路桥过渡段路基路面设计要点及沉降处理措施

李春山

中交第一公路勘察设计研究院有限公司

1 前言

道路桥梁为我国的交通运输提供了巨大的帮助，随着社会的发展以及人们的生活水平不断提高，现在不仅仅是交通运输方面，平时的机动车出行的数量也随之增加，道路桥梁的问题在生活中愈发愈重要，在当今，在道路工程的建设过程以及桥梁工程的项目建设过程中，如果忽视了施工中重要的技术和管理，就极易使得工程的结果出现质量问题，严重的会出现塌方、断裂等问题，极大方面上使道路桥梁在社会中的价值大打折扣，并且还对日常来来往往的人群或是交通工具造成生命危险与损坏。也因此，每一个施工部门务必着重于道路与桥梁现场施工的技术层次与管理层次，把握住每一个施工的要点，最小化或是消除道路桥梁建设过程中的种种问题。

2 路桥过渡段路基路面沉降的主要原因

2.1 路桥过渡段施工和设计方案不合理的问题

有些企业在进行设计路桥过渡段的工作时，由于企业内有关的设计单位并没有按照实际的情况对过渡的路面进行具体的设计，而只是在设计上简单的做处理，没有按照规定的设计方案来进行设计作业，这都致使了在结构之间的不均匀沉降以及跳车情况的出现。对于桥梁结构的设计，各施工方应该在桥梁两侧的路基开始填筑工作之前就完成，但在实际施工时，施工人员并没有配合好在施工时的分工，甚至分工情况与在合同中的情况相异，使得施工毫无顺序，现场处于一个混乱的情况。此外，桥梁施工完成之后，在工作面相对于狭窄的路基进行填筑工作时，会致使路基的不均匀压实，并且在建完桥梁之后还会出现轻微的沉降，这些在路基施工的后期总容易被施工方所忽略。这一系列在施工方案上的选择都会很大程度的影响路桥过渡段的最终质量，若处理的不得当，就会危害到道路桥梁的使用[1]。

2.2 路桥的结构沉降量差异

通过对于道路桥梁工程方面的大量研究，我们分析出桥梁路基的沉降主要是因为路面的沉降、路基和地基的沉降所导致的。在日常的风吹雨打暴晒等自然因素以及来往车辆重力的压迫下，就会导致路基发生对相应的压缩变形，然后地基发生沉降。此外，道路和桥梁间的刚度差异也是致使路桥过渡段发生沉降的主要原因之一，这是因为路面在结构上属柔性的结构，而桥梁是承载能力比道路要高的刚性结构。在有车辆行驶经过时，桥梁不会产生形变，但是路面受压力的影响会发生形变，导致了不同程度的路面沉降（表1）。

表1

2.3 台背填料

平台背材料在路桥工程中也是主要的工程材料之一，这种材料往往由渗透性好并且具有大空隙的材料制作而成。但是，在经过来往行驶车辆的反复碾压会降低其间的空隙率，使得内部填充材料被挤压，从而导致了路面路基产生沉降。

2.4 伸缩缝控制不当

为确保道路桥梁的质量，位于桥台处的路面一般是利用伸缩缝来设置。但由于在有雨天的公路使用过程中，一些雨水会沿着渗透缝渗进桥台后方的路基里面去，长久以来这会腐蚀路基的填料，又或是导致填料出现流失的情况，致使路基的含水量大大增加，此来降低了路基的强度，引发了路面路基的沉降。

2.5 设计因素

设计因素也是致使路桥过渡段路面路基产生沉降的主要原因。在实际设计的过程中，绝大部分的施工方会运用板式结构的设计，这种设计方法虽可以提升地基整体的强度，但跳车的现象仍会发生。其主要来源是由于桥梁悬挑长度不合理，悬挑没有被视为一种特殊的桥梁形式来进行设计工作[2]。

3 桥梁过渡段路基路面的设计要点

3.1 科学合理设计路基路面结构

道路结构设计是否科学合理，将会产生道路后期的沉降直接的影响。以沥青路面为例，实际设计中沥青路面的结构群设计主要是满足结构的整体刚度，控制各层的疲劳开裂，然后，前者要求控制各层结构的变形值，以防止整体刚度降低引起路基路面的沉降和其他损坏。在进行计算工作时，往往要求设计的弯沉值要大于实测的弯沉值。中国的道路建设已经广泛开展，相关设计单位经验丰富，在这一点上一般都很熟练使用。但是需要注意的是，弯沉值要根据公路等级和材料类型来计算选择公路等级系数、面层类型系数和基层类型系数。此外，还要考虑在一些出现有季节性冻土或地下水位高、排水不畅的地段，还应该增加对应的功能层。

3.2 地基与路基设计要点

刚性较强的混凝土结构通常用于路桥工程的桥台，但由于路基刚度不高，所以设计地基和路基时，应注意处理并且把控好桥台和路基间的刚度差，以避免出现沉降的情况，提升工程总质量。在进行地基与路基设计时，首先需要设置一个长度为50m左右的坡度带位于路堤和桥台之间，之后还需要填充相应的缓解材料在其内，使得车辆在过渡段行驶时更加平稳。其次，采用碎石的级配范围符合规定的级配碎石填充过渡段路基。最后，为了使得填料压缩性被降低，需要再加入适量的水泥，从而使得不均匀沉降的情况发生的更少[3]。

3.3 过渡段设计要点

在设计过渡段时，应选用能充分发挥其抗剪强度的土工格栅使其与周围的土壤相结合（图1）。除此之外，其还能使得土地承载力得到提高以防止变形，大大的使路基的稳定性被提升。设置该方案应采用横向布局，选择合适的施工方案，使施工的质量能够有所提高。当过渡段差异沉降控制标准为5cm 时，过渡段的长度应该不小于12.5cm，之后再使用连续坡面沉降的方法。为了让过渡段沉沉这段种落差是线性变化的，可以用加固桩的方法来处理路基，依照填土高度和沉降速率采用不同的桩长和桩间距。在桥头位置，具有桩长较长以及桩间间距短的特点，过渡到一般道路位置时的桩长较短的桩间距较大。除此之外，中间桩的长度与桩间距呈线性关系，使得过渡期能够顺利进行。

图1 设置土工格栅的路桥过渡段结构形式

3.4 搭板的设计要点

首先，在使用道路桥梁工程的过程中，为了有效把控沉降率，避免因为沉降而引发出现纵向坡度，过渡板的倾角应当控制在2.1%～0.3%之间。其次，应合理控制板的长度，以便板的长度可以到达平台背面的另一侧，并且可以通过泥土来进行压缩工作。最后，应该依照平台以及弹性地基实际受力的情况来科学合理的计算出搭板的长度，使搭板尽量保持在1m 左右的长度。在设计搭板强度的过程中，还需要被充分考虑的是在填料和搭板间的空隙。

4 沉降处理措施

4.1 地基沉降处理

路桥工程要求过渡段路基、路面的沉降指标不得超过10cm，以此来有效地避免有变形以及跳桥的现象在过渡段发生，提高道路质量延长了使用寿命。为符合相关规定和要求，必须控制过渡段的变形，严格控制施工质量。在处理地基沉降的问题时，可以运用到轻质材料置换法、土工格栅加固法和水泥搅拌桩法。轻质材料替代法的具体方法是通过使用一些类似于膨胀性聚苯乙烯、泡沫混凝土等的物质当作填料，为减少地基的沉降。过渡段沉降的线性坡度可以通过改变置换充填法的厚度来实现，桩的间距和长度可以通过水泥搅拌桩加固土桩来实现。土工格栅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挤压和拉伸制成，起到加固作用。其在抗应力的能力上比较突出，可以防止土壤变形，和土壤的形成有机整体，防止沉降。不仅如此，其还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础的性能。

4.2 路基填料的压实

桥台背面的材料往往具有高厚度的特点。为了可以大幅度的降低过渡段会出现工后沉降的问题，往往是运用提高填料的密度并且降低填料压缩性的方法。通常情况下都是运用民用复合材料加筋路堤来作为桥梁路堤的填筑材料。在地基具有较强承载力的情况下其能够充分地发挥作用，在减少不均匀沉降的工作上做出极大的贡献。首先，要选择更好地填料，粗粒料可以作为填料，以提高压实性能和强度，使得土壤内的水分更好地被吸收，从而使得地基的稳定性得到了提高。在设计结构层的过程中，其可以将砾石、砂砾等来作为填充用的材料。此外，为了压实方案能够得到优化，有必要采用分层压实的方法，分层压实的厚度要具备小于20cm的条件。同时，必须通过测试来确定出最佳压实含水量，还需要挑选出最佳碾压辊组来进行碾压。在实际的施工过程中，还应该依照施工区域内的地基基础情况，使用加固和排水等科学合理的填充方法来使过渡段的承载能力提高，最终提高了过渡段的质量[4]。

4.3 路面结构优化

在进行处理路面的过程中，通过设置桥端过渡板进行整体的优化是必要的工作。首先，需要在桥台与搭接板之间的连接处预留有一个接缝，伸缩缝的两侧可通过搭接板以及桥台来构成，并且在搭接板与桥台之间安置垂直的锚栓，如此一来可以很有效地防止路面有沉降的情况发生。此外，在路面结构优化设计的过程中，通常会设置一个钢筋混凝土的过渡板位于桥梁搭板和一般路段的中间，这样做的目的是为了提升路面的刚度，使得路面平滑的过渡，大大延长了路面使用的年限。

5 结束语

总而言之，致使路桥过渡段路面路基发生沉降的因素有很多。这些因素每一个都对之后的正常使用和施工质量产生了不利的影响。所以为了改善路桥过渡段路基路面的质量，使过渡段的沉降率有所降低，使路基变形能够以线性过渡的方式呈现出来，需要根据工程实际来制定出合理的路基路面处理方案。在后来的设计以及施工中，为防止并且处理跳桥情况的出现，处理路基的沉降工作务必要做好，对于填料以及路面机构也需要好的优化处理。以此来为路桥过渡段的施工打好基础，好让我国在交通行业的发展上能够更加的迅速。