路橋過渡段路基路面的結構設計

駱振

摘要：當前，我國公路橋梁施工技術有了明顯的提升及進步，其整體施工質量水平也有了較大的提高，然而在目前路橋工程施工的過程中，特別是在過渡段路基路面施工中還存在許多難以解決的問題，降低了路橋的建設速度。所以在進行路橋施工時，要運用科學的方法做好過渡段路基路面設計工作，以全面提升路橋工程的質量。本文 首先分析了路橋過渡段路基路面存在的若干問題，主要有未能有效處理軟土地基、邊坡防護不到位、結構設計不合理等，而后從沒有搭板的結構設計、搭板結構設計兩方面簡要分析了過渡段路基面結構設計問題，最后探討了搭板設計的注意事項，以供參考。

關鍵詞： 路橋；過渡段；路基路面；結構設計

引言

在路橋過渡段的施工中，橋臺和路基之間存在著確定的剛度差，剛度差的存在對路面的平整度產生了一定的影響，引發橋頭跳車，使車輛的安全性和舒適性降低。在結構設計方面，要結合橋梁過渡段的實際情況進行準確的計算，合理的制定施工方案，選擇的施工工藝滿足實際的工程要求，使橋梁路面的質量和耐久性得到保證。

1、概述

1.1路橋過渡段概述

目前國內外研究人員已有了一些解決橋頭跳車問題的思路和方法。從理論上講，實現臺背回填的“剛柔過渡”有兩種方法：第一種方法是臺背回填范圍內，使用能從路基土剛度漸變到臺墻剛度的變剛度材料，實際上這種可能性不大；第二種方法是使用介于路基土與臺墻材料之間的某種材料，但沿長度方向變化其厚度，也即使得臺背回填遠薄近厚，從而實現臺背回填的“剛柔過渡”。為消除和減少結構突變的影響，使兩種性質不同的體系在抗垂直變形能力上平滑過渡，在結構設計上使路面面層下的結構由間斷的對接形式變為過渡性的局部搭接形式，如設置搭板，從而增加鄰近橋臺處的路面結構強度，提高路面抗變形能力。

1.2路橋過渡段路基路面結構設計的重要性

當前，各個地區的經濟往來越來越頻繁，這就要求相關部門進一步加快路橋建設步伐，這也是社會主義現代化建設的需要。在這一背景下，就必須對路橋工程進行進一步設計，促使工程建設水平得到有效提升，滿足新時期路橋運輸要求。針對路橋過渡段而言，結構設計對于路橋的安全性、穩定性均具有重要影響。因此，要滿足路橋工程穩定性要求，就必須增強設計方案的可行性和實用性。

2、路橋過渡段路基路面存在的問題

2.1伸縮縫和橋頭搭板鏈接不合理

橋頭填土時，橋臺沉降具有顯著的差異性，導致橋梁伸縮縫以及橋頭無法按照工程標準連接。如果橋頭的伸縮縫以及搭板連接不合理，就會降低道路的安全性與穩定性。同時，整個路段的行車速度顯著下降。另外，橋梁連接位置存在階梯形式的縫隙，導致橋面受到極大的沖擊作用。該問題的主要原因是回填材料的透水性不良，路面的基準無法滿足要求，引起路面以及基礎的非均勻性沉降。

2.2 路面平整度較低

在道路橋梁的建設中，要嚴格監督與管控路面的施工過程，采用合理的施工工藝。避免路面的沉降速度過高，不允許汽車以較高的速度行駛，避免路面不平整而導致車輛輪胎受到震動或者損壞。該問題的主要原因是在碾壓基層后，壓實施工的工作質量與預計工作質量存在的差距，施工人員的技術水平較低，不能滿足施工的要求。

2.3 路基路面受損程度較高，地基塌陷

在道路橋梁的建設中，要嚴格監督與管控路面的施工過程，采用合理的施工工藝。避免路面的沉降速度過高，不允許汽車在這一階段以較高的速度行駛，以避免路面由于過于不平整而導致車輛的輪胎受到嚴重震動或者損壞。路橋過渡區域平整度極差的主要原因是在對基層進行碾壓以后，壓實施工的工作質量與實際的預計工作質量存在一定的差距，主要是施工人員的技術水平還比較低，不能滿足施工的要求。

3、路橋過渡段路基路面的設計方法

3.1 橋頭路基設計工作之不進行搭板設置

在公路的大橋路段設置搭板在一定時期內是非常有作用的，但隨著時間的延長搭板就會出現破損，從而影響車輛的正常通行，對此進行維修的難度也比較大而且成本較高。 因此在分析橋頭出現跳車現象這一問題時， 發現可以根據橋臺路基和引道之間的剛度差盡可能的借助合適的材料實現對整個橋臺路基剛度的改善。 為了盡可能的提升其剛柔過渡性，在施工作業時應注意使用由柔性向剛性過渡的材料和半剛性的材料、粒料等。 在進行無搭板設置工作是要制定合理有效的排水設施，以更好的保證后臺的壓實度。 為了有效應對路基沉降的問題就要盡可能的增加素土的壓縮模量， 在高填方的路基位置處也不能過多的使用素土而是大力使用無機結合料， 并且使素土和底基層的壓實程度不低于 96% 、 地基的厚度超過3m 。 例如，當路基土的自重是輪重壓力的 5 倍時，在車輛行駛荷載的情況下路基工作區的深度就會因此而達到 3m 。

3.2 橋頭路基設計工作之進行搭板設置

通過總結大量的路橋工程的施工經驗后發現，做好橋頭路基的搭板設置工作會有效的避免橋頭出現跳車現象的發生。要保證橋臺連接位置處的高度和搭板的標高保持一致，就要預留出一定的方向坡度。但在路面的連接位置處預留方向坡度時，實際高度往往會高出標高，因此施工人員還需要充分參考路橋的沉降差。真正進行橋臺和搭板的錨固作業時，要充分利用水平方向的處理方法和豎直方向的處理方式，在連接橋臺和搭板時水平的處理方法會保證橋臺的受力均衡。對于枕梁，并不是所有的搭板設置工作都需要，需要通過對實際情況進行充分的考察和論證之后才能確定。枕梁在設置時主要有碎石樁和水泥碎石樁兩種可供選擇的形式，不同的形式有不同的優勢長處和短板，在最終的確定之前必須要充分考慮路橋的實際沉降差。除此之外，搭板的厚度經過適當的增加會更好的提高搭板的抗變形能力和抗彎拉應力。

3.3路橋過渡段路基路面壓實設計

對路橋過渡段進行具體施工過程中，可以同時對路橋臺背和橋坡填實和填土，采用這一方式，能夠有效防止沉降現象的發生。同時，結合相關施工方案對其進行具體施工，也可以采用分層填筑的方式。對每一層的厚實度進行合理控制，按照相關規定對不同環節進行具體施工，首先將土卸下車，然后使用推土機推平，此后對路面進行灑水。相應施工人員要使用專用工具對路面進行填平，然后使用壓路機實施具體的壓實操作。

4、搭板結構設計的注意要點

4.1 形式確定

當前，為了適應路橋過渡段的具體要求，搭板結構設計形式非常多，其中使用最為廣泛的是等厚搭板、變厚搭板以及臺階搭板三種方式。在進行設計的過程中，要根據路基的特點以及工程的具體要求來選擇結構型式，如果型式選擇不正確，工程質量就難以保障，也不能保證工程設計方案的科學性。

4.2 長度確定

在確定搭板設計方案時，最為關鍵的則需確定搭板長度。在結構設計的過程中，確定搭板的長度需要從以下的幾個方面入手：①在發生沉降時，縱坡變化需要控制在一定的范圍內；②確保搭板長度比破壞棱體長；③確保搭板長度能夠滿足預留缺口的結構；④保證搭板的有效長度滿足工程施工的需要。在設計的過程中，為了充分保證搭板長度，滿足工程的實際需要，需要以縱坡的變化以及預留缺口的長度作為主要的計算依據，同時采取科學的方法進行確定。此外，還需要充分考慮到動力原理的影響，搭板受力和自身長度有著必然的關聯，通常情況下搭板越長則越利于受力。在工程設計中，搭板長度通常不會在5m以下，大型橋梁通常需要設置為8～12m之間，中型橋梁需要保證在6～8m之間。

5、路橋過渡段路基路面的施工技術

5.1 預設處理

預設反向坡度，結合沉降值來確定豎直方向的路面高度，將運輸中所產生的路基沉降數值相抵消，以消除橋頭跳車。合理預設過渡段，鋪砌混凝土或者石塊。如果出現較大的沉降量，重新鋪砌路面保證交通不受到影響。過渡路面的銜接可以采用混凝土制成的搭板，保證過渡位置平緩，不會出現橋頭跳車。工程中所應用的混凝土形式的搭板，應該滿足相應標準和規范，不允許擅自更改工藝的，必須保證混凝土的坡面平整。

5.2 降低土體蠕變

采用砂礫石來對臺背進行填充，臺背的模量數值極大，必須壓實，操作的復雜程度不高。所應用的材料應該具有極好的排水性，避免自身的形狀發生改變，擠壓樁柱，摻混生石灰與碎石塊相提高土體的密實度。土工形式的格柵，通過錨固功能得到合理固定，在臺背的位置處，避免土壤隨著臺背沉降，促進土體抵御形狀改變能力的提高。臺背的填充如果采用無砂混凝土來進行，確定比例的水泥、粉煤灰以及粗細骨料共同構成了無砂大孔徑的混凝土，這類混凝土在自身性質的作用下，完成定型，完成固結以后，質量變小，沉降也會減少。

5.3 地基問題

如果路橋過渡段的施工所在位置屬于軟土路基中，那么在開始施工之前，需要對其進行處理才能進行施工，這樣可以有效避免發生沉降現象。路橋過渡段軟土路基施工的過程中，要根據軟土的類型和性質，選擇最佳的施工方案，以保證其具備工程要求的承載能力，提高整體穩定性。以某路橋工程項目為例，筆者在進行現場勘察時發現，該施工區域是明顯的軟土層，根據地質勘測報告發現，該工程的道路線路處于厚度較厚的軟土基層中。本路橋工程中的橋頭填土較高，高路堤的填筑，能夠有效防止沉降現象的出現，但導致在后續施工中的整體路面工程和線形存在較大的變化，不僅會影響道路形式的舒適性，同時還容易導致車輛行駛安全性的下降。因此，在橋接坡30m范圍內使用單軸雙向水泥攪拌樁進行處理，樁身需要穿透軟土層，通過這一系列的施工之后，可以大大提升該部分路基的承載能力，保證道路的安全性和穩定性。

5.4 排水問題處理措施

路基的排水施工是整個路橋過度端施工的主要工作。如果排水工作的完善程度不足，就會導致路橋過度段表面的穩定程度不足無法抵御強度較大的載荷。施工中，要嚴格、全面的做好排水工作，一般通過設置截水溝、盲溝以及排水管的方式來實現過渡段的排水。同時，負責的部門需要加固處理，保證路橋過渡段的順利排水，石路基的使用性能以及承載能力得到保證。

5.5 加強過渡段路面的維護

修建路基時，破壞原來土壤的平衡性或者對平衡性產生較大的影響，導致路基整體受到的載荷量過大。相關道路施工單位應該對全國路橋過渡段進行細致的維護，坡面的維護主要目的：①避免地表水對路面的持續沖刷，導致巖石風化、發剝離現象；②促進環境和橋面的相互平衡、彼此協調。結合石砌的方式進行施工，這與其他操作的最大區別就是路基坡面的形式不同，所應用的施工辦法也存在著較大的差別，必須合理區分。路基路面的巖石層容易破碎，需要選擇適當的材料提高強度，比如：應用塑性網格、錨桿掛絲網等方法。

結語

綜上所述，我國現階段公路橋梁的建設范圍不斷拓展，工程建設技術也持續優化和更新，國家對橋梁建設質量的要求逐漸提高，路橋過渡段的施工安全性對橋梁的整體性能具有較大的影響，所以必須合理管控，以保證道路橋梁運行的安全性和耐久性滿足實際要求。

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