xiàn)，不但對(duì)行車安全產(chǎn)生影響，而且還會(huì)影響道路耐久性。所以，需要設(shè)計(jì)人員對(duì)于過渡段力學(xué)特點(diǎn)有明確掌握，進(jìn)而對(duì)于路基、路面等結(jié)構(gòu)展開標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

二、路橋過渡段位置路基路面發(fā)生沉降原因分析

(一)設(shè)計(jì)方面因素

導(dǎo)致路橋過渡段位置路基和路面發(fā)生劇烈沉降的原因和設(shè)計(jì)因素有緊密關(guān)聯(lián)，具體包括過渡段的搭板設(shè)計(jì)、橋臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、壓實(shí)工序設(shè)計(jì)等。具體設(shè)計(jì)階段，對(duì)于鋪筑橋臺(tái)的設(shè)計(jì)，如果先壓實(shí)搭板，之后完成橋臺(tái)鋪筑，這樣的工序會(huì)影響過渡段的壓實(shí)施工質(zhì)量。所以，應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)，先鋪筑橋臺(tái)，之后展開壓實(shí)工序。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)階段還須將施工過程排水系統(tǒng)重點(diǎn)考慮其中，如果填筑材料含水量過高，材料的級(jí)配設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)要求不符，都會(huì)影響過渡段主體實(shí)際承載性能，導(dǎo)致路橋使用階段路基和路面出現(xiàn)不同程度沉降問題。

(二)臺(tái)背壓實(shí)問題

按照路橋項(xiàng)目施工的有關(guān)規(guī)定可以獲知，在路橋項(xiàng)目施工階段，需要按照工藝要求對(duì)于橋臺(tái)的臺(tái)背展開壓實(shí)處理。實(shí)際施工階段，可能受到各類因素影響，導(dǎo)致臺(tái)背壓實(shí)度和實(shí)際要求不符。比如，部分人員施工技術(shù)水平不高，在實(shí)際作業(yè)時(shí)可能顛倒施工順序;部分人員由于施工經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏，上崗之前未受到專業(yè)培訓(xùn)，導(dǎo)致施工期間技術(shù)運(yùn)用存在問題，上述因素都可影響臺(tái)背壓實(shí)施工質(zhì)量。在路橋過渡段位置路基、路面沉降問題上，臺(tái)背壓實(shí)程度不足為重要原因，長期下去，還會(huì)導(dǎo)致土體發(fā)生形變問題，影響道路平整度，增添行車安全風(fēng)險(xiǎn)，因此需要在設(shè)計(jì)和施工階段重點(diǎn)注意臺(tái)背壓實(shí)度問題。

(三)剛度差異因素

由于道路、橋梁二者之間存在高度差異，可能導(dǎo)致路橋過渡段路面、路基等發(fā)生沉降。因?yàn)闃蛄簩儆趧傂越Y(jié)構(gòu)，道路由路基、路面共同組合而成，屬于柔性結(jié)構(gòu)，二者無論是在荷載能力方面，還是結(jié)構(gòu)剛度上都存在較大差異。車輛在上方行駛時(shí)，橋梁可能出現(xiàn)的變形問題相對(duì)較少，而路基和路面可能受到自重影響出現(xiàn)不同程度形變量，因此導(dǎo)致路橋過渡段形變程度不同，可能增加交通安全風(fēng)險(xiǎn)。

(四)路面沉降因素

隨著路橋工程建設(shè)進(jìn)程不斷加快，道路的路面設(shè)計(jì)日益完善，部分路面厚度增加，可能高于60cm，路面厚度的增加導(dǎo)致墊層施工、基層碾壓等工序開展階段，施工設(shè)備可能難以達(dá)到碾壓要求。施工結(jié)束以后，受到車輛荷載作用，增加基層、墊層壓實(shí)度，致使路面沉降問題日益嚴(yán)峻，還容易出現(xiàn)橋頭跳車風(fēng)險(xiǎn)。

三、路橋過渡段位置路基路面的設(shè)計(jì)內(nèi)容

(一)地基和路基的設(shè)計(jì)

通常而言，橋臺(tái)結(jié)構(gòu)利用混凝土材料制作而成，結(jié)構(gòu)剛度大，路基剛度小，所以設(shè)計(jì)地基、路基等結(jié)構(gòu)時(shí)，如果不能對(duì)橋臺(tái)、路基存在的剛度差異進(jìn)行妥善處理，就有可能出現(xiàn)路面沉降問題，會(huì)導(dǎo)致橋頭跳車這一現(xiàn)象的發(fā)生。因此，設(shè)計(jì)階段應(yīng)該按照科學(xué)方法，盡量控制橋臺(tái)、路基存在的剛度差異，保證過渡段路基和路面在施工過程的質(zhì)量。具體而言，設(shè)計(jì)階段可使用增強(qiáng)過渡段強(qiáng)度的方法指導(dǎo)施工。在路堤、橋臺(tái)二者中間設(shè)置寬度50m漸變帶，并在其中填充級(jí)配材料，為過渡段強(qiáng)度提供保障。與此同時(shí)，還可填筑引道處位置路基，如果路堤屬于合成加筋材料，應(yīng)該采取有效措施提高其承載能力，在過渡段的路基處及時(shí)填土，保證路堤基礎(chǔ)承載力，以免其使用過程出現(xiàn)沉降。除此之外，還需注意道路橋梁工程若屬于高等級(jí)路面，應(yīng)該確保路橋過渡段沉降量處于5cm內(nèi)，控制坡度差低于0．4%，若超出此指標(biāo)，就會(huì)為施工質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。

(二)過渡段設(shè)計(jì)

路橋過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可選擇土工格柵，由于此類材料施工過程無特殊要求，只需按照施工規(guī)范展開操作，即可發(fā)揮其抗剪性能。土工格柵能夠和其周圍土體有效融合，提高土體的承載力，以免其發(fā)生變形問題，有助于路基穩(wěn)定性的提升。此外，使用土工格柵還能增加其和土體之間產(chǎn)生的摩擦力，緩解臺(tái)背垂直應(yīng)力，不斷提高過渡段的路基承載性能，降低路基沉降現(xiàn)象發(fā)生概率。設(shè)計(jì)階段，還可利用水平布置這一方式指導(dǎo)施工，保證施工方式選擇合理，最大限度控制過渡段受到車輛荷載產(chǎn)生的變形問題。

(三)搭板設(shè)計(jì)

根據(jù)路橋項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，能夠看出搭板設(shè)計(jì)的合理性也能對(duì)于過渡段的沉降問題進(jìn)行控制，具體可從如下幾方面入手:第一，如果路橋在設(shè)計(jì)使用有效期限之內(nèi)，發(fā)生道路沉降，進(jìn)而出現(xiàn)縱坡現(xiàn)象，則需利用過渡搭板，保證其傾斜角處于1/300～1/200的范圍之內(nèi)，及時(shí)設(shè)計(jì)搭板，能夠控制縱坡問題的不斷擴(kuò)大;第二，對(duì)于搭板長度合理設(shè)計(jì)，保證長度能夠到臺(tái)背的另一側(cè)，讓土體能夠被均勻壓實(shí)，和臺(tái)背缺口相互融合，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;第三，根據(jù)臺(tái)板彈性、受力程度等對(duì)于地基長度合理計(jì)算。比如，若路橋過渡段總長度為100cm，那么搭板長度應(yīng)該處于100～120cm之間;第四，搭板強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該將搭板、填土二者之間存在的“脫空”現(xiàn)象考慮其中，結(jié)合實(shí)際完成設(shè)計(jì)。比如，對(duì)于楔形柔相板的進(jìn)項(xiàng)設(shè)計(jì)，應(yīng)該在過渡段增設(shè)加固區(qū)，在橋臺(tái)上設(shè)置一段柔性結(jié)構(gòu)，最后將另一端和路基結(jié)構(gòu)連接，保證橋臺(tái)、路基二者之間過渡良好，控制路面發(fā)生沉降問題，為路橋過渡段施工質(zhì)量的保證奠定良好基礎(chǔ)。

四、路橋過渡段位置路基路面的沉降問題處理措施

(一)嚴(yán)格控制過渡段變形問題

路橋項(xiàng)目建設(shè)按照規(guī)定要求，路橋過渡段最高允許沉降量為100mm，并且路面的局部縱坡應(yīng)該低于0．5%，以免導(dǎo)致過渡段變形量過大，發(fā)生橋頭跳車等問題。為預(yù)防上述問題發(fā)生，需要在施工期間注意過渡段的變形問題處理，嚴(yán)格按照施工要求對(duì)于施工質(zhì)量進(jìn)行控制，并對(duì)橋臺(tái)、路基之間剛度差異妥善處理，提高路堤承載力，控制沉降問題發(fā)生。如果施工階段出現(xiàn)局部縱坡，還需對(duì)過渡搭板傾斜角及時(shí)調(diào)整，以免縱坡問題加劇。通過上述措施，改善過渡段施工質(zhì)量，控制過渡段的沉降問題與路面局部位置縱坡超標(biāo)，抑制過渡段變形，提高路基和路面施工質(zhì)量。

(二)改善路基和路面承載性能

路橋過渡段引道路的路堤填筑施工期間，需要注意材料選擇。通常施工利用土木合成的材料，組合而成加筋路基對(duì)于地基承載力的提升無明顯作用，也容易導(dǎo)致道路使用過程出現(xiàn)沉降問題。因此，需要從地基本身荷載力的提升角度入手，控制路堤受到自重荷載影響出現(xiàn)大范圍沉降問題，發(fā)揮材料使用性能。實(shí)際施工階段，施工人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求，采取地基處理措施，可使用排水法或者加筋法提高地基承載能力，強(qiáng)化過渡段路基和路面施工質(zhì)量。

(三)注意緩和過渡段施工

路橋項(xiàng)目施工根據(jù)區(qū)地理環(huán)境特點(diǎn)和水文特點(diǎn)，使用的過渡段結(jié)構(gòu)各不相同。因此，實(shí)際施工階段，也應(yīng)靈活改進(jìn)施工工藝，嚴(yán)格按照實(shí)際需求，對(duì)于路橋過渡段施工方法進(jìn)行選擇?？稍O(shè)置緩和過渡段，將過渡段地基緩和性能有效提升。比如，當(dāng)混凝土橋臺(tái)、軟土地基過渡段剛度、荷載力具備較大差異時(shí)，則可利用緩和過渡段，確保過渡段施工質(zhì)量，降低沉降問題發(fā)生率。

五、結(jié)語

總之，道路橋梁建設(shè)期間，應(yīng)該高度重視路橋過渡段位置的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的控制，控制路基和路面發(fā)生沉降問題。合理設(shè)計(jì)過渡段，能夠保證路橋工程整體質(zhì)量，為行車安全提供保障。針對(duì)設(shè)計(jì)問題和施工問題導(dǎo)致的路基沉降問題進(jìn)行深入分析，把握過渡段的路基和路面設(shè)計(jì)重點(diǎn)，對(duì)于變形問題合理控制，提高地基承載力，設(shè)置緩和過渡區(qū)，降低施工過程存在的問題，防止道路橋梁使用期間存在安全隱患，為車輛順利通行提供良好保障。

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作者:任經(jīng)魁 單位:陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司