公路路橋設計及其早期損壞原因探究

陳明 白亞鵬

摘 要： 以某公路橋梁為例，結合實際施工情況，針對性地對公路橋梁薄壁空心高墩施工技術進行分析與探討，希望對解決我國公路橋梁施工難度大、安全性不高等問題有所幫助。

關鍵詞： 公路路橋設計；早期損壞原因；探究

引言：隨著我國經濟的發展，公路建設發展也開始興起。2000年底，全國公路通車，其里程達到140萬公里，占據世界第三，其路面多是由半剛性基層瀝青混凝土構成。調查研究表明，嚴格按照國家規格建設的公路壽命達15～30年，但目前我國的公路只有短短5年多壽命，嚴重者甚至只有2～3年，這極大地加劇了我國路面早期損壞的頻率、提高國家維護路面正常的費用，影響人們正常出行，研究解決道路早期損壞的問題迫在眉睫。

一、公路路橋設計存在的問題分析

1 橋頭引道軟土地基設計問題

橋梁的建設要打好地基，在進行鉆孔作業的過程中，如果鉆孔的深度以及數量無法滿足施工建設的要求，孔洞的排布不合標準，而且在設計階段就已經定型，所需鉆孔數量根本無法滿足一座合格地基的建造要求，尤其在比較松軟的軟土地質條件下施工鉆孔，要加強地基的承載能力，就必須保障鉆孔的深度和數量都要完全的達標，否則就會引起地基不穩定，會埋下嚴重的安全隱患，地基如果不牢固，工程的使用壽命就大大縮短。

2 搭板設計問題

路橋工程的過渡段是重要施工路段，過渡段如果質量過硬就能夠很好的防止橋梁發生不均勻的沉降現象，保障路橋工程的安全和穩定，目前，搭板結構設計形式是過渡段施工的首要選擇，但是在搭板的設計過程中，其指標和性能無法達到施工建設要求，出現了嚴重的設計缺陷和相關問題，沒有根據實際的需求來設計搭板的長度，就無法達到跨越橋臺以及其背部之間的距離，正常標準無法得到滿足，搭板發揮的作用被降低，受到了長度不足的約束。

3 橋面鋪裝層厚度設計問題

橋面的設計要保障強度和承載能力，就要達到一定的厚度，但是由于此項設計的準則以及明確的規范還沒有清晰的形成，全靠設計人員的過往經驗，有時就會犯經驗主義的錯誤，錯估了橋面需要的實際厚度，橋面的承載能力大打折扣，根本不足以長時間的承載重型車輛和交通流量大增帶來的負荷和壓力。

4 路面排水設計問題

通常在設計中根據當地的氣候環境也適當的做出了一些防止雨水侵蝕和滲漏的措施，但是這些措施或者方案沒有形成完善的處置辦法，通常較為單一粗糙，注意事項和應急措施沒有全面的與防水和排水相互對應，尤其是建設中的排水問題，一直困擾著工程人煙，而在設計階段對于路面的坡度設計不利于排水，經常發生滲水、存水的現象，導致公路工程建設一波三折，工期遭到雨水的干擾而不得不拖延下去。

二、路橋設計及道路早期損壞的原因

1、在路橋的過渡段出現不均勻沉降的現象

由于在施工前沒有對施工地點的地質狀況進行深入的分析和調查，導致在施工中不能及時發現軟基的存在。由于在施工中的軟基的覆蓋范圍了解不夠深入，使得在進行橋頭路堤的施工時，軟土地基具有極大的漏洞，使得橋臺背路堤的土壤壓力達不到相應的要求。當路橋在投入使用后，受到自然環境的侵蝕和風化，就會使得路堤的土壤流失嚴重，土壤強度下降，使得路橋在使用過程中，車輛容易發生跳車問題。在公路施工中，雖然具有明確的規范，但是在實際的施工過程中，由于施工方的實際問題，沒有嚴格的執行，導致出現許多的問題。在進行地基的設計時，要對路橋進行緩和設計，這樣才能將段間的距離降低，使得沉降率有所降低。

2、搭板設計不合理

一旦在公路路橋發生過渡段出現不均勻沉降的現象時，就需要利用搭板對軟基問題加以解決。但是在實際的應用中發現，搭板應用后沒有很好的解決過渡段出現不均勻沉降的現象，同時，由于施工單位和設計單位對搭板工作沒有給與高度的重視，導致搭板的施工過程不能發揮其實際作用，使得橋頭堤過長、過高的現象。

3、結構設計的不合理

作為橋體的主要承受支柱，橋梁的結構對于路橋設計的穩定性有重要的影響。但是在設計中，將橋面鋪裝層作為橋梁工程的一部分附屬結構，它不再承受橋梁的荷載，這樣使得粱體和橋面承受的應力不均勻，局部受到的應力過大，這樣就會導致橋面和板塊中出現形變問題。

4、路面的排水不合理

進行路橋的施工設計時，應該充分的考慮到水對于路面的影響，減少危害發生的幾率。就目前的狀況看，路橋路面由于水毀或者水損的現象在我國仍然十分普遍。路橋施工區域水文條件復雜，導致降雨的匯水區與地形地質有著非常緊密的聯系，一旦出現地形較陡的地區，會導致水的匯流時間非常短，若對于積水的不及時處理，很容易導致洪水的產生，最后對于路橋路面造成嚴重的傷害。對于路橋橋面排水技術的影響因素，有以下幾個方面：

（1）邊溝容易發生溝渠淤積的風險，同時溢流沖刷和蓋板斷裂也是邊溝常見的問題，另外，溝渠加固面由于暴露在外面，非常容易發生損壞；

（2）排水溝容易發生的主要問題有：溝渠的淤積、溢流沖刷和溝渠加固面等區域的損壞，出水口經常受到水的沖擊造成的損壞等；

（3）截水溝出現的問題有，溢流沖刷和溝渠加固面等區域的損壞，截水溝經常受到水的沖擊造成的基礎失穩問題；

（4）急流槽發生的主要問題：溝渠的淤積、溢流沖刷和溝渠加固面等區域的損壞，出水口經常受到水的沖擊造成的損壞等。

三、預防早期損害的主要措施

1 利用拋丸設備等對橋面板進行處理

現如今，拋丸設備的應用在很多先進的國家已經非常普遍，但是我國只有部分橋梁在施工時使用拋丸設備。目前我國常用施工方式是： 人工鑿毛、機械鑿毛等，但是這些方法對環境會產生較為嚴重的污染，而且在原混凝土表面上進行施工會由于強烈震動進而產生附加性裂紋的風險。經過分析證實，在利用拋丸設備進行拋丸處理之后，會使混凝土的表面均勻，徹底去除浮漿、起砂的問題，讓混凝土的骨料外露，增加其粗糙度，大大提高橋面鋪裝層本身的粘結力，保證橋梁整體的施工質量。

2 加大混凝土的鋪設厚度

在橋梁結構分析理論中，對瀝青路面進行計算的論述幾乎為零，在現行規范中也僅確定了厚度推薦值。隨著交通量的不斷增大，具體的設計施工與汽車量增多、車速增快不相適應。路面會直接承受車輛荷載給予的壓力，荷載力直接會導致橋梁的主梁結構發生變形。由此可見，瀝青路面是受力較為復雜的一種動力系統，主梁以及路面構造都會影響到應力分布，因此施工方要在混凝土的路面上增加一定的厚度。

3 加強基礎性施工管理

公路路橋的早期損壞問題與基礎性的施工緊密相連，因此施工方必須要加強基礎性工程的施工管理，嚴把路橋施工的質量控制環節，保證材料質量的完整性，杜絕偷工減料的現象出現。這一點至關重要，如果在施工時未采取質量保證措施，未能提高施工管理的質量，一定會導致早期損壞問題的再次出現。

四、結語

綜上所述，公路路橋設計過程中導致道路早期損壞的原因包括路橋過渡段不均勻沉降、搭板設計不合理、橋梁結構設計不合理、路橋排水設計簡單等。筆者提出：做好施工組織計劃、設置專人對公路路橋建設中所需材料與設備進行整理與管理、將設計圖紙與施工單位進行研究分析、討論某項施工環節的可行性、做好相關記錄，采取相應的解決問題，希望對相關工作者有一定啟發。

參考文獻

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