道路橋梁沉降段路基路面設計要點分析

牛濟民

摘 要 交通事業發展迅速，路橋工程也迎來了全新的發展機遇，工程建設規模日益擴大，也暴露出設計和施工方面存在的問題。部分項目設計之前，相關人員對于地質勘探不足，布孔設計相對較少，鉆探過程深度不夠，難以及時發現橋頭位置軟基問題是否存在，對軟土路基范圍、路基力學性質相關指標了解不詳細，導致設計或者施工當中方法選擇不當，使過渡段的路基和路面出現不同程度的沉降問題。隨著車輛荷載增加，路基沉降對于道路橋梁的結構造成破壞，產生的安全隱患不容忽視。因此，需要從設計階段入手，對于橋梁過渡段位置路基和路面進行合理設計，并采取有效處理措施。本文主要對道路橋梁沉降段路基路面設計要點進行了分析。

關鍵詞 道路橋梁工程 沉降段路基路面 設計要點

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）11-0057-02

現階段道路橋梁工程建設面積不斷擴大，在實際建設與運營期間存在的各類問題更加顯著。為降低沉降路段路基路面病害問題發生概率，需要結合工程實際建設要求，不斷優化設計方案內容，切實保障工程實際效果，增強道路橋梁工程沉降段路基路面各項力學性能，保證道路橋梁工程穩定、可靠地運營。

1 路橋過渡段結構力學特點

過渡段屬于道路、橋梁二者連接部分，因此分析此結構力學特點對于道路橋梁設計工作具有指導作用。設計人員應該明確過渡段力學特征，對于道路橋梁的結構展開合理設計。整體分析，道路工程通常是在巖土上方完成路基、路面等修建工作，進而建設完整的交通平臺。橋梁也是在巖土上方修建，對于路橋過渡段，橋梁、道路的剛度存在明顯差異。路橋工程穩定性是保證施工質量的重要前提，決定著路橋施工安全。設計人員通常為保證橋梁施工安全，對于過渡段合理設計，控制此結構路基和路面的沉降量，并明確結構剛度要求、允許沉降量指標等。路橋沉降段使用期間會受到自身壓縮性、車輛荷載等因素影響，導致道路使用期間長期處于變形狀態，特別是當過渡段沉降差增大時，就會導致車輛晃動或者跳車等問題出現，不但對行車安全產生影響，而且還會影響道路耐久性。所以，需要設計人員對于過渡段力學特點有明確掌握，進而對于路基、路面等結構展開標準化設計。[1]

2 路橋過渡段位置路基路面發生沉降原因分析

2.1 設計要素

在高速公路路橋及過渡段，造成橋梁路基及橋臺路面嚴重沉降的主要原因除以上具體論述外，還包括橋梁路基及橋臺的設計、壓實橋梁的施工與維護、過渡段橋梁搭板結構設計等。橋梁施工中，根據實際施工情況，應盡量優先選擇適當的鋪筑時間和施工地點，人工鋪筑整個過渡段的主橋臺面，若不能完全壓實，將對整個過渡段的搭板壓實和施工效果產生極為不利的影響。所以，在建筑橋臺基層鋪筑板的施工設計過程中，盡可能做到橋臺搭板在壓實前已全部鋪筑完畢。另外，在我們進行建筑施工的過程中，排水系統也是一個直接影響工程質量的重要因素，完全不能忽視。如果某些填料在施工過程中總體含水率變得過高，或施工水平和配料的設計不完全符合要求，那么也會在很大程度上降低建筑土的承載力，使建筑土產生不同程度的膨脹沉降。[2]

2.2 剛度差異因素

由于道路、橋梁二者之間存在高度差異，可能導致路橋過渡段路面、路基等發生沉降。因為橋梁屬于剛性結構，道路由路基、路面共同組合而成，屬于柔性結構，二者無論是在荷載能力方面，還是結構剛度上都存在較大差異。車輛在上方行駛時，橋梁可能出現的變形問題相對較少，而路基和路面可能受到自重影響出現不同程度形變量，因此導致路橋過渡段形變程度不同，可能增加交通安全風險。[3]

2.3 橋梁橋頭設計不合理

在道路橋梁工程中，橋頭結構需要承受最大的行車荷載。如橋頭結構設計不合理，會嚴重影響工程實際建設期間的總體質量。在實際設計過程中，設計部門沒有結合施工現場地質勘查文件，導致設計出的施工方案與施工現場實際情況存在一定差異，嚴重影響橋梁工程整體建設水平，出現路基路面不均勻沉降問題。

3 道路路基設計要點

3.1 道路路基設計原則

在道路橋梁工程實際施工與運營期間，填筑環節、施工機械設備及行車荷載均會對路面路基結構造成不同程度的破壞，導致基礎結構與其他附屬設施相繼發生變形損壞，如橋臺、擋土墻等。因此為從根本上提升道路橋梁工程路基結構各項力學性能，還需要著重關注路基穩定性設計工作。針對存在于道路橋梁工程中的路基沉降問題，需要做好軟土路基的填筑工作，路基沉降后再進行其他構筑物的施工，避免路基沉降問題會使道路橋梁工程中的、擋土墻或橋臺等結構出現變形問題。[4]

3.2 道路路基設計高度

在道路橋梁工程路基結構高度設計過程中，需要重點關注高度設計工作對工程整體建設質量帶來的直接影響。要求高度設計工作應當著重考慮工程實際施工效率、施工成本及施工難度。最大限度提升工程對土地資源的利用率，切實保障工程建設全過程的綜合效益。

4 沉降段路基路面設計的內容

4.1 地基和路基的設計

通常而言，橋臺結構利用混凝土材料制作而成，結構剛度大，路基剛度小，所以設計地基、路基等結構時，如果不能對橋臺、路基存在的剛度差異進行妥善處理，就有可能出現路面沉降問題，會導致橋頭跳車這一現象的發生。因此，設計階段應該按照科學方法，盡量控制橋臺、路基存在的剛度差異，保證過渡段路基和路面在施工過程的質量。具體而言，設計階段可使用增強過渡段強度的方法指導施工。在路堤、橋臺二者中間設置寬度50m漸變帶，并在其中填充級配材料，為過渡段強度提供保障。與此同時，還可填筑引道位置的路基，如果路堤屬于合成加筋材料，應該采取有效措施提高其承載能力，在過渡段的路基處及時填土，保證路堤基礎承載力，以免其使用過程出現沉降。除此之外，還需注意道路橋梁工程若屬于高等級路面，應該確保路橋過渡段沉降量處于5cm內，控制坡度差低于0.4%，若超出此指標，就會為施工質量帶來嚴重影響。[5]

4.2 科學合理設計沉降結構

我國道路橋梁建設規劃缺乏統一的建設標準，直接導致規劃實施過程中各施工團隊缺乏相關依據。具體施工過程中，施工單位通常會結合以往施工經驗和現場調查結果進行設計和施工。施工過程中，要高度重視帶材長度和強度的設計，以避免占用。例如，提高土壤抗剪強度可以有效避免沉降，因此需要考慮沉降、沉降物和邊坡開口。地網的合理應用可以滿足有效提高路基穩定性、減少人行道沉降以及通過置換地面質量避免地面路基位移現象的要求。規劃沉降段時，路基各段施工強度可能不同，強度不同的混凝土可以完成合理過渡，達到合理區域內各路基間沉降值。一般來說，沉降路基與橋梁的梯度差異大于51厘米，沉降差異控制在5厘米以內。

4.3 特殊路基設計

根據現場勘察數據，本工程主要采用軟土地基，充分考慮工程整體質量和效益的要求，分析軟土的特點，應遵循以下原則：（1）沙袋+預壓處理應適用于一般軟土路段的施工;（2）水泥攪拌樁+等荷載預應力處理應在目前的坡道附近，在橋梁施工的整體支護區域附近進行;（3）對于反鏟后面30米內的軟土部分，采用CFG樁+sack砂孔+預壓處理;（4）對智谷b區南部地下室開挖施工，采用水泥攪拌樁+預拌體預應力;（5）道路段不能達到高壓線路的凈高度時，高壓噴射灌漿樁+預應力等于荷載。

4.4 后臺填筑施工技術方面的要點

施工過程中，項目負責人應更加重視自己的責任，選擇合理、符合規范的施工技術和材料進行施工。道路和橋梁施工現場，工人應使用輕質背景填充材料，將其完全壓實，以減少沉降的可能性。在此基礎上，施工采用了背景混合模式，也可以更好地減輕人行道填土的負擔。應當注意的是，在實際施工過程中，工程機械和運輸車輛都可能影響路基填筑，因此很有必要提高路基填筑的穩定性。[6]

4.5 路橋路基路面沉降段施工過程控制

（1）搭板的設置。為了避免道路和橋梁路基中路面的沉降，可以設置導板。混凝土設置可以使parallel板的頂面平行于路面，橋的底板與頂面匹配。還可以形成與正常路段頂部平行的板塊頂面，達到平穩過渡到下沉橋梁的目的。具體調整過程中應考慮車輛載荷的影響。此外，還應考慮為施工選擇的材料、橋臺后部填充體的強度等;（2）基坑軟基施工。爆破方法、塑料排水板等方法在公路橋梁垃圾堆放場軟基施工中較為常見，主要原因是加固效果較好、施工時間較短、沉降量較大。但是費用高，施工時間長，這要求我們在具體設計中充分考慮實際情況，合理選擇施工方法，并在保證工程質量的基礎上盡可能降低工程造價;（3）人行道填實關鍵點。合理填筑道路和橋梁人行道可以有效提高人行道的強度，從而防止人行道脫落。一般來說，專業人員填土時，有必要對當地土壤進行取樣分析，然后根據分析結果選擇最佳填料。一般來說，填料的含水量較低，可以有效地防止路面因水的大量蒸發而脫落。通常，沙子或石頭被選作填充物;（4）優化邊坡填充。為了確保選擇合適的邊坡材質，需要依賴試驗并根據試驗條件選擇最佳填料。結合實踐，優選砂等含水量低、透氣性好的材料，但不推薦土等材料;（5）后臺充填。實踐表明，輕質充填材料具有較強的抗壓強度和良好的土壤阻嚇效果。因此，在實際選擇背景填充材料時，應選擇橋臺和路基材料剛度控制之間的剛度，以提高緊湊性和透水性;（6）嚴格控制排水施工質量。對于降水較多的地方，擅長排水是防止公路橋梁地下沉降的重要。修建排水管道可以防止沉降段雨水積聚，防止雨水浸沒對路面的影響，同時還需要考慮地下水的位置并確定地下水位。

5 結語

總而言之，道路橋梁工程建設水平可直接影響地區經濟發展速率，為切實保障道路橋梁工程建設效果，還需要重點分析引發各結構病害問題的原因，不斷優化實際設計方案。嚴格管控路基路面沉降問題，選擇適宜的工程施工材料，選擇適當的工程施工技術，增強路基路面結構各項力學性能，切實延長道路橋梁工程全生命周期。

參考文獻：

[1] 代珊珊.道路橋梁工程沉降段路基路面設計要點分析[J].工程技術研究，2020，05（11）：227-228.

[2] 馮秀亮.路橋過渡段路基路面設計要點及沉降處理措施[J].四川建材，2020，46（12）：152，162.

[3] 鄭華君.市政道路工程中沉降段路基路面施工技術的應用[J].黑龍江交通科技，2020，43（11）：49-50.

[4] 賴學超.路橋過渡段路基路面的結構設計分析[J].低碳世界，2019，09（04）：214-215.

[5] 李紅濤.道路橋梁沉降段路基路面施工技術要點探究[J].城市建設理論研究：電子版，2018（29）：106-107.

[6] 張健.高速道路橋梁沉降段路基路面設計要點分析[J].交通世界，2019（22）：54-55.