路橋過渡段路基路面設計要點探究
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摘要:道路橋梁建設過程，路基路面的設計為要點部分，特別是在橋梁過渡段，通常會出現道路沉降問題，對于路橋工程建設的質量可產生嚴重影響。因此，為解決過渡段出現的沉降問題，需要對其展開科學、合理設計，嚴格按照工程實際特點，對于設計方案合理選擇，為路橋過渡段與路基和路面設計方案的合理性奠定基礎。本文對于路橋過渡段的力學特點做出簡要分析，并對過渡段的路基和路面發生沉降的原因深入探索，進而提出過渡段的路基路面設計方法，明確路基和路面發生沉降問題的處理措施。
關鍵詞:路橋工程;過渡段;路基路面;設計要點;沉降;處理措施
交通事業發展迅速，路橋工程也迎來了全新的發展機遇，工程建設規模日益擴大，也暴露出設計和施工方面存在的問題。部分項目設計之前，相關人員對于地質勘探不足，布孔設計相對較少，鉆探過程深度不夠，難以及時發現橋頭位置軟基問題是否存在，對軟土路基范圍、路基力學性質相關指標了解不詳細，導致設計或者施工當中方法選擇不當，使過渡段的路基和路面出現不同程度的沉降問題。隨著車輛荷載增加，路基沉降對于道路橋梁的結構造成破壞，產生的安全隱患不容忽視，故此，需要從設計階段入手，對于橋梁過渡段位置路基和路面進行合理設計，并采取有效處理措施，控制沉降問題發生。
一、路橋過渡段結構力學特點
過渡段屬于道路、橋梁二者連接部分，因此分析此結構力學特點對于道路橋梁設計工作具有指導作用。設計人員應該明確過渡段力學特征，對于道路橋梁的結構展開合理設計。整體分析，道路工程通常是在巖土上方完成路基、路面等修建工作，進而建設完整的交通平臺。橋梁也是在巖土上方修建，對于路橋過渡段，橋梁、道路的剛度存在明顯差異。路橋工程穩定性是保證施工質量的重要前提，決定著路橋施工安全。設計人員通常為保證橋梁施工安全，對于過渡段合理設計，控制此結構路基和路面的沉降量，并明確結構剛度要求、允許沉降量指標等。路橋沉降段使用期間會受到自身壓縮性、車輛荷載等因素影響，導致道路使用期間長期處于變形狀態，特別是當過渡段沉降差增大時，就會導致車輛晃動或者跳車等問題出現，不但對行車安全產生影響，而且還會影響道路耐久性。所以，需要設計人員對于過渡段力學特點有明確掌握，進而對于路基、路面等結構展開標準化設計。
二、路橋過渡段位置路基路面發生沉降原因分析
(一)設計方面因素
導致路橋過渡段位置路基和路面發生劇烈沉降的原因和設計因素有緊密關聯，具體包括過渡段的搭板設計、橋臺結構設計、壓實工序設計等。具體設計階段，對于鋪筑橋臺的設計，如果先壓實搭板，之后完成橋臺鋪筑，這樣的工序會影響過渡段的壓實施工質量。所以，應該優化設計，先鋪筑橋臺，之后展開壓實工序。與此同時，設計階段還須將施工過程排水系統重點考慮其中，如果填筑材料含水量過高，材料的級配設計和設計要求不符，都會影響過渡段主體實際承載性能，導致路橋使用階段路基和路面出現不同程度沉降問題。
(二)臺背壓實問題
按照路橋項目施工的有關規定可以獲知，在路橋項目施工階段，需要按照工藝要求對于橋臺的臺背展開壓實處理。實際施工階段，可能受到各類因素影響，導致臺背壓實度和實際要求不符。比如，部分人員施工技術水平不高，在實際作業時可能顛倒施工順序;部分人員由于施工經驗相對缺乏，上崗之前未受到專業培訓，導致施工期間技術運用存在問題，上述因素都可影響臺背壓實施工質量。在路橋過渡段位置路基、路面沉降問題上，臺背壓實程度不足為重要原因，長期下去，還會導致土體發生形變問題，影響道路平整度，增添行車安全風險，因此需要在設計和施工階段重點注意臺背壓實度問題。
(三)剛度差異因素
由于道路、橋梁二者之間存在高度差異，可能導致路橋過渡段路面、路基等發生沉降。因為橋梁屬于剛性結構，道路由路基、路面共同組合而成，屬于柔性結構，二者無論是在荷載能力方面，還是結構剛度上都存在較大差異。車輛在上方行駛時，橋梁可能出現的變形問題相對較少，而路基和路面可能受到自重影響出現不同程度形變量，因此導致路橋過渡段形變程度不同，可能增加交通安全風險。
(四)路面沉降因素
隨著路橋工程建設進程不斷加快，道路的路面設計日益完善，部分路面厚度增加，可能高于60cm，路面厚度的增加導致墊層施工、基層碾壓等工序開展階段，施工設備可能難以達到碾壓要求。施工結束以后，受到車輛荷載作用，增加基層、墊層壓實度，致使路面沉降問題日益嚴峻，還容易出現橋頭跳車風險。
三、路橋過渡段位置路基路面的設計內容
(一)地基和路基的設計
通常而言，橋臺結構利用混凝土材料制作而成，結構剛度大，路基剛度小，所以設計地基、路基等結構時，如果不能對橋臺、路基存在的剛度差異進行妥善處理，就有可能出現路面沉降問題，會導致橋頭跳車這一現象的發生。因此，設計階段應該按照科學方法，盡量控制橋臺、路基存在的剛度差異，保證過渡段路基和路面在施工過程的質量。具體而言，設計階段可使用增強過渡段強度的方法指導施工。在路堤、橋臺二者中間設置寬度50m漸變帶，并在其中填充級配材料，為過渡段強度提供保障。與此同時，還可填筑引道處位置路基，如果路堤屬于合成加筋材料，應該采取有效措施提高其承載能力，在過渡段的路基處及時填土，保證路堤基礎承載力，以免其使用過程出現沉降。除此之外，還需注意道路橋梁工程若屬于高等級路面，應該確保路橋過渡段沉降量處于5cm內，控制坡度差低于0．4%，若超出此指標，就會為施工質量帶來嚴重影響。
(二)過渡段設計
路橋過渡段的結構設計，可選擇土工格柵，由于此類材料施工過程無特殊要求，只需按照施工規范展開操作，即可發揮其抗剪性能。土工格柵能夠和其周圍土體有效融合，提高土體的承載力，以免其發生變形問題，有助于路基穩定性的提升。此外，使用土工格柵還能增加其和土體之間產生的摩擦力，緩解臺背垂直應力，不斷提高過渡段的路基承載性能，降低路基沉降現象發生概率。設計階段，還可利用水平布置這一方式指導施工，保證施工方式選擇合理，最大限度控制過渡段受到車輛荷載產生的變形問題。
(三)搭板設計
根據路橋項目的施工經驗，能夠看出搭板設計的合理性也能對于過渡段的沉降問題進行控制，具體可從如下幾方面入手:第一，如果路橋在設計使用有效期限之內，發生道路沉降，進而出現縱坡現象，則需利用過渡搭板，保證其傾斜角處于1/300～1/200的范圍之內，及時設計搭板，能夠控制縱坡問題的不斷擴大;第二，對于搭板長度合理設計，保證長度能夠到臺背的另一側，讓土體能夠被均勻壓實，和臺背缺口相互融合，提高結構穩定性;第三，根據臺板彈性、受力程度等對于地基長度合理計算。比如，若路橋過渡段總長度為100cm，那么搭板長度應該處于100～120cm之間;第四，搭板強度的設計方面，應該將搭板、填土二者之間存在的“脫空”現象考慮其中，結合實際完成設計。比如，對于楔形柔相板的進項設計，應該在過渡段增設加固區，在橋臺上設置一段柔性結構，最后將另一端和路基結構連接，保證橋臺、路基二者之間過渡良好，控制路面發生沉降問題，為路橋過渡段施工質量的保證奠定良好基礎。
四、路橋過渡段位置路基路面的沉降問題處理措施
(一)嚴格控制過渡段變形問題
路橋項目建設按照規定要求，路橋過渡段最高允許沉降量為100mm，并且路面的局部縱坡應該低于0．5%，以免導致過渡段變形量過大，發生橋頭跳車等問題。為預防上述問題發生，需要在施工期間注意過渡段的變形問題處理，嚴格按照施工要求對于施工質量進行控制，并對橋臺、路基之間剛度差異妥善處理，提高路堤承載力，控制沉降問題發生。如果施工階段出現局部縱坡，還需對過渡搭板傾斜角及時調整，以免縱坡問題加劇。通過上述措施，改善過渡段施工質量，控制過渡段的沉降問題與路面局部位置縱坡超標，抑制過渡段變形，提高路基和路面施工質量。
(二)改善路基和路面承載性能
路橋過渡段引道路的路堤填筑施工期間，需要注意材料選擇。通常施工利用土木合成的材料，組合而成加筋路基對于地基承載力的提升無明顯作用，也容易導致道路使用過程出現沉降問題。因此，需要從地基本身荷載力的提升角度入手，控制路堤受到自重荷載影響出現大范圍沉降問題，發揮材料使用性能。實際施工階段，施工人員應該結合實際需求，采取地基處理措施，可使用排水法或者加筋法提高地基承載能力，強化過渡段路基和路面施工質量。
(三)注意緩和過渡段施工
路橋項目施工根據區地理環境特點和水文特點，使用的過渡段結構各不相同。因此，實際施工階段，也應靈活改進施工工藝，嚴格按照實際需求，對于路橋過渡段施工方法進行選擇。可設置緩和過渡段，將過渡段地基緩和性能有效提升。比如，當混凝土橋臺、軟土地基過渡段剛度、荷載力具備較大差異時，則可利用緩和過渡段，確保過渡段施工質量，降低沉降問題發生率。
五、結語
總之，道路橋梁建設期間，應該高度重視路橋過渡段位置的設計和施工質量的控制，控制路基和路面發生沉降問題。合理設計過渡段，能夠保證路橋工程整體質量，為行車安全提供保障。針對設計問題和施工問題導致的路基沉降問題進行深入分析，把握過渡段的路基和路面設計重點，對于變形問題合理控制，提高地基承載力，設置緩和過渡區，降低施工過程存在的問題，防止道路橋梁使用期間存在安全隱患，為車輛順利通行提供良好保障。
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作者:任經魁 單位:陜西建工機械施工集團有限公司