市政工程中道路與橋梁連接處設計方案及施工工藝

管文中

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢 430000）

1 道路與橋梁連接處設計的重要性

1.1 直接影響道路橋梁的使用效果

道路和橋梁均是市政工程建設中的重點內(nèi)容，但道路和橋梁的連接部位偏薄弱，受荷載作用時易發(fā)生沉降，嚴重影響該處路段的平整性，給車輛通行埋下安全隱患。因此，必須在工程初期就要做好設計工作，提出一套適用于實際環(huán)境的道路橋梁連接設計方案，以此為指導，高效開展后續(xù)的建設工作，確保道路與橋梁的連接部位有足夠的平整性與穩(wěn)定性。

1.2 關乎地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展

市政工程建設以追求高質(zhì)量為基本目標，在此基礎上力爭達到效益最大化的效果。就具體市政工程而言，現(xiàn)場自然條件、人為因素等均會對施工帶來影響，若在工程設計階段未合理選擇施工技術(shù)，將阻礙工作的順利開展，甚至出現(xiàn)質(zhì)量問題。尤其是道路與橋梁的連接部位，該處質(zhì)量問題的發(fā)生概率更大，從而影響正常的交通秩序。例如，車輛通行效率降低、車輛顛簸感增強等，顯然此類現(xiàn)象均會對地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展帶來影響。因此，只有在正確設計的前提下，才有助于保證工程質(zhì)量，為地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展提供可靠的基礎支持。

2 道路橋梁連接處的設計與施工問題

2.1 橋頭引道的設計方案不合理

考慮到道路的平順性要求，通常在道路與橋梁連接部位設計過渡段，但受橋頭引道設計不合理的影響，車輛在行駛時可能出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，嚴重時導致橋頭搭板受損斷裂，威脅人們的出行安全。此外，為減小道路與橋梁在硬度指標上的差距，在部分工程的連接部位設計中采取設置搭板的方法，但搭板設計的尺寸、選用的材料不合理時，均會影響道路與橋梁的正常連接。隨著使用時間的延長，臺背處的填土會逐步流失，臺背填充密實度不足，路面有塌陷的可能，此時也將加劇車輛通行的危險性。

2.2 邊坡防護不到位

沉降是道路與橋梁連接部位極為常見的質(zhì)量問題，其中，邊坡水毀是關鍵原因。對此，在道路與橋梁連接部位的設計中，需要充分考慮邊坡的防護要求，采取有效措施抵御降雨、洪澇等自然災害。但對于部分市政工程而言，由于設計方面的偏差，防護措施的實際應用效果有限，防護不全面的情況屢見不鮮。道路與橋梁邊坡易受到水的侵蝕，長此以往，路基有不同程度的沉降，自然也會影響車輛的正常通行。

2.3 現(xiàn)場軟土路基的處理效果差

軟土路基是市政工程建設中常見的地質(zhì)類型，其缺乏足夠的承載性能，若直接在該處建設道路與橋梁，在結(jié)構(gòu)自重、行車荷載等多重作用下，軟土路基發(fā)生沉降，道路與橋梁難以平順銜接，車輛行駛時的顛簸感增強，甚至有傾覆的可能。因此，軟土路基的處理至關重要，是工程設計中不容忽視的一項內(nèi)容。在軟土路基處理方案的設計中，通常考慮的是排水固結(jié)、開挖換填等方法。總體來看，現(xiàn)階段軟土路基處理的可選方法較多，但工程人員在選擇路基處理方法時可能會由于對現(xiàn)場軟土路基特性的認識不全面而選擇適用性不強的方法，此時軟土路基處理效果差強人意，后續(xù)也易出現(xiàn)各式各樣的問題[1]。

3 道路與橋梁連接處設計工藝

3.1 正確回填

道路與橋梁的連接部位可采用回填的方法予以處理，具體需考慮到回填材料的選擇以及具體回填工藝。材料方面，以砂性土或其他透水性材料為宜，以便經(jīng)過回填和壓實處理后有足夠的密實度；工藝方面，挖除路堤與臺背結(jié)合部位的松土，經(jīng)過開挖后形成臺階狀，填筑時嚴格控制各層的厚度（通常≤20 cm），且盡可能保證各層厚度的均勻性，適配小型夯實機具進行碾壓，提高回填材料的密實度。

3.2 合理設計橋頭搭板

道路與橋梁連接部位易出現(xiàn)沉降、跳車等異常狀況，在設計時可以考慮設置橋頭搭板的方案。通常，大型道路與橋梁連接部位的長度約為9 m，小型道路與橋梁連接部位的長度約為5 m，具體根據(jù)工程規(guī)模以及現(xiàn)場地質(zhì)、地形等條件而定。為了切實提高道路與橋梁連接部位的密實度，可在連接區(qū)域設尺寸合適、力學性能良好的鋼筋混凝土搭板。將該裝置穩(wěn)定搭在橋臺和路基上，下方設適量的枕梁，通過多類結(jié)構(gòu)的共同組合，使道路與橋梁的連接部位形成平順的過渡段，由此避免搭板斷裂、橋頭跳車等問題。橋頭撘板結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 橋頭撘板結(jié)構(gòu)

3.3 提高道路橋梁連接處過渡段的設計水平

合理設計緩和過渡段，以免因該部分結(jié)構(gòu)不合理而引發(fā)地基沉降問題。對于道路與橋梁的連接部位，需要根據(jù)橋臺背部的土質(zhì)特性合理確定邊坡長度，同時挑選優(yōu)質(zhì)的橋臺背面施工材料，確定適用于現(xiàn)場地質(zhì)條件的地基處理方法，再根據(jù)設計方案有序開展各項工作，切實保證道路橋梁連接處過渡段的施工質(zhì)量。例如，在過渡段的地基加固施工中，可選擇加載法、換填輕質(zhì)材料法等相關方法，必要時采取豎井、點井等相關輔助措施，通過此類設施的應用，有效降低地下水位，減小水對道路橋梁連接處過渡段的干擾[2]。

3.4 設計土工柵格

土工格柵具有一定的彈性，可有效控制連接部位出現(xiàn)大幅度的變形。為了保證設計方案的可行性，設計前需安排專員深入現(xiàn)場做實地勘察，以采集的勘察數(shù)據(jù)為參考，富有針對性地進行設計。而后，再按照設計流程和標準有序開展土工格柵施工的各項工作，最終將土工格柵設置到位。

3.5 正確選擇裂縫處治技術(shù)

道路與橋梁連接部位出現(xiàn)裂縫后，需由專員深入現(xiàn)場做詳細檢查，明確裂縫的類型、覆蓋范圍以及成因，進而以合適的方法予以處治。例如，針對裂縫采取外部復原的方法，此環(huán)節(jié)所用材料為混凝土，通過該類材料的應用，使裂縫部位恢復完整，同時提升道路與橋梁連接部位的穩(wěn)定性。

4 道路與橋梁連接處的設計施工措施

1）針對道路與橋梁連接部位易出現(xiàn)沉降、跳車等問題，在工程設計中應充分考慮到連接部位的質(zhì)量要求，采用設置搭板、回填臺背等方法，強化施工效果。各類道路與橋梁連接處的施工方法在應用原理、實際成效等方面均有所差異，需要視實際情況做合理選擇。對于道路與橋梁連接部位的跳車問題，通常可借助設置搭板的方式予以解決，此時柔性路堤有較大的沉降，并逐步過渡至剛性橋臺上，均衡各結(jié)構(gòu)的關系，使道路與橋梁共同組成完整的整體，避免跳車。除此之外，也可在搭板的末端增設漸變厚度的埋板，在該裝置的輔助作用下，降低連接部位二次跳車發(fā)生的概率，減小跳車所帶來的不良影響[3]。

臺背回填設計中，著重考慮的是道橋連接部位的地質(zhì)以及樁基結(jié)構(gòu)等基礎條件，選用的是石巖渣、砂礫等透水性好、級配良好、強度高、內(nèi)摩擦角較大的材料，在確定優(yōu)質(zhì)的填料后，有效控制填料的使用量，以合理的方法將填料回填到位。此外，可以根據(jù)路基的既有結(jié)構(gòu)特點增設水泥穩(wěn)定層，采用此方法提高路基的剛度；也可根據(jù)道橋連接部位的結(jié)構(gòu)特點設置合適的斜坡，以免出現(xiàn)剛?cè)嵬蛔円约柏Q向變形問題。在采取臺背回填的方法后，有助于減小路面與橋梁的錯臺高度，使路面與橋梁平順銜接，由此緩解連接部位頻繁跳車的問題。臺背回填斷面如圖2所示。

圖2 臺背回填斷面

2）施工水平會在很大程度上影響道路與橋梁連接處的施工質(zhì)量，工程經(jīng)驗表明，若施工方法不當，道橋連接處缺乏平整性和穩(wěn)定性，會由此誘發(fā)跳車現(xiàn)象，并且隨著異常狀況的發(fā)生，還會對周邊原本無質(zhì)量問題的結(jié)構(gòu)造成影響。因此，在對道路與橋梁連接部位進行施工時，需要對關鍵環(huán)節(jié)予以有效控制。例如，對臺背回填材料做壓實處理較為關鍵，原因在于臺背位于路基與橋臺的連接區(qū)域，所處位置較為特殊，壓路機在運行時距離控制難度大，若遠離橋臺則會限制機械設備的作業(yè)范圍（部分區(qū)域難以得到碾壓處理），若鄰近橋臺則會由于機械設備的運行而影響橋臺的穩(wěn)定性，隨之出現(xiàn)路面不平整、壓實度不足等問題。可見，在工程施工中必須合理選擇臺背回填部位的壓實方法。填土壓實作業(yè)宜分層有序推進，各層厚度以20 cm為宜，回填材料的級配、透水性、強度等均要滿足要求，壓實度需達到95%以上。而對于小型機具難以覆蓋的區(qū)域，可轉(zhuǎn)為人工作業(yè)的方法。在以機械為主、人工為輔的施工模式下，切實提高回填施工質(zhì)量。

為掌握回填施工狀況，借助超聲檢測機予以檢測，根據(jù)實測結(jié)果判斷回填部位的壓實度。在設計與施工中，主要考慮的是承載力較高的土層，于該處設置橋臺的基礎，同時采取擴大基礎、布樁等設計措施，增強加固效果，最大限度地減小基礎沉降量。對于臺后填方段路基，也必須得到有效的加固處理，否則將出現(xiàn)沉降。可見，對于道路與橋梁連接處的施工，橋臺的處理至關重要，若現(xiàn)場存在軟土，處理時需要考慮到排水固結(jié)的要求，設置塑料排水板、袋裝砂井，或是采取其他降水方法，由此減小含水量，提高軟土的穩(wěn)定性。此外，也可在橋臺處設置攪拌樁，形成穩(wěn)定性較好的過渡段，在該部分施工中，配備尺寸合適、結(jié)構(gòu)嚴密的輸漿膠管，用于緊密連接攪拌機和貯料泵，以便高效完成注漿作業(yè)，形成尺寸合適、性能合理的水泥攪拌樁，切實改善軟基的力學性能。

5 結(jié)語

市政工程道路與橋梁連接處的施工質(zhì)量直接關乎道路的通行水平。面對地質(zhì)、水文等各項復雜的施工條件，需要切實做好道路與橋梁連接處的設計工作，采取回填、設置搭板、設置過渡段等相關方法，并由專員將具體的工作落實到位，切實提高道路與橋梁連接處的施工質(zhì)量，規(guī)避下沉、跳車等問題。