淺談路橋過渡段路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計

尹長勇

（太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，山西 太原 030002）

我國道路建設(shè)發(fā)展至今其建設(shè)規(guī)模和建設(shè)技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。隨著人們生活水平的提升，交通量在不斷增加，路橋工程建設(shè)越來越受到人們的重視。路橋工程建設(shè)不但能夠更加便于人們的日常交通出行，同時也推動了我國經(jīng)濟(jì)以及交通業(yè)的發(fā)展。但是從目前情況來看，受到設(shè)計技術(shù)等方面因素的限制，我國路橋過渡段的建設(shè)以及施工中還存在著不同類型的問題，特別是路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的問題更是如此。

1 路橋過渡段的力學(xué)特征

作為連接道路和橋梁的紐帶，路橋過渡段力學(xué)性能分析對其基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量提升具有重大影響，確保路橋過渡段的力學(xué)特征把控的合理，能夠?yàn)槁坊访娼Y(jié)構(gòu)的規(guī)范化設(shè)計提供有效指導(dǎo)。從結(jié)構(gòu)形式來看，道路和橋梁存在一定的差異；具體而言，道路工程以巖土基礎(chǔ)為載體，并在其上部進(jìn)行路基和路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工，確保了交通平臺的形成；而橋梁工程雖以巖土為基礎(chǔ)，然其上部為各種形式的橋梁結(jié)構(gòu)，這就使得橋梁交通平臺與道路交通平臺存在明顯的豎向剛度差異，并在路橋過渡段形成對比。就路橋應(yīng)用過程而言，穩(wěn)定性是橋梁工程建設(shè)質(zhì)量控制的重要因素，為確保橋梁應(yīng)用的安全性，工程設(shè)計人員在橋梁建設(shè)初期，往往會對其結(jié)構(gòu)剛度和沉降指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，使得其沉降變性較小。而道路工程應(yīng)用中，其不僅會受到通行車輛荷載的豎向壓力，同時也會受到自身壓縮特征的影響，故而存在較為明顯的長期變形，導(dǎo)致路橋過渡段沉降差的形成。需要注意的是，一旦路橋過渡段存在沉降差，則車輛在行駛過程中就會出現(xiàn)跳車、振動和搖晃等現(xiàn)象，不僅影響行車的安全性，更對會通行效率、道路耐久性造成較大影響。基于此，把控路橋過渡段力學(xué)特征，實(shí)現(xiàn)其路基、路面結(jié)構(gòu)的規(guī)范化設(shè)計勢在必行。

2 路橋過渡段路基路面問題分析

1） 對于軟土地基的處理不良，對于路橋過渡段施工來說，最為重要的問題之一就是地基問題。在路橋過渡段施工時，因?yàn)殂@探工作不足、鉆探深度不滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，對于技術(shù)人員的工作造成了阻礙。設(shè)計人員無法準(zhǔn)確判定出軟土地基深度、范圍以及相應(yīng)性能，影響到路橋設(shè)計準(zhǔn)確性，造成路基沉降問題，引發(fā)橋頭跳車問題，影響到人們的正常出行。2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，受到基礎(chǔ)設(shè)施以及技術(shù)水平方面的影響，路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計中還存在某些問題。雖然經(jīng)過了近些年的優(yōu)化設(shè)計但是無法從本質(zhì)上解決路橋過渡段問題。3） 邊坡防護(hù)措施問題，相關(guān)人員對于邊坡防護(hù)在路橋過渡段路基路面施工中的重要性認(rèn)識不足，缺少合適措施對橋頭引道實(shí)施邊坡防護(hù)，從而引發(fā)路橋臺背的填土流失以及安全事故問題。

3 路橋過渡段路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

3.1 有搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計

有搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計可增強(qiáng)路橋過渡段的穩(wěn)定性，從而規(guī)避橋頭跳車的問題，盡管有搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢十分明顯，但是受到主觀因素的制約，施工單位搭板應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相對匱乏，過渡段也容易發(fā)生路基沉降差。因此，在設(shè)計施工中，通常會設(shè)置枕梁，并結(jié)合反向坡度的實(shí)際情況調(diào)整枕梁。

3.2 不設(shè)置搭板時路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

1） 從現(xiàn)階段來看，我國公路在大中橋位置都設(shè)置有搭板，如果這些搭板受到破壞就會影響到車輛的正常運(yùn)行，同時具有較大的施工難度和較高的維修費(fèi)用，所以某些發(fā)達(dá)國家并沒有在過渡段設(shè)置搭板。從目前來看，路橋過渡段發(fā)生跳車的主要原因就是引道和橋臺兩者之間的剛度差，所以最為有效的方式就是優(yōu)化橋臺后路基的整體剛度，確保其良好的剛?cè)嵝阅堋Ｋ暂^為常用的材料就是柔性向剛性過渡的材料，最為合適的就是半剛性材料，粒料次之。例如某路橋工程的橋頭引道采用半剛性材料實(shí)施填充，經(jīng)過長時間使用證明其效果較好，能夠有效降低差異沉降問題。2） 如果不考慮橋臺邊界條件的影響，那么可以將引道和常規(guī)路段同樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。但是從路基沉降分析得知，隨著壓實(shí)度的增加素土的壓縮模量也有所提升，但是因?yàn)槠浠鶖?shù)相對較小，就算其壓實(shí)度較高也無法改善其最終的沉降量，所以對于高填方橋頭路基來說不適宜采用較多的素土進(jìn)行填筑。另外，在考慮到路基沉降造成橋頭跳車嚴(yán)重性的情況下，若是不設(shè)置搭板，那么橋頭高填方路面結(jié)構(gòu)可以用無機(jī)結(jié)合料，要保證底基層厚度在3m 之上，底基層和素土壓實(shí)度達(dá)到95%。

3.3 過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行過渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計時，土工格柵是其設(shè)計的首選，土工格柵沒有什么特殊的要求，只要其施工規(guī)范，土工格柵就能充分發(fā)揮出其強(qiáng)大的抗剪功能，與周邊的土質(zhì)合為一體。同時還能在極大程度上增強(qiáng)土體的承載力，避免土體發(fā)生形變，進(jìn)而極大的提升路基的穩(wěn)定性，除此之外，合理的設(shè)置土工格柵還能使其與土體產(chǎn)生一定的摩擦力，這種摩擦力能有效減緩臺背測垂直方向上的應(yīng)力，提升過渡段路基的承載力，從而使得路基沉降的概率大大降低。此外，在具體的施工過程中，還可采用水平布置的方式進(jìn)行施工，通過科學(xué)合理的施工方式，能在很大程度上減少路基受到行車荷載后變形的現(xiàn)象。

3.4 過渡段路基壓實(shí)工藝設(shè)計

路橋過渡段建設(shè)中，要確保路基承載能力提升，避免路橋沉降變性，則在路基填料和壓實(shí)過程中，應(yīng)對其材料和工藝進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。就目前而言，以黏土作為路基填料是較多道路工程路基建設(shè)的主要形態(tài)。壓實(shí)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮道路運(yùn)維變形的影響因素，從而在把控黏土材料特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行具體指標(biāo)的規(guī)范設(shè)計，并在分層填筑和壓實(shí)工藝應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)路基沉降變形的有效控制。

3.5 加大埋深控制力度

當(dāng)前，路橋過渡段路面結(jié)構(gòu)搭板設(shè)計主要有三種形式，分別為臺階式、變厚式和等厚式。而且搭板的深度也有所不同。搭板埋深直接影響了路基路面的穩(wěn)定性，且不同埋深的搭板要求也有所不同。高置式搭板要與橋臺頂面的高度相同；中置式遠(yuǎn)臺端的搭板頂面需在路面面層及基層的中間；低置式遠(yuǎn)臺端的搭板頂面不得超過路面基層；路橋過渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，埋設(shè)方式的選擇必須充分結(jié)合建設(shè)要求，全面了解不同埋設(shè)方式的特點(diǎn)，進(jìn)而加強(qiáng)其科學(xué)性與合理性。

3.6 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

搭板設(shè)計是路橋過度段路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心所在。具體而言，搭板設(shè)計以道路和橋梁連接區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，并在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行緩沖、過渡搭板的設(shè)置，避免路橋豎向剛度的直接碰撞。就路面搭板設(shè)計過程而言，搭板規(guī)格和土工格室施工是其設(shè)計的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。就搭板應(yīng)用而言，重力式搭板、樁柱式搭板和肋板式搭板使其常見的三種應(yīng)用形態(tài)。設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際工況，對其進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)范的設(shè)計應(yīng)用。另外，土工格室施工、搭板下部填料等都對其整體規(guī)格把控具有較大影響。一般情況中，為確保路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用合理，避免路橋過渡段跳車現(xiàn)象的發(fā)生，其搭板設(shè)置需滿足以下指標(biāo)。搭板設(shè)計過程中，為確保搭板下部沉降差的有效控制，可進(jìn)行枕梁加入或搭板后背填筑物的規(guī)范施工。需要注意的是，搭板后背填筑物的設(shè)計應(yīng)用是一個柔性化的支撐結(jié)構(gòu)，設(shè)計人員應(yīng)對其壓實(shí)度進(jìn)行規(guī)范控制，確保其壓實(shí)程度保持在96%以上，從而實(shí)現(xiàn)路橋過渡段沉降差的有效控制，提升橋梁提升通行質(zhì)量。

3.7 提高搭接方案設(shè)計的科學(xué)性與合理性

為方面后期工程施工的開展，必須高度重視基礎(chǔ)設(shè)計和處理，有效加強(qiáng)路橋過渡段的完整性。路基壓縮變形是引發(fā)橋梁兩端下沉的主要原因。在橋面的設(shè)計中，若搭板與面層厚度相同，后期不會出現(xiàn)沉降差。所以，為顯著增強(qiáng)路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，可選擇橋頭搭板的方式。這里要求搭板的加強(qiáng)厚度不得超過2m。搭板所使用的材料要與橋面結(jié)構(gòu)材料相同，并增強(qiáng)荷載分配的平衡性與均勻性，減少線路的振動，從而控制結(jié)構(gòu)變形，確保行車的舒適性。

4 結(jié)語

在道路橋梁的建設(shè)過程中，注重對路橋過渡段路基路面的設(shè)計和施工質(zhì)量是極其重要的。過渡段的的合理設(shè)計及良好的施工質(zhì)量是整個路段行車品質(zhì)的重要保障。因此，施工人員必須牢牢把握路橋過渡段路基路面設(shè)計要點(diǎn)，并采取路橋過渡段的變形控制、合理設(shè)置緩和過渡段路橋、提升地基承載力等方法進(jìn)行解決，這樣才能有效減少路橋施工的問題，降低其使用的安全隱患，從而最大限度的為車輛的通行提供便利。