路橋過(guò)渡段路基路面病害及防治技術(shù)研究

卜其發(fā)

（大埔縣公路事務(wù)中心，廣東 梅州 514299）

0 引言

在我國(guó)交通事業(yè)不斷發(fā)展的今天，公路橋梁在交通建設(shè)中處于咽喉位置，帶動(dòng)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是在路橋的修建過(guò)程中，由于受到各種因素的影響，導(dǎo)致公路和橋梁的路基路面出現(xiàn)不均勻沉降或裂縫病害。這些問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致公路通行能力下降，嚴(yán)重時(shí)還可能引發(fā)交通事故，降低工程的使用壽命，對(duì)行車(chē)的舒適性帶來(lái)一定程度上的影響，而且會(huì)對(duì)汽車(chē)帶來(lái)很大的傷害。所以，需要對(duì)有關(guān)病害原因加以分析，找到解決對(duì)策，以免出現(xiàn)病害。

1 路橋過(guò)渡段概述

1.1 路橋過(guò)渡段的含義

路橋過(guò)渡段即剛性橋臺(tái)和柔性路堤的結(jié)合部位，其結(jié)構(gòu)為塑性變形及剛度突變體。路橋過(guò)渡段易產(chǎn)生變形破壞，對(duì)路基及其他結(jié)構(gòu)物有不利影響，容易引起路基不均勻沉降等問(wèn)題。因此，路橋過(guò)渡段應(yīng)具備良好的地基條件、合理的軟基處理方法、較高的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)以及嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，防止產(chǎn)生較大的塑性變形差。

1.2 路橋過(guò)渡段的作用

路橋過(guò)渡段會(huì)直接影響整個(gè)公路路基的質(zhì)量與可靠性，對(duì)公路橋梁工程有著重要意義。路橋過(guò)渡段集塑性變形與剛性變形于一體，當(dāng)結(jié)合剛度不同時(shí)極易造成公路剛度突變，為減小路橋過(guò)渡段沉降差異，有必要將過(guò)渡段布置于路基與橋梁銜接處。

2 路橋過(guò)渡段施工措施

2.1 預(yù)設(shè)處理施工措施

我國(guó)公路工程的施工技術(shù)發(fā)展較晚，很多環(huán)節(jié)存在不足，導(dǎo)致實(shí)際工程與預(yù)期目標(biāo)有差距。例如，公路使用年限過(guò)長(zhǎng)以及地質(zhì)條件復(fù)雜等原因，都會(huì)使得公路質(zhì)量有所下降，需要相關(guān)單位提高重視程度，保證工程質(zhì)量。眾所周知，路橋過(guò)渡段易產(chǎn)生較大沉降，在以往的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)中，往往只注重了橋梁的縱向?qū)挾?，而忽略了單位面積上的路基沉降問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)大沉降和橋頭跳車(chē)現(xiàn)象。因此，在施工過(guò)程中，需要對(duì)路面進(jìn)行一定程度的預(yù)設(shè)處理，減少路基填充時(shí)產(chǎn)生的不均勻沉降。由于公路比較寬闊，發(fā)生局部沉降，在處理時(shí)不會(huì)影響汽車(chē)的持續(xù)行駛。

2.2 橋臺(tái)軟基處理措施

橋臺(tái)軟基處理是路橋過(guò)渡段路基路面建設(shè)過(guò)程的主要步驟之一。橋臺(tái)軟基處理主要通過(guò)換填、加固等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行路橋過(guò)渡段路基路面工程施工時(shí)，必須對(duì)其處理方法進(jìn)行合理的選擇，以確保工程建設(shè)能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

2.3 控制沉降措施

結(jié)構(gòu)沉降控制在路橋過(guò)渡段路基路面的建設(shè)中尤為重要。在路橋施工期間，需科學(xué)規(guī)劃相關(guān)沉降問(wèn)題，切實(shí)提高施工質(zhì)量，推動(dòng)建設(shè)穩(wěn)定發(fā)展。與此同時(shí)，施工隊(duì)伍還需針對(duì)不同的沉降情況調(diào)整施工，確保施工的科學(xué)性和規(guī)范性[1]。

3 路橋過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)病害及危害

根據(jù)多年管養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)路橋工程建成后，在前期正常運(yùn)營(yíng)期間，路橋過(guò)渡段路基路面易產(chǎn)生不均勻沉降病害，正常運(yùn)行車(chē)輛行駛至此易產(chǎn)生跳車(chē)現(xiàn)象[2]。

3.1 對(duì)車(chē)輛運(yùn)行安全產(chǎn)生影響

運(yùn)行效益主要指行車(chē)安全和車(chē)速。路橋過(guò)渡段出現(xiàn)病害后，汽車(chē)行駛到病害部位，司機(jī)必須急剎車(chē)來(lái)降低汽車(chē)顛簸和預(yù)防意外情況的出現(xiàn)，會(huì)極大地降低車(chē)速。如果行駛到病害部位，司機(jī)不及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，高速行駛通過(guò)病害部位，汽車(chē)就極易劇烈跳動(dòng)和顛簸失去控制，從而引發(fā)安全事故。

3.2 提高車(chē)輛運(yùn)行成本

路橋過(guò)渡段在出現(xiàn)病害時(shí)會(huì)引起車(chē)輛變速及剎車(chē)，增加車(chē)輛磨損，同時(shí)急速轉(zhuǎn)換行車(chē)速度亦將大幅度增加車(chē)輛燃油消耗與尾氣排放，再加上行車(chē)速度放緩造成行車(chē)時(shí)間延長(zhǎng)，因此，多方面因素造成運(yùn)行成本提高。

3.3 提高公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用支出

橋頭跳車(chē)會(huì)增加車(chē)輛對(duì)公路的破壞。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)證明，橋頭跳車(chē)對(duì)于路橋過(guò)渡段的破壞十分嚴(yán)重，伴隨而來(lái)的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用更加高昂。

4 路橋過(guò)渡段病害原因分析

4.1 路橋過(guò)渡段路堤壓實(shí)度不滿(mǎn)足要求

橋梁臺(tái)背回填期間需將填料壓實(shí)，但在具體作業(yè)時(shí)，受施工工藝、施工材料和施工器械等影響，導(dǎo)致填料壓實(shí)度難以滿(mǎn)足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。橋梁一般為控制性工程，通常被優(yōu)先施工，完成后才啟動(dòng)路基工程。因此，路橋過(guò)渡段路堤采用集中填筑方式，基本未達(dá)到穩(wěn)定及靜置沉降時(shí)間就組織下道工序施工，運(yùn)營(yíng)后易產(chǎn)生不均勻沉降。此外，受外界天氣、環(huán)境及其他因素的不良影響，路基路面的土基塑性嚴(yán)重變形，最終導(dǎo)致路橋過(guò)渡段不均勻沉降現(xiàn)象，極大地影響路面的平順度[3]。

4.2 路橋過(guò)渡段地基處理不到位

橋頭路堤和錐坡通常分布于天然地基之上，若填料之前沒(méi)有進(jìn)行處理或者處理不到位，加上處理寬度達(dá)不到施工設(shè)計(jì)的要求，路堤土受其自身重力影響會(huì)發(fā)生較大變形。

尤其是在路堤填土較高、原地基軟弱表層未徹底清理的情況下，變形更大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫，路堤被掰穿。但橋梁構(gòu)造物大多為樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)地基處理后沉降量較小，出現(xiàn)路橋不均勻沉降情況。

4.3 路橋過(guò)渡段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)

路橋過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，易產(chǎn)生不均勻沉降而對(duì)交通造成影響，所以路橋設(shè)計(jì)時(shí)通常選用橋頭搭板的方式來(lái)防止病害的產(chǎn)生。但在運(yùn)行過(guò)程中，仍存在路橋過(guò)渡段不均勻沉降的問(wèn)題，嚴(yán)重者甚至發(fā)生斷裂、跳車(chē)現(xiàn)象。根據(jù)國(guó)家行業(yè)規(guī)范規(guī)定，橋頭搭板與橋梁長(zhǎng)度兩者之間有如下關(guān)系：

第一，大橋、中橋的橋頭搭板應(yīng)不低于8m；第二，小橋的橋頭搭板長(zhǎng)度應(yīng)不低于5m。

在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，橋梁橋頭高程要大于其他部位高程，不可避免要增加該部位的回填量，特大橋梁更是如此。回填量的增加不僅增加回填料壓實(shí)的工作量，還使得碾壓作業(yè)變得更加煩瑣，導(dǎo)致碾壓不充分，承載力不滿(mǎn)足要求，受路面荷載的長(zhǎng)期影響，出現(xiàn)不均勻沉降。若橋頭搭板的長(zhǎng)度不夠，就無(wú)法確保與橋頭的順接效果，造成車(chē)輛出現(xiàn)跳車(chē)的情況。

4.4 橋頭路堤邊坡防護(hù)不到位

橋頭路堤回填時(shí)，一般選用壓實(shí)性和滲水性良好的材料（如砂性土等），保證壓實(shí)后具有足夠的承載能力。但在公路建成后正常運(yùn)營(yíng)期間，會(huì)發(fā)現(xiàn)路橋邊坡受雨水沖刷較為嚴(yán)重，造成橋頭填土松散損失而承載力不足，進(jìn)而導(dǎo)致路橋過(guò)渡段路基路面不均勻沉降及橋頭跳車(chē)等問(wèn)題。

4.5 施工管理不規(guī)范

路橋過(guò)渡段沉降的原因還有施工管理方面的問(wèn)題。施工管理可以有效地促進(jìn)施工規(guī)范和確保工程質(zhì)量，同時(shí)也是路橋過(guò)渡段路基路面施工建設(shè)和病害防治工作的重點(diǎn)措施。然而在一些項(xiàng)目建設(shè)期間，并未依據(jù)施工需求進(jìn)行科學(xué)的施工管理計(jì)劃，造成了路橋過(guò)渡段路基路面建設(shè)質(zhì)量不過(guò)關(guān)的問(wèn)題。

4.6 技術(shù)應(yīng)用水平不足

首先，有關(guān)單位尚未建立健全技術(shù)應(yīng)用體系。技術(shù)應(yīng)用制度建設(shè)不完善，不能對(duì)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行有效規(guī)范，也不能適應(yīng)相關(guān)施工需要，致使路橋過(guò)渡段路基路面施工期間，作業(yè)流程較為混亂，對(duì)相關(guān)工作的開(kāi)展造成嚴(yán)重影響。

科學(xué)構(gòu)建技術(shù)應(yīng)用體系既可以確保施工技術(shù)應(yīng)用與病害防治工作規(guī)范開(kāi)展，規(guī)避技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，還可以提高技術(shù)應(yīng)用的效率和質(zhì)量。所以，有關(guān)單位需注重技術(shù)應(yīng)用體系的構(gòu)建，確保路橋過(guò)渡段路基路面的施工規(guī)范進(jìn)行。

其次，在路橋過(guò)渡段路基路面建設(shè)期間，缺乏科學(xué)的建設(shè)規(guī)劃，使得技術(shù)應(yīng)用不能完全貼合施工建設(shè)，進(jìn)而阻礙工作的開(kāi)展。

最后，技術(shù)人才的缺乏造成技術(shù)創(chuàng)新不足，技術(shù)水平逐漸滯后，嚴(yán)重阻礙工作的開(kāi)展。通過(guò)厘清技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，可以有效推動(dòng)相關(guān)路橋過(guò)渡段路基路面施工和病害防治工作，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)交通體系現(xiàn)代化建設(shè)[4]。

4.7 工作人員職業(yè)素養(yǎng)欠缺

工作人員職業(yè)素養(yǎng)問(wèn)題是阻礙路橋過(guò)渡段路基路面施工和病害防治的又一關(guān)鍵性因素。工作人員的職業(yè)素養(yǎng)對(duì)方案設(shè)計(jì)、技術(shù)應(yīng)用和施工建設(shè)等方面均會(huì)產(chǎn)生影響。工作人員不僅要具備良好的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)技能，還要擁有較高的職業(yè)道德水平以及責(zé)任意識(shí)等方面的綜合素質(zhì)，才能更好地開(kāi)展各項(xiàng)工程活動(dòng)，保證工程質(zhì)量。目前在路橋過(guò)渡段路基路面建設(shè)過(guò)程中，部分單位的專(zhuān)業(yè)人才匱乏、工作人員職業(yè)素養(yǎng)欠缺等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙著有關(guān)工作的開(kāi)展。為此，相關(guān)單位需強(qiáng)化工作人員培訓(xùn)，提高其職業(yè)素養(yǎng)，并通過(guò)制定科學(xué)的選拔任用制度、優(yōu)化部門(mén)結(jié)構(gòu)以及充分發(fā)揮人才作用等措施，切實(shí)推進(jìn)我國(guó)路橋過(guò)渡段路基路面施工和病害防治工作的穩(wěn)定實(shí)施。

5 路橋過(guò)渡段病害防治技術(shù)探討

5.1 強(qiáng)化軟土地基處理

預(yù)防路橋過(guò)渡段路基路面病害的措施之一就是處理好橋臺(tái)后軟弱地基。對(duì)于軟弱地基常用的治理措施主要包括換土、粉噴樁、超載預(yù)壓、降低附加應(yīng)力、排水固結(jié)、深層攪拌及高壓噴射注漿、碎石樁等。施工時(shí)根據(jù)具體工程背景及地基情況，選擇不同的措施手段來(lái)改善地基性能，提高承載力，降低橋臺(tái)及路堤沉降差，避免產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。

5.2 優(yōu)化臺(tái)背填筑

路橋過(guò)渡段臺(tái)背填筑需從地基開(kāi)始，優(yōu)先選擇砂礫石、碎石或中粗砂等回填材料，條件許可時(shí)可選擇石灰或水泥來(lái)增強(qiáng)路堤填筑的穩(wěn)定性，提高整體壓實(shí)度，減少后期沉降。

5.2.1 合理選擇回填材料

路橋過(guò)渡段具有剛?cè)嵯酀?jì)的特性，根據(jù)這一特性，填料的剛度性能指標(biāo)需處于橋臺(tái)材料與路基材料之間。鑒于橋臺(tái)后方壓實(shí)作業(yè)難度較大，可選用相對(duì)易壓實(shí)的填料。此外，填料要求透水性好，即要選用砂礫石、碎石或中粗砂為填料。若選用滲水性較差的黏性土，則需按一定配比摻入石灰或水泥等材料，以提高填料的穩(wěn)定性。

5.2.2 強(qiáng)化臺(tái)背壓實(shí)工藝

就整個(gè)路橋過(guò)渡段實(shí)際施工情況而言，壓實(shí)度不佳是誘發(fā)路橋過(guò)渡段路基路面病害的一個(gè)重要因素。路橋過(guò)渡段作業(yè)面狹窄，制約大型設(shè)備碾壓作業(yè)，影響其壓實(shí)度質(zhì)量。為增強(qiáng)臺(tái)背壓實(shí)的程度，在作業(yè)過(guò)程中，相關(guān)工作人員需嚴(yán)格按照分層回填、分層壓實(shí)的原則組織施工，回填厚度應(yīng)控制在合理范圍之內(nèi)。

5.3 合理設(shè)置橋頭搭板

橋頭搭板的合理設(shè)置可以有效推動(dòng)路橋過(guò)渡段路基路面病害防治的順利進(jìn)行，設(shè)置橋頭搭板能夠降低橋頭跳車(chē)現(xiàn)象的發(fā)生，確保交通安全。橋頭搭板材料需有足夠的強(qiáng)度，以保證其功能性。在隨后的公路應(yīng)用中，橋頭搭板一旦發(fā)生破損問(wèn)題，必須及時(shí)進(jìn)行維修，確保交通安全。橋頭搭板的布置如圖1 所示。

圖1 橋頭搭板布置圖

5.4 設(shè)置過(guò)渡性路面

路橋過(guò)渡段路面容易頻繁出現(xiàn)不均勻沉降，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可適當(dāng)鋪設(shè)條石、瀝青過(guò)渡層或者半剛性過(guò)渡層等過(guò)渡性路面，增強(qiáng)承載能力，最大程度地預(yù)防不均勻沉降[5]。在實(shí)際工作中，上述處理方法的最大優(yōu)點(diǎn)就是修復(fù)處理速度快，不影響正常交通。但它也有一些弊端，就是路面平整度不高，造成司機(jī)開(kāi)車(chē)過(guò)程中顛簸。

5.5 預(yù)設(shè)反向坡度、預(yù)加坡高

在工期較緊張時(shí)，為有效抵消路橋過(guò)渡段路基路面在開(kāi)通運(yùn)營(yíng)后的沉降，基于以往沉降的經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)此處路面可預(yù)設(shè)適當(dāng)?shù)姆聪蚱露龋蜃屄访孢m當(dāng)?shù)某呋驋伕咪佋O(shè)，路基沉降趨于穩(wěn)定時(shí)，沉降差就可能大于或等于拋高值?？v向反坡設(shè)置示意如圖2 所示。

圖2 縱向反坡設(shè)置示意圖

5.6 臺(tái)背回填特殊處理措施

臺(tái)背回填特殊處理措施主要針對(duì)路基和橋臺(tái)二者之間的剛度差異，采取增強(qiáng)路基強(qiáng)度、剛度等措施，以減小路基沉降，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)路橋之間的平順性。主要的處理措施包括水撼砂法、鉆孔注漿法、緩膨脹材料加固法、加筋土法及土工格柵法等。

6 結(jié)語(yǔ)

路橋過(guò)渡段作為整個(gè)工程施工中的重難點(diǎn)，在完工運(yùn)營(yíng)期間，路基路面多數(shù)會(huì)出現(xiàn)不同程度的非均勻沉降病害，從而使正常運(yùn)行的車(chē)輛出現(xiàn)跳車(chē)等情況，影響行車(chē)的安全性和舒適性。因此，必須加強(qiáng)對(duì)路橋過(guò)渡段施工技術(shù)的研究，采取有效的措施予以控制，延長(zhǎng)路橋過(guò)渡段路基路面的使用壽命。在分析路橋過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)病害產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地提出病害的防治措施，對(duì)于改善路橋過(guò)渡段路基路面質(zhì)量有一定的參考意義。