路桥过渡段路基路面设计要点及沉降处理措施

2020-04-17王绪茂

工程技术研究 2020年4期

王绪茂

（泛华建设集团有限公司，北京 100070）

1 路桥过渡段路基路面不均匀沉降的主要原因

1.1 桥台台背路堤压实度不够

从路桥工程过渡段沉降现象发生的原因来看，桥台台背压实处理不到位是其中的主要原因，压实度不足直接导致该区域内土地发生不均匀形变等，最终导致路面的平整度不足，严重影响了车辆通行的安全性。这是因为，在实际的施工过程中，由于其施工条件受到各种因素的影响，导致桥台台背的压实度指标无法达到路桥工程的质量标准。比如，施工过程中，施工人员没有严格遵守特定的施工顺序，且缺乏足够的施工经验，在施工中存在着各种不规范的施工行为，严重影响了桥台台背的压实处理效果。对此，在路桥工程建设的过程中，相关的路桥工程设计与施工人员要严格遵守路桥工程建设的总体规范，注重路桥桥台台背的压实处理。

1.2 路面沉陷

近年来，随着城市化的快速发展，我国路桥工程建设步伐加快，为满足通行的需求，提高路桥工程的整体质量，路桥工程中路面设计厚度逐步增大，在一些地区，其路面厚度甚至高达0.6m以上。这种变化使得在路桥工程项目施工过程中，道路垫层与基层碾压处理时，一般的碾压设备无法达到良好的分层碾压效果。如果在此基础上继续进行后期的施工，会导致在路桥工程投入使用以后，随着通行量、荷载等的增加，基层与垫层等结构层受到其影响发生一定的沉陷，随着使用时间的延长，其沉陷现象越发明显，引发路面破损，最终会给车辆通行等带来较大的安全隐患。

1.3 材料刚度差异

对路桥工程项目而言，道路与桥梁的材料刚度常常难以实现统一的管理与控制。在这种情况下，材料的刚度差异成为引发过渡段路基路面不均匀沉降的主要原因之一。对道路与桥梁工程的材料而言，二者在结构上存在着一定的差异性，前者属于柔性结构，主要包含了沥青面层、水泥稳定粒料基层等，而后者属于刚性结构，主要包含了钢筋混凝土板等,对承载力、刚度等的要求相对较高。相比较而言，桥梁工程的使用中形变较小，而道路会产生一定程度的变形，因此，刚度差异使得二者过渡段极易出现不均匀沉降现象。

1.4 设计因素

路桥工程中，过渡段设计的科学性直接决定着沉降现象发生的可能性，其设计中需要考虑的要素较多，例如桥台、搭板设计等。在路桥工程过渡段施工过程中，相关的施工人员需要根据工程的质量要求，对桥台铺筑时间和顺序等加以科学确定，尽量避免在搭板压实处理以后再进行桥台的铺筑，否则会引发严重的质量问题。施工人员需对相关的施工顺序等加以科学规划，尽量在搭板压实之前进行桥台的铺筑。过渡段的排水设计也极为重要，一旦积水不能及时排出，就会导致该区域内土体的承载能力不足，加大了沉降发生的概率。

2 路桥过渡段不均匀沉降的危害

对路桥工程而言，如果过渡段存在较大不均匀沉降等问题，就会造成极大的危害，主要表现在以下方面：如果其沉降超过了安全范围，就会使得路面不平整现象严重，使得车辆通行过程中的安全性不足；沉降现象的出现还会使得在车辆通行过程中，对路面产生向下的附加应力，这种应力会加快路面凹陷的产生，最终使得工程不能正常使用；沉降现象的发生还会造成路基积水现象的出现等，一旦积水沿沥青面层破碎点渗入基层，就会降低过渡段土体的强度，最终导致路面塌陷等事故的发生。

3 路桥过渡段路基路面设计要点

3.1 地基与路基设计

对路桥过渡段路基路面的设计而言，其桥台多为钢筋混凝土结构，要保证其结构的稳定性，必须保证桥台混凝土桥台结构的刚度，但是，由于路基刚度相对较小，这种刚度的差异性就导致工程存在着不均匀沉降的问题。相关设计人员在路桥工程地基与路基的设计过程中，必须处理好桥台与路基的刚度差异性，减少桥头跳车等的发生。在施工过程中，必须要根据工程的实际情况，对过渡段加以科学设计，尽量减小桥台与路基之间的刚度差异，提升过渡段路基路面施工的整体质量。为保证其处理效果，在很多路桥工程中往往采用加强度过渡段的施工方式来加以处理。具体而言，在路堤与桥台中间设置过渡段，随后，在该过渡段内用相应的级配材料加以填充、压实处理，实现强度过渡。对引道处路基的填筑处理中，如果其为合成加筋路堤，需采用必要的方式，以提高其路堤地基的承载力，随后再对路基加以填土处理。一旦路堤地基的承载力不足，就会引发不均匀沉降现象的发生。某路桥工程过渡段路基路面设计图如图1所示。

图1 路桥过渡段路基路面设计图

3.2 过渡段结构设计

路桥工程过渡段路基路面设计过程中，要保证其设计质量，必须重视结构设计。我国路桥过渡段结构设计中，土工格栅的应用最为普遍。土工格栅的设计没有较高的要求，在遵守设计原则的基础上，保证施工的规范性，就能够在路桥工程运行中发挥其作用。土工格栅的抗剪能力较强，可以与周围土质形成良好的一体化结构，大大提高了土体结构的稳定性与承载力，减少了土体形变等现象的发生，使得路基的稳定性与安全性大大提高。此外，应用土工格栅还可以使得其与土体之间存在一定的摩擦力，提高土体抗剪力，有效保障了路基结构的稳定性，对于控制沉降、变形等有着重要的作用。

3.3 搭板设计

搭板设计需要遵循以下原则：（1）如果在过渡段处于工程有效期内时，一旦出现沉降现象，相关的工程人员要及时对过渡段的搭板倾斜角进行科学控制，将其维持在一定的范围内。一旦其处理不到位，就会引发较大不均匀沉降，从而造成重大安全隐患。（2）科学进行搭板长度等的有效控制，保证搭板的长度可以与台背另一侧保持一致，使得其长度能够恰好被土体所压实。（3）搭板设计中，相关的设计人员需要严格根据台板的承载力等精确计算其厚度。搭板强度设计也是搭板设计中的重要内容，强度设计时需要考虑填土与搭板之间的脱空情况等。

4 路桥过渡段沉降控制措施

4.1 严格按照质量控制规范开展施工工作

对我国路桥工程过渡段路基路面施工而言，有关文件中明确规定了不同等级路桥工程的施工质量标准与要求。比如，明确规定了路桥过渡段的沉降范围，沉降差值在10cm左右为正常范围。对路桥工程过渡段路基路面施工而言，如果此环节施工过程完成以后，需要经由一段时间的沉降观察与分析，如果其沉降量在6mm以下，方可进入下一环节的施工工序。但是，在实际的施工过程中，由于施工受到工期等因素的限制，其往往忽略了沉降观察环节，导致施工的规范性不足，在后期极易出现沉降现象，严重降低了路桥过渡段的质量。因此，在施工过程中，工程单位需要加强质量监管，督促相关人员严格按照施工的规范性要求组织施工。

4.2 路桥过渡段的变形控制

路桥过渡段的沉降控制上，相关施工人员必须严格对路桥过渡段的变形控制等加以管理。由于路桥过渡段有着严格的沉降指数，且其路面局部纵坡需要保持在0.5%以下，一旦在路桥过渡段施工过程中，相关的工程参数等超过了标准的施工要求，就会引发过渡段的变形现象，导致在车辆的通行过程中极易发生桥头跳车等现象。因此，在施工过程中，为了减少此类问题的出现，施工人员在施工过程中需要严格遵守相关的施工规范，尤其是要尽量减少路面与桥面的沉降差异，从根本上可以减少不均匀沉降发生的概率，大大提高了过渡段的稳定性与安全性。如果存在局部纵坡，施工人员要对搭板倾斜角等加以必要的调整。

4.3 桥台位置和桥头类型的控制

路桥过渡段沉降的控制还需要从桥台位置、桥头类型的控制着手。在路基设计之前，相关人员需要深入工程现场，做好地质、地形等的勘察，保证设计的科学性。在桥台位置的确定上，要尽量避开填方路段或者软土地基上。而对桥台、台后的填土而言，其可以选择在挖方地段。这种情况下，有效保障了桥台与台后地基地质条件的一致性。桥台类型会对施工产生一定的影响，其类型直接决定着施工顺序，因此，类型选择也极为重要。