高速公路路基與橋涵過渡段施工技術探究

摘要：作為高速公路軟硬路面過度區域，路基與橋涵過渡段的臺背及構造物位置易發生不均勻沉降，從而導致橋頭跳車情況，使得行車體驗感和安全性受到影響[1]。針對高速公路路基與橋涵過渡段施工技術展開研究，闡述公路路基與橋涵過渡段施工技術研究意義，分析高速公路路基與橋涵過渡段施工技術要點，在此基礎上提出高速公路常見橋頭跳車病害特征及原因，并有的放矢的建立施工技術處置策略，針對路基與橋涵過渡段實施有效質量控制措置，以幫助相關工程避免發生類似病害。

關鍵詞：高速公路;路基;橋涵過渡段;施工技術

0" "引言

高速公路工程涉及很多橋涵項目，橋涵結構多為混凝土鋼筋類剛性材質，而路基土質材料則相對較軟，公路路基同橋涵過渡段為軟硬結合區域。由于不同的地基處理模式引發的沉降變化，極易使路面產生縱坡或臺階式的形變，導致車輛行駛顛簸，即橋頭跳車現象[2]。

此現象使得行車體驗感和安全性受到影響，輕者會阻礙道路的通行效率，重者會導致橋梁接縫路面、橋涵伸縮縫、臺背部位的損壞。本文結合實際高速公路施工建設，圍繞高速公路路基與橋涵過渡段施工技術展開研究，提出橋涵過渡段不均勻沉降解決方法，建立完備的施工質量控制措置，確保過渡段區域施工效果的堅固平整。

1" "高速公路路基與橋涵過渡段施工技術要點分析

1.1" "施工工藝流程

高速公路路基與橋涵過渡段施工工藝，應按照處置過渡段地基、回填臺背集成混凝土、水泥級配碎石攪拌及運輸、砌筑臺背滲水墻、分層填筑本體過渡段、分區分層壓實操作、路基養護、施工質量檢驗等工序完成。具體施工工藝流程如下圖1所示。

1.2" "填筑路基施工技術

1.2.1" "篩選填筑材料

填筑材料的性能直接關系到高速公路路基及橋涵的填筑、壓實質量效果。參考路基建設行業規范及現場實際施工情況，材料篩選應重點考慮水穩性和強度參數，便于后續的路基挖掘、壓實施工。盡量選取最優填筑材料，避免盲目選取[3]。合理利用工藝性檢測試驗，確定填筑材料材料特性數據及質量，確保材料的含水率及密實度符合施工標準，參考路基每層厚度篩選具體材料粒徑，應控制粒徑取值低于層厚的2/3為宜，同時材料顆粒強度應高于15MPa標準。工藝性檢測試驗數據應通過監管部門鑒定，如不達標應繼續篩選、試驗，直至確定鑒定結果符合施工要求后方可投入使用。

1.2.2" "基礎路基處置

作為高速公路的基礎結構部位，路基施工是工程施工質量保證的前提條件。在路基填筑施工前，應實施系統的路基前期勘測和處置，如土基的前期處理、植被水文情況勘測等[4]。

由于各個路堤路段情況各不相同，在處置時應根據地質條件選取合適的施工方法，利用挖除或換土的方法及時清理堵塞路基淤泥。淤泥處置后立即實施填筑工作，避免發生淤泥循環堵塞情況。同時選取適合機械完成壓實土基基底操作，壓實道路路堤坡度應小于1：5，如果超出，應通過地面開挖的方式使其形成超過1m寬的臺階，然后進行后續施工。通過落實每項基礎路基處置工序，保證路堤平整度和使用耐久度。

1.2.3" "試驗路段試驗

選取具備可代表高速公路斷面、土質特征等條件的路段實施填筑試驗，試驗路段距離控制在160m以內，通過標準施工模式驗證施工中各項質量指標數據是否符合工程要求[5]。確定符合施工要求的工藝參數，通過科學手段調整不滿足要求的數據，控制材料應用得當，路基處置方法合規，施工技術應用性較強，為高速公路長距離正式施工提供科學依據。

2" "高速公路常見橋頭跳車病害特征及原因

2.1" "路基基礎沉降

路基基礎下降是橋頭跳車的主要成因，因為高速公路土基情況不同，會導致不同的地基沉降效果[6]。針對軟土地基滲透效果差、壓縮性大、含水率高的特征，雖施工后短期內不能出現結構失穩，但后期橋涵施工會導致土體擾動。如遇長期的車輛動載荷碾壓作用，會因結構變化出現較大程度的沉降量。如施工過程土基排水等處理不得當，后期使用會較大幾率出現地基沉降變形、橋頭跳車問題。

針對硬質土基，雖其土體具有較高穩定性，沉降情況發生幾率較小，但遇到高填路基施工，受長期重力載荷、車輛動載荷碾壓及惡劣環境影響，同樣會造成路基沉降情況，引起橋頭跳車病害。同時，路基沉降會引起搭板局部位置發生底部脫空，如未設置足夠厚度的搭板，將難以承受設計荷載，導致搭板斷裂。

2.2" "路基表面結構層壓縮導致沉降

高速公路建設需求標準的提升，使得道路厚度結構也在增加，由于存在路面碾壓操作難以超出臺身高度的情況，導致臺身后墊層、基層位置的密實度無法達到設計標準。高速公路投產使用過程中，受車輛動載荷產生振動效應，此類密實度難以達到標準，極易產生路面沉降。雖然沉降效果不明顯，但伴隨其他沉降的共同作用同樣會影響車輛通過舒適性，形成橋頭跳車現象。

2.3" "路基表面軟硬變化導致橋頭跳車

路基表面軟硬差異會導致車輛經過產生不同的振動情況[7]。由于高速路橋臺等位置具有較大剛度結構，其與路基連接處多使用柔性材料，以提升車輛通過的舒適程度。車輛經過路面與橋涵銜接過渡段，會因為剛度的差異，導致不同剛度位置產生不同的沉降形變量，從而引發橋臺與路基的錯臺。同時過渡段突發的剛度差異，也增加了車輛橋頭跳車情況的發生幾率。

2.4" "橋涵臺背填土路基沉降

橋涵臺背填土路基投入使用后，經過行駛車輛動載荷作用會引起土體填充孔隙率降低，從而造成土體壓縮引發沉降的幾率，導致路基與橋臺間產生錯臺病害。同時，受到雨水的侵蝕，如遇橋涵臺背土基排水效果差等情況，也會對填土穩定性造成影響。此時如果橋臺搭板長度設置較短，受過大的臺背填土影響，路堤與搭板間銜接位置會出現相對轉角及明顯的相對縱坡。因此，針對橋涵臺背填土路基壓縮沉降，應合理控制施工環境、填筑材料及具體的橋涵臺背填土路基施工技術。橋涵臺背回填如圖2所示。

3" "高速公路路基橋涵過渡段施工技術應用策略

3.1" "過渡漸變處置降低沉降技術應用

3.1.1" "合理搭設橋頭搭板

科學搭設橋頭搭板的目的，是控制過渡橋臺同路堤之間的縱向不同高低沉降，使沉降坡度限定在可控區間。搭設橋頭搭板的工作原理是借助縮小路面與橋臺的距離，通過錨筋連接搭板和橋臺，并在搭板末端搭設淺埋加厚埋板，以減少二次跳車發生的概率。

通過搭設橋頭搭板實現坡度預留，利用路橋沉降坡度值確定橋涵過渡段參數，進而合理調整橋頭與路面的坡度值。通過搭板承重數據橋頭載荷對路面影響，確定搭板應力和搭板使用時限呈反向關聯。利用實際施工預估橋頭與路面的作用力，科學處理搭板應力，以延長其使用期限。控制路堤高度及搭板長度，保證搭板長度大于50cm，厚度超過25cm，根據實際情況可選擇應用雙段搭板技術，降低路基沉降和橋頭跳車情況發生。搭設橋頭搭板原理如圖3所示。

3.1.2" "搭設軟質橋臺

為有效緩解路堤與橋臺之間軟硬剛度差異，同時確保橋臺本身剛度不變，使過渡段動載荷沉降形變同硬質土基之間形成平滑過度，從而達到緩解過渡路面縱向坡角度的目的，并能有效避免橋頭跳車，可通過搭設軟質橋臺予以實現。搭設軟質橋臺方式適用于大多數橋梁結構，但搭設工序相對復雜。

3.1.3" "漸變樁搭設技術

通過擠密樁進行地基加固時，可同時搭設漸變樁使縱向沉降得到有效緩解。進行橋臺過渡段施工時，通過減少橋臺到路基之間間距，延長樁長度等方式實現剛度平滑過渡。控制搭板兩端沉降高度差應在合理范圍區間。

3.2" "降低地基沉降技術應用

3.2.1" "選用輕質填料

粉煤灰是較常用的輕質填料，其具有良好的透水性能、較小壓縮性、高強度、質量輕等特性，利用粉煤灰可有效降低路基同橋涵過渡段沉降。經過碾壓操作后的粉煤灰，一般會表現出無塑性特質，應通過加水處理增加含水率，保證材料壓實效果。

粉煤灰具有毛細水特性，如果未經過特殊工藝處理，極易因內部雨水等滲透造成流失，因此在攪拌壓實時可配比合適比例的石灰、水泥摻料，以增加其固結防水性，使其達到工程所需的防沉降路基強度。

另一類輕質填料為泡沫聚苯乙烯，其質量同樣較輕，其容重為填充土基容重的3%。且泡沫聚苯乙烯具備較大的變形模量和高穩定性能。在路基與橋涵過渡段施工中，充分利用泡沫聚苯乙烯優勢，可有效緩沖車輛動載荷及路堤自重對路基的附加應力作用，緩解橋臺側壓力，有效控制地基沉降與橋臺臺背沉降差。

3.2.2" "重點處置橋頭軟質地基

高速公路橋頭軟質地基受動載荷作用易產生沉降，當前主流的軟基處置主要為排水固結技術、復合加固地基技術、以石清淤技術、換土墊層技術等，應根據不同施工部位選擇適當技術。

針對淺層軟土地基，應采用換土墊層技術或以石清淤技術處理，實施高度應低于3m。針對飽和軟黏土或有機黏土路基時，應選擇排水固結技術處理，主要通過超載預壓及真空堆載預壓處理，然后安裝塑料排水板，并搭建袋裝砂井的方式實現。

針對局部范圍的軟土固化改良，通常選擇復合加固地基技術實現，利用水泥攪拌樁、噴樁、碎石樁等方式減輕過渡段土基沉降。

3.3" "臺背排水技術應用

科學應用臺背排水技術，建立良好的過渡段排水系統，可有效降低橋頭跳車和錯臺發生概率。臺背排水技術應用前，應詳細勘測施工地點降水及土質滲水情況，合理篩選填料類型，進而確定科學的排水模式。合理搭設排水管及排水盲溝，避免雨水滲透進土基，防止橋臺路基受雨水侵蝕，并通過設置排水地溝方式進行地下水的及時排除。

在地溝四周采用梅花結構方式，鋪設直徑大于1cm、孔徑多于0.5cm的塑料管，控制塑料管鋪設間距約為10cm。為保證填料的干燥性，防止地下水滲透到地下，致使地基結構發生破壞，應在臺背后側加蓋具有防水效果的油氈布，并在橋臺背面設置防水涂層。

在路基回填施工時，如果已發生較大程度的滲水，且回填區域較大，為控制路基結構的破壞程度，達到良好排水效果，應在回填位置底部設置水平橫向滲水槽，滲水槽的相互間距約為2cm，排水管直徑為10～15cm為宜。

6" "結語

作為高速公路路基的軟硬過渡區域，路基同橋涵過渡段位置易發生不均勻沉降，從而導致橋頭跳車情況，使得行車體驗感和安全性受到影響。過渡段施工技術一直是人們關注和研究的重點，其施工效果直接關系到高速公路使用過程的行駛安全和耐久堅固性。

本文結合高速公路施工建設實際，通過研究高速公路路基與橋涵過渡段施工技術，提出橋涵過渡段不均勻沉降解決方法，形成科學的施工質量控制措置，保證過渡段區域施工穩固和平整效果，降低路基沉降不均、橋頭跳車等病害發生，提升高速公路建設質量和使用效果。

參考文獻

[1] 宋康.高速公路路基與橋涵過渡段的施工技術[J].黑龍江交通科技，2018（8）：51+53.

[2] 駱大新，陳婷.高速公路路基與橋涵過渡段的施工技術探析[J].工程技術研究，2017（10）：51+71.

[3] 張冰清.朱德慶道路橋梁過渡段軟基路面的施工[J].工程建設與設計，2018，66（19）：219-221.

[4] 熊艷，付林娟.高速公路路基與橋涵過渡段施工技術[J].交通世界，2017（31）：52-53.

[5] 駱大新，陳婷.高速公路路基與橋涵過渡段的施工技術探析[J].工程技術研究，2017，40（10）：132-134.

[6] 海晟平.高速公路路基與橋涵過渡段的施工技術探討[J].四川建材，2020（5）：178-179.

[7] 李琴.公路路基與橋涵過渡段的施工技術[J].交通世界，2018（21）：28-29.