针对路桥过渡段及路基路面结构设计探究

2015-04-07张伟峰

四川水泥 2015年1期

关键词：桥涵搭板桥台

张伟峰

（黑河市旭欣公路勘察设计有限责任公司，黑龙江黑河 164300）

针对路桥过渡段及路基路面结构设计探究

张伟峰

（黑河市旭欣公路勘察设计有限责任公司，黑龙江黑河 164300）

路桥设计是大型工程设计，过程中难免会产生很多困难让工作人员无从下手。但是路基路面的建设直接影响着交通枢纽甚至经济的发展，人员的沟通交流情况，所以正确的找出问题所在，适时地提高设计技术能够有效的避免很多问题。本篇文章针对路桥过渡段的设计进行详细的分析，对应该做出的整改进行了阐述。

路桥过渡；路基路面；结构设计

一、路桥过渡段路基路面常见病害分析

由于桥梁建设土层、结构设计等原因，在路桥过渡段经常会出现种种问题，影响桥梁的正常使用。对于这些问题需要采取科学的方式进行结构设计调整及技术实施方式的改进，为确保设计与技术的科学性、合理性，对路桥过渡段路基路面常见病害产生的原因进行分析是必要的。下面将对主要的病害进行分析。

1.1 控制桥涵的高度

在桥体建设的过程当中，肯定会遇到路段之间连接不上的情况，这种情况下我们就需要在两个路段之间建立桥涵，过程中就会出现桥涵与两边的路段不能完全对接，造成桥涵两侧出现台阶，这严重影响了行车过程中的安全问题。要想完成桥涵的完全对接，可以说是不太可能，但是可以尽量减小桥涵的高度，尽量接近地面路段的连接点。这就需要对施工路段的准确了解，了解地质情况，技术是否实用的情况，如果通常所使用的施工技术对路段不适用，需要设计者针对相应路段做出适合的设计技术的改进。不能完全控制桥涵的出现，就尽力把桥涵的高度控制在不会造成危险的高度之内。这对于路桥过渡段的施工技术人员来讲也是非常具有挑战性的。

1.2 天气严重影响道路的寿命

桥涵对行车安全的影响尤其体现在了车辆在高速公路上行驶的阶段。高速公路上车辆的速度一般都是比较快的，对路桥过渡段的施工要求也就严格了很多，相比较普通的路段，桥涵是可以避免的，但由于高速公路的路段的特殊性，桥涵的出现是难以避免的。高速公路的车流量较大，承载力也大，这就在无形当中给路桥过渡段的设计增添了压力，要在保证承载力的情况下，对桥涵进行完美的处理，也是对施工技术新高度的挑战。加上天气这个不定因素的影响，若是遇到雨天，道路建设中有洼陷，道路出现裂缝等问题的出现，都会严重影响公路的日常维护工作。道路积水对路桥过渡段的影响也是造成过渡段难以修复的原因之一。即使建设质量再好的道路也会因为积水长时间的侵蚀而腐烂，导致道路寿命减少。

二、路桥过渡段路基、路面的结构设计

路桥过渡段的科学设计是影响路桥过渡段真正实施过程的重要因素。施工的整个过程都是严格按照设计图纸的标准参数进行工作的。保障设计工作人员的高职业道德素养，强烈的责任心有担当的优秀品质，才是保障工程按时进行的前提，设计人员应该严格按照施工的标准比例进行设计。对路桥过渡段路基路面的结构设计主要包含以下几个方面：

2.1 过渡段搭板的设计。

搭板设计工作在工程当中深受重视，好的搭板设计可降低桥头跳车发生几率，搭板的设计主要包括搭板的型式、埋置深度、搭板的长度以及宽度。搭板有三种型式，即：台阶型、等厚、变厚度，低式置、中式置以及高式置是搭板的埋置深度。在进行路桥过渡段搭板埋藏深度的设计时，工程人员常常通过路面结构的状况来决定采用哪种型式的埋置深度，值得注意的是，采用低置式时为了方便路面铺设，搭板的远台端顶面必需处在路面基层的下段；采用中置式时远台端搭板顶面必须要处在路面基层与面层的中央；搭板顶面必须与桥台顶面的高度一致是采用高式置埋置深度必须遵循的要点。一般情况下，高式置用于水泥混凝土路面，沥青混凝土路面也可采用，但考虑到路面与搭板镶嵌问题时，为了避免出现路面凹凸不平状况，沥青混凝土路面适合采用低置式和中置式。工程施工根据实际情况而定，采取适合的形式进行施工，不仅可节省资金，还保障了工程质量。路桥过渡段搭板长度和宽度的设计，在确定搭板长度时需要考虑的四个条件：置土前预留缺口上的长度，搭板长度必须跨越其长度；除此之外还需跨越台后破坏棱体的长度；沉降后搭板纵坡大小的变化值不得大于最大容量值；搭板受力的有效长度必须得到保证。通常大桥搭板长度为8～12m之间，小桥为6～8m之间。在我国，搭板边缘与缘石边缘的间隔长度一般为 0.5m，为了使搭板受力减小，应使搭板宽度和桥面宽度一致，若搭板宽度不够，车辆在行驶时极有可能在搭板的纵向边缘上方行驶，这对搭板的受力非常有害。

2.2 缓和过渡段的设置。

桥台与路基、路面结构型式迥然不同，桥台是有刚度较大的混凝土结构构成，而路基与路面结构分别是由具有柔性的填土和沥青混凝土。所以在工程结构设计中必须考虑地面上的路堤过渡段强度设置，且进行软土地基处理工作时，由于各段强度不一致，所以也需设置强度过渡段。世界银行贷款项目对柔性路堤和刚行严格控制，使之在控制在一定范围内，不影响公路的质量。

2.3 桥台台背采用土工格栅技术。

目前我国的公路工程技术得到一定发展，在路桥过渡段路基施工的设计中，广泛使用土工格栅技术。土工格栅技术能使土与土工格栅在一起共同受到土体本身荷载与车辆荷载的同时，充分发挥土体的抗剪强度，使路基整体的稳定性大大增强，控制土体发生侧向变形同时也有效的控制了路基填土发生侧向位移的可能性，从而路基的变形模量有所增大。车辆荷载的反复作用，常常导致桥台台背受压变形，现由于水平摊铺的土工格栅具有一定的弹性，即便车辆荷载的反复作用都会减少甚至不会产生变形的累积。上部荷载由于路基填土和土工格栅产生的摩擦作用，可在路基中进行重新分配，由此桥台的部分台背垂直应力所有降低，提高了路基土体的承载能力，还降低了沉降的发生率。

三、不设置搭板时桥头路基设计

目前,国内高等级公路在大中桥处均设置搭板,但若搭板一旦破坏,不仅严重影响车辆的正常通行,而且施工难度大、维修费用高。从上个世纪七、八十年代,以来德国、意大利等国在桥头处不设置搭板。由于引道和桥台两者的刚度的差别是造成桥头跳车的一个主要原因,因此一种有效的处治方法就是改善桥台后路基的整体刚度,使其尽量向刚柔过渡,故所用的材料经常为柔性向刚性过渡的过渡材料,半刚性材料最合适,粒料次之。陕西境内的西三公路、机场东线、西阎高速等均将桥头引道用半刚性材料进行了换填,经过长期的使用观测证明效果良好,有效地减少了差异沉降。当然,在这种情况下,必须采取有效的措施保证台后的压实度,完善台后的排水设施。若忽略桥台边界条件的影响,则进行结构分析时引道和普通路段没有区别。但引道还需考虑沉降问题,由路基沉降分析可知,压实度的提高能有效地提高素土的压缩模量,但由于其基数太小,所以,素土压实度纵然达到95%,其最终沉降量也较灰土大得多,因此,对高填方桥头路基不宜过多采用素土填筑。同时,在轮重所引起的应力与路基土自重所引起的应力的比值为1/5时,某些重车荷载作用下的路基工作区深度最大可达 2.9m。故考虑到因路基沉降引起桥头跳车的严重性,建议在不设置搭板时,桥头高填方路面结构采用无机结合料,其底基层厚度应不小于3m,底基层及素土压实度均要求为95%。