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摘要:阐述了路桥过渡段的重要性,并总结了路桥过渡段路基路面结构上的不足,最后提出合理的结构处治对策,以供相关设计参考。
关键词:路桥过渡段;路基;路面;结构处治
1引言
从我国目前已经建成并投入使用的公路运营情况来看,依然长期存在一些不足之处,尤其是路桥过渡段即桥涵台背回填处,普遍存在一些如沉陷和跳车现象。桥梁、涵洞等构造物本身及台背填土,在行车荷载和自重的作用下产生沉降,由于两者间存在巨大刚度性差异,产生不均匀沉降从而导致台背交界处的路面出现台阶。高速行驶下的车辆通过台阶处会差生颠簸跳跃的现象,极度影响行车的舒适性及安全性。必须引起关注,从工程设计阶段做起,在符合施工标准和建设规范的条件下,对路桥过渡段进行科学、经济、合理的设计。
2 路桥过渡段路基路面结构设计的主要缺陷
2.1总体结构设计合理性不充足
在进行公路工程的路桥过渡段路基路面设计之前,相关人员会对路线所经过的地方进行全面综合的考察和评估。在此阶段,要对影响路基路面的客观因素如地质情况及水等结合设计规范进行综合分析,,最终确定路基路面的总体设计方案。根据目前绝大多数情况,一般采用体积及直径均较大的粗型物料来进行路基路面的填筑。然而由于外业工作的准备不足,影响到对实际的环境资料收集和认识,导致设计人员在进行路基路面设计时,对实际的情况考虑欠缺,造成设计并未达到相关规范的要求,无法满足实际工程需求。或因设计人员工作能力和经验较为欠缺,在进行设计时,未能完全考虑到相关指标,致使设计上出现缺陷,降低工程的实际质量。除此之外,若在该路段的钢筋混凝土过渡板和加筋土上应用不恰当,如板的长度、强度与实际所需之间偏差较大,达不到标准要求,严重影响路桥过渡段的质量,引发行车不安全现象。总的来看,路桥过渡段路基路面的设计存在多方面影响因素,总体结构设计时仍需提高合理性。
2.2 软土路基处理方式不恰当
特殊路基的处理也是在进行路桥过渡段路基路面设计时的必要考虑成分。在我国目前的公路建设中,软土地基是较为常见的一种地基类型,且软土地基的处理十分重要。由于软土地基变化性强、稳定性差、透水性低,若设计时没有充分做好考察和研究,会对路桥过渡段的硬度、耐久度和稳定性等造成严重影响,甚至会使得路面塌陷,降低车辆在该路段行驶时的安全性和舒适性。然而,目前国内对于软土路基的处理依然做的不到位,部分工程上的含有软土地基的过渡段仍会出现问题。部分原因是设计人员对软土地基的处理方式认识不到位,过于依赖过去经验,遇到较复杂的情况未进行变通,即使错误的方法也一味采用。还有很多其他原因,如施工人员技术不符合标准、施工班组整体素质不高,对软土地基的处理缺乏技术和经验,施工现场管理人员还停留在理论知识层面,现场经验不够丰富。项目的前期勘测、钻探工作未充分做好,影响到后期对地基处理的判断和决策。
2.3 路堤边坡防护不全面
路桥过渡段的边坡防护也发挥关键作用,如果边坡防护设计得不到位,只考虑单方面影响,会使其在运营中容易受到外部环境影响,导致路面产生台阶,引起行车不适。在路桥过渡段中要提前根据具体情况制定边坡防护方案,保证路基边坡不会在正常外界环境条件影响下发生破坏现象,同时保持自身结构稳定性,保证运营期间路基路面稳定。对于边坡防护的设计要充分考虑外界因素对工程的影响,尤其是降水。大量的降水会使松软土层被冲刷,严重时可能会导致路基塌陷,引起结构失稳。另外,在设计阶段的勘察外业中,要做好勘探工作,对存在边坡滑坡隐患还要进行加强防护措施,如锚杆加固、预应力锚索加固、混凝土框架坡面加固等。此外,对于边坡稳定性较好的还可以采用植被防护等进一步保证边坡稳定性。
3 路桥过渡段路基路面的结构处治
目前的路桥过渡段路基路面结构处治主要有:
3.1 无混凝土过渡板的结构处治
不设置搭板时,主要集中在地基和台背的填筑。地基处治可改善地基性能,提高承载力和抵抗自然条件破坏的能力,增强稳定性。对于一般地基,应挖除桥头路堤边坡坡脚外2m范围内的腐植土、耕植土、淤泥等,对基底进行压实,且压实度应达到规范要求,对于挖除原地基土后回填的土要进行分层压实。特殊地基如软土地基、湿陷性黄土地基等要进行特殊处理,综合考虑路基的变形协调问题。目前国内对台背软土地基的处理方法主要有换土法、强夯法、超载预压法、减少附加应力法、竖向排水体预压法、深层搅拌法和高压喷射浆法、振动碎石桩法和浅层处治法等措施。使用换填法时,可将无法满足条件要求的填筑材料替换为当地砂砾或中、粗砂,条件允许可采用石渣和块石,处理深度应控制在0.5m~3m之间,保证其经济有效性。对于软土分布范围较浅、范围不大的情况,可将软土之间替换为含水率低、密实度好、承载力强的其他土层,提高路基路面的稳定性,另外还可以在软土层表面铺设砂土,使其固结排水且软土层得到加固。对于软土层范围较大其较深的情况,适合采用水泥搅拌法、强夯法和灌浆加固法等。
对于台背路基的填筑,首先从合理安排施工工序和时间、提高台背回填区压实度、减少路桥过渡段的自重和提高台背填土承载力和整体性等几方面入手。同时,台背回填区的范围也影响到台背填土的整体刚度以及过渡能力。设计时,应在满足过渡段技术要求的前提下,尽量减短回填范围,在满足技术条件的同时又节约成本。台背回填的范围要考虑过渡的要求、施工压实作业的标准、台背填土与已填路堤的结合要求等。台背的换填材料若直接选用粉性土、粘性土等填筑,易导致台背回填区强度低、刚度小、水稳定性差、变形大等,可在粘性土中参入石灰进行改良,提高台背回填区的整体强度,降低其变形。
3.2 有混凝土过渡板的结构处治
设置搭板的主要目的是为了将路桥过渡段的纵坡变化控制在一定的范围内。采用混凝土过渡板时,确定出搭板的合理长度为该路段结构设计的重点。搭板的长度要根据路堤与桥台预期沉降量、车辆荷载、道路等级和交通量来确定。搭板长度主要考虑以下两个方面:大于和不均匀沉降段长度、沉降差与搭板长度之比应控制在一定范围。搭板的厚度主要考虑平面尺寸、脱空长度、荷载大小及支撑条件等,设计时一般大于30cm。确定搭板的尺寸后,还应确定好搭板形式及埋深。目前在我国公路建设工程中主要应用的搭板形式为等厚、变厚和台阶式搭板。根据顶面的设置高度可划分为高置、中置、低置式。
对于已经发生且有可能继续发生大量沉降的台背,还可以采取设置过渡性路面的措施,一般可采用预制水泥混凝土六棱块、条石铺砌、半刚性过渡层或沥青过渡层等类型。或者在可能会产生沉降的范围内,根据一定的经验值设置一定的路面纵向反坡,以抵消过渡段在运营过程中产生的路基沉降。
4 结语
综述所述,路桥过渡段具有多种影响因素,因此在实际工程设计时,要综合考虑多方面因素,灵活地将各种方法结合经验运用,设计与施工结合,提升总体建设水平和质量。
参考文献:
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作者简介:
黄佳俊(1996-),男,硕士研究生