道路桥梁工程中关于沉降段路基路面施工技术研究

'道路桥梁工程中关于沉降段路基路面施工技术研究　　摘要：在道路桥梁工程中，差异沉降常出现在引道路堤和桥台之间，其危害性极大，即使差异沉降很小，都会导致桥头跳车，给行车造成安全隐患。本文就道路桥梁沉降段路基路面施工技术进行了探讨，希望施工单位通过对沉降段结构施工各个环节的有效控制，以此保证施工质量，降低路桥沉降段路基路面产生不均匀沉降的发生概率，从而避免路桥沉降段产生桥头跳车现象的产生，提高公路的使用性能，保障司机及乘客的生命及财产安全。关键词：道路桥梁、沉降路段、路基路面、探讨中图分类号：U445文献标识码：A一、前言7 随着国内公路工程的迅速发展，人们对高等级公路的安全性和舒适性的要求越来越高。对公路工程的调查分析表明，在目前已经投产的高速公路中,桥梁后台搭板断裂并且出现不均匀沉降现象,继而导致桥头跳车等现象极为普遍,这对行车舒适度、速度以及安全性有直接的影响,也同时影响着人们对高速公路工程的评价。桥梁本身也会因桥头跳车现象受到很大程度的损伤,例如接缝路面破损程度进一步恶化、伸缩缝加速出现、桥台台背遭到损坏等等，致使车辆行驶的舒适性与安全性没有保障。因此，本文的主要研究目的是：怎样在路桥之间设置适当长度的沉降段，减少路桥间不均匀沉降，避免桥头跳车现象的发生，保证汽车行驶的安全性与舒适性。二、道路桥梁沉降机理1、台背地基发生变形的基本机理桥涵结构地基变形多发在沟壑地段，这一地段地基具有较大的土壤孔隙比、较低的地基强度、较高的含水量、较大的压缩性，使得填筑的路基非常容易出现大幅度变形。相比一般路段，桥头段的路堤通常填筑高度会高出5～10cm，对于基底来说，这部分高出的路基就会产生一定的附加应力，进而引发地基沉降。如果填土容重没有不同，伴随着增加的填土高度，出现地基沉降变形的可能性也就越大。2、路堤发生变形的基本机理7 在公路施工中，普通黏性土是常用的台背回填材质，但由于施工现场地形、施工具体条件的不同，压实台背土方难度也非常大，如果土体压实度和密实度不够，土方的含水量也达不到最佳状况，就会为沉降变形埋下隐患。这样修建的公路投入使用，由于车辆垂直荷载及路堤自重这两个层面的因素，路基密实性会慢慢的提升，即在一定的时期内，会出现路堤填土现象。土体的弹塑性，加之台背填土较高和较强的柔性，比较土体与混凝土浇筑的桥台，两者刚性差异很大，在车辆荷载的重压之下，两种不同材质构成的桥台就会产生不同的塑性累积变形。3、桥头搭板设置导致沉降在路基上，桥头搭板会出现弹性支撑，支撑的着落点在牛腿上，路基部分土体，因为其靠近桥台处，其承受的应力就会比较小，从而产生不均匀受力。在纵向层面，伴随着汽车荷载的不断运动，会出现两个峰值的路基应力，一个峰值在汽车荷载作用的位置，另一个在搭板支承的路基端。伴随着汽车的不断移动，在汽车来到搭板末端时，搭板末端处的路基承受的纵向应力就会最大，对应的塑性变形程度也是最大的，在搭板末端，就会发生过量沉降现象。另外，由于不能精确计算路基沉降量，在发生较大的路基沉降变形的情况下，板后路基与搭板间出现的纵向坡度差就非常的大。三、路桥沉降段的结构设计1、设计合理的路桥沉降段结构型式7 在路桥沉降段的搭板长度和强度设计方面应合理。截止到目前，国际国内仍没有一个统一的路桥沉降段搭板设计标准。对此，只能根据桥头路堤和桥台的相对沉降量，以及人们对车辆行驶的舒适程度等实际情况来设计搭板的长度。在路桥沉降段路基施工设计中，必须采用土工格栅技术。土工格栅技术有以下好处：土工格栅与土一起承受车辆荷载和土体自身荷载，能充分发挥土体的抗剪强度，减小土体的侧向变形，控制路基填土的侧向位移，从而增强路基的整体稳定性；水平摊铺的土工格栅具有弹性，在车辆荷载的经常作用下，会大大减少变形的累积。2、严格控制路桥沉降段路面的变形对路桥沉降段的路基路面工程实践研究分析表明，要控制路桥沉降段的变形，必须解决两个问题:一是严格控制沉降段内路基的工后沉降量和变路桥交界处的错落式沉降为连续的斜坡式沉降。二是在设计时，可根据沉降曲线换算计算出工后沉降量，换算后的工后沉降量应小于10cm，且要在观察二到三个月中，每个月沉降量不超过6mm时才可进行路面施工。3、路桥沉降段的地基条件与路基条件在填筑桥头引道路堤过程中，常用的采用土工合成材料加筋路堤方法既不能提高地基承载力，也不能有效防止地基沉降。土工合成材料的加筋只有在地基具有足够的承载力，路堤填土自重荷载与车辆荷载的联合作用下而不会产生较大的沉降时才会产生良好的效果。因此，高等级公路路桥沉降段的地基条件应是：保证路基的工后沉降小于10cm，沉降差小于5cm，沉降坡差小于0.4%，路基条件应达到《公路路基设计规范》（JTJ013-95）要求。4、合理设置缓和沉降段7 由于结构型式的不同，桥台刚度大的混凝土结构与柔性的填土路基结构和沥青混凝土路面结构强度不一致。因此，在进行软土地基和地面上的路堤处治时，需要设置强度不同的沉降段。世界银行贷款项目为确保路堤强度过渡，要求使用不同的级配填料，在刚性桥台和柔性路堤之间设置长度不小于50m的强度渐变段。如果无能力设50m渐变段，则建议设置渐变段的长度不要小于30m。若桥头引道无软土地基，路桥沉降段的差异沉降控制标准为5cm以内，沉降坡差控制在0.4%，则设置的强度渐变段长度最短应为13m。四、路桥沉降段软基路基路面的施工技术1、搭板及其顶层的具体施工技术在设置混凝土搭板过程中，施工标准不但要符合行业要求，也要符合国标。这样混凝土的平整度和表面坡度才能够得到保障。在通过压路机的时候，较薄(即搭板离基层顶面的距离小)的基层就比较容易被压路机压碎，或者比较容易形成薄层。因此需要基层顶面与搭板混凝土顶面之间保持不到10cm的距离，在底面层铺沥青混凝土时，要凿去已经铺好的水泥碎石基层，这样可以有效保证台背回填强度。2、地基处理技术7 为有效控制桥头跳车，需处理好桥背软弱地基问题。在具体施工中，应该按照实际情况的不同，予以不同的选择，这样能够提高原有承载力，改善地基原有性能，将路堤与桥台之间的沉降差缩小，尽可能减少沉降变形，并且能够最大程度上避免错台现象。在厚度较大的软土层地基修筑高路堤时，由于填充材料的填入，软土地基会出现侧向挤动的现象，进而对基桩的压力就会变大，造成桥台转动或者在水平面上出现位移。这些现象对支座和伸缩缝都会产生很大的损坏，严重时可能损坏桥台和桥面。为了避免出现非正常位移现象，回填材料一定要减轻，地基刚性一定要增强，还可以借助于基桩对地基侧向流动予以抵制。3、台后填筑技术桥梁引道发生的路堤沉降主要有地基沉降和发生在路面与路基本体上的压缩变形。一般来讲，位于路面上的压缩变形，不会有太大的影响，可以不予考虑。路堤沉降从时间角度可以划为次同结、同结和瞬时沉降。对于桥头跳车产生较大影响的沉降方式为次同结和同结，对路堤沉降产生较大影响的因素有填筑材料的质量和填充材料本身，如果是轻型材料，可有效减轻地基沉降，压缩变形也减小，材料被压实后，压缩模量得到提高，反复荷载产生的累积变形也可以得到一定程度的缓解。总之，施工中要注意台背材料的选择与填筑方法。五、结束语7 道路由路面、路堤和路基共同组成，道路桥梁过渡段的路面和路基沉降是当前最为常见的路桥建设病害之一，并且对交通安全等各个方面危害较大，因此在道路建设中要积极采取合理有效的对策进行综合防治，以便从根本上防止道路桥梁过渡段的路基产生过度沉降，从而能在一定程度上预防交通事故的发生。参考文献：[1]冯柯：《论公路桥梁过渡段施工方案》，《四川建材》，2009年02期[2]宋玉梅：《解决桥头跳车的几种方法》，《民营科技》，2009年08期[3]许家伟：《浅谈路桥沉降段路基路面施工技术》，《黑龙江科技信息》，2011年07期[4]张红颖：《公路与城市道路桥头跳车的原因及防治措施》，《深圳土木与建筑》，2006年02期7'