市政路橋過渡段不均勻沉降影響因素及其預防維護措施分析

陳 晨 王 臣

（1.北京中勞鴻業人力資源管理有限公司，北京 100000；北京市政路橋管理養護集團有限公司，北京 100000）

0 引言

市政路橋施工質量對于城市基礎設施建設以及交通運輸具有重要意義，確保路橋施工質量，可明顯提升路橋耐久性與安全性，是保證行車安全的前提。導致市政路橋施工出現質量通病的因素包括環境因素、施工因素以及材料因素等。受地理環境影響，市政道路施工不可避免會遇到路橋過渡段，過渡段路基位于橋梁剛性路基與普通路基之間，但是由于橋梁路基剛度遠超過普通路基，因此過渡段路基容易出現剛度差，引起路基不均勻沉降，對行車帶來安全隱患。本文結合實踐工作經驗，對市政路橋施工中路橋過渡段路基不均勻沉降進行系統性總結，并提出預防維護措施。

1 市政路橋過渡段路基不均勻沉降后果

市政道路是連接城市各個區域的重要基礎設施，而路橋則是道路運輸的重要構成部分，如果路橋過渡段路基不均勻沉降，會影響交通運輸的安全性。當路基不均勻沉降時，路面的高低差將會增加，不僅會影響車輛行駛的舒適性，還會造成汽車行駛時的顛簸感，甚至會導致車輛失控。如果持續存在不均勻的路基沉降情況，會使路面變形，出現龜裂、坑槽等問題，加劇路面的損壞和磨損，給交通運輸的安全性帶來較大風險[1]。

市政路橋過渡段路基不均勻沉降會對交通安全、城市環境產生較大影響：路面會出現高低差，容易積水，使路橋使用壽命大大縮短；路面變形、磨損等問題也會加劇，不僅會增加市政工程的成本，也會影響道路的使用效率，給市民帶來不便，還會增加政府的維修支出，浪費公共財力。

2 路橋過渡段不均勻沉降影響因素

2.1 路基剛度

路橋過渡段是連接路面和橋面的重要部分，是影響路橋過渡段不均勻沉降的一個主要因素，其結構設計和材料選用直接關系到路橋過渡段的穩定性和性能。在路橋過渡段的設計和施工中，路基剛度是一個非常關鍵的參數，其不同的取值將會直接影響路橋過渡段的沉降情況。路基剛度是指路基材料在受到垂直荷載作用時的變形能力，即材料在承受力的時候會有多大的變形程度。路基剛度可通過路基材料的種類、厚度、密度、含水率和壓實度等因素來控制[2]。不同的路基剛度對路橋過渡段不均勻沉降的影響主要體現在以下兩個方面：

（1）路基剛度越大，過渡段的沉降越小；路基剛度可以有效地抵抗外來荷載對路面的擠壓作用，從而減小路面的變形，降低過渡段不均勻沉降。因此，路基剛度越大，路面越穩定，過渡段的不均勻沉降就會越小。

（2）路基剛度越小，過渡段的沉降越大；當路基剛度較小時，路面在承受荷載時變形較大，而且容易發生沉降，進而導致過渡段的不均勻沉降。因此，路基剛度越小，過渡段不均勻沉降就會越明顯[3]。

圖1為某案例工程路橋連接區不同路基區域沉降觀測記錄，從中可以看出，橋面路基區沉降最小，普通路基區沉降略高，路橋過渡路基區沉降最大，這是因為在行車荷載下，可導致路基剛度在橋面路基區域與過渡段路基區域連接處發生突變，造成道砟顆粒之間形成錯落滑動效應，從而導致沉降集中發生在路橋過渡段路基[4]。

圖1 不同路基區沉降觀測結果

2.2 行車速度

行車速度是指車輛在道路上移動的速度，它也是影響路橋過渡段不均勻沉降的一個重要因素。行車速度的不同會對路橋過渡段的沉降產生不同的影響（見圖2所示）。

圖2 不同行車速度下各路基區沉降觀測結果

（1）行車速度越快，過渡段的不均勻沉降越大：在車輛通過路橋過渡段時，由于慣性力和沖擊力的作用，過渡段的變形會更加明顯，這將進一步增加過渡段的不均勻沉降。因此，當行車速度越快時，過渡段的不均勻沉降就會越明顯[5]。

（2）行車速度越慢，過渡段的不均勻沉降越小：在車輛通過路橋過渡段時，當行車速度較慢時，慣性力和沖擊力的作用就會減小，過渡段的變形也會相應地減小，進而減小過渡段的不均勻沉降。因此，當行車速度越慢時，過渡段的不均勻沉降就會越小。

從圖2可以看出，隨著行車速度的增加，各路基區沉降值逐漸增大，但是始終以過渡段路基沉降范圍最大。

2.3 行車軸重

行車軸重是影響路橋過渡段不均勻沉降的最主要因素之一。路橋過渡段是指橋梁與路面之間的部分，通常由路基、地基、過渡板、伸縮縫等組成。由于路橋過渡段處于橋梁與路面之間，受到車輛荷載的作用較強，容易發生不均勻沉降。而軸重是車輛荷載的主要組成部分，其大小和分布直接影響著路橋過渡段的變形和沉降。軸重的大小與車輛類型、車速、載荷等因素有關[6]。一般來說，載貨車輛的軸重要大于轎車，高速行駛的車輛軸重要大于低速行駛的車輛。另外，軸重的分布也對路橋過渡段的沉降造成影響。如果軸重分布不均勻，或車輛經過路橋過渡段時存在過載、超載等情況，都會加劇路橋過渡段的不均勻沉降。因此，減少軸重對控制路橋過渡段的不均勻沉降以及路橋的安全和正常使用至關重要。為了更直觀地展示軸重對路橋過渡段不均勻沉降的影響，表1列出不同車型軸重對路橋過渡段沉降的參數。

表1 不同車型軸重下路橋過渡段沉降參數

從表1可以看出，隨著軸重的增加，路橋過渡段的沉降量也隨之增加。同時，對于同一車型，在不同軸距和過渡板長度的情況下，沉降量也會有所不同。這表明，在設計路橋過渡段時，需要根據車型、軸數、軸距、軸重等參數進行綜合考慮，以減少路橋過渡段的不均勻沉降，確保路橋的正常使用壽命和行車安全。

3 市政路橋過渡段不均勻沉降預防維護措施

3.1 控制路基剛度

為解決不同路基剛度差異所引發的路橋過渡段不均勻沉降，應從兩個方面入手：

（1）選擇合適的路基材料。路基材料的選擇對于緩解路橋過渡段不均勻沉降有重要作用。因此，在確定路基材料時，應考慮不同路段的經濟、地理、氣候等因素，并考慮材料堅固性、質量穩定性、抗水性、抗凍性等指標，以保證路基在使用過程中不會出現普遍沉降的情況。

（2）合理設計路基結構。根據不同路段的要求進行設計，結構要堅固、合理、穩定，以保證路基在使用過程中不會因為沉降而受到影響。具體來講，采用加筋、加厚、加強路基支撐等方式，以減少路橋過渡段不均勻沉降的發生。

3.2 控制行車速度

高架橋行車速度達到80km/h，且車輛數量較大，對路橋過渡段造成很大的影響，加重不均勻沉降，從以下三個方面進行控制：

（1）降低行車速度是解決該問題的有效途徑，應根據不同車型，規定車輛行駛速度，避免超速行駛，以減少對路橋過渡段的損壞；

（2）優化路橋過渡段設計，根據實際需要進行合理的設計，例如通過調整橋墩高度、加強支撐等方式，以減少行車速度對路橋過渡段的破壞作用；

（3）加強路面養護。采取及時的路面補丁、覆蓋和修補等措施，保持路面的良好狀態。

3.3 控制行車軸重

根據上述內容，不同類型車輛所搭載的行車軸重不盡相同，需要采取相應的措施來預防行車軸重對路橋過渡段的影響：

（1）加強路橋過渡段的支撐力，充分考慮路面廣泛應力的影響，通過加強路橋過渡段的支撐力，減少行車軸重的傳遞，以減少不均勻沉降的發生；

（2）加強路面結構穩定性，合理設計路面結構，并且通過加強日常養護，以減少行車軸重的影響；

（3）針對不同類型車輛，限制其行駛速度和行駛路線，避免其對路橋過渡段造成的損壞。

3.4 加固路橋過渡段

由于鋼筋可以有效地抵抗路面變形和位移，使路面承載力得到大幅度提升，可以用于加固路橋過渡段的路面，主要措施包括：

（1）鋪設加筋路面：通過在路面底層橫向或縱向鋪設一定數量、一定張力的鋼筋，來增強過渡段承載能力，提高路基穩定性和耐久性；

（2）增強過渡段基礎：通過深化基礎、加厚和加固路肩、使用加固材料等方式實現，提高過渡段的承載能力和抗震能力，從而增加其使用壽命；

（3）加固過渡段支撐結構：通過增加橫梁數量、加大桿件的截面積、加強梁柱連接點的剛性等方法，可以有效改善過渡段的承載能力和穩定性[7]；

（4）增強過渡段橫向穩定性：通過在過渡段兩側設置防撞墩、加裝壓縮桿、加強護欄的安裝等方式來實現。

4 結束語

綜上所述，市政路橋過渡段容易發生路基不均勻沉降質量通病，不僅會增加行車風險，還會大大縮短路橋使用壽命，需要對此問題加以關注。通過總結實踐工作經驗以及閱讀相關文獻，總結影響路橋過渡段不均勻沉降的影響因素，包括路基剛度小、行車速度快、行車軸重大，結合影響因素提出具有針對性的預防維護性措施，并通過多種加固路橋過渡段方法，確保市政道路橋梁安全性、耐久性和可靠性，為城市的交通運輸和基礎設施建設做出積極貢獻。