張文寶

（同圓設計集團有限公司，山東 濟南 250000）

1 路橋過渡段質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因

1.1 結(jié)構設計問題質(zhì)量

如果在道路和橋梁設計時，使用的相關材料出現(xiàn)錯誤、未考慮沉降縫的位置或者數(shù)據(jù)和尺寸的設計不正確，則會出現(xiàn)沉降不均勻的情況。如果不進行地基處理，地基強度張力就不符合要求。將無法正確判斷相關的地質(zhì)參數(shù)，出現(xiàn)計算誤差，導致最終值與實際值之間不符，也可能發(fā)生沉降不均[2]。這些結(jié)構設計問題降低了道路和橋梁的舒適度以及使用壽命。最終降低了建筑質(zhì)量。

1.2 軟土地基處理問題

過渡段在接近橋頭部分要先處理軟土地基，否則，將直接導致沉降不均。會引起橋頭引道板塊質(zhì)量發(fā)生變化的原因非常多，例如鉆孔數(shù)量不對，鉆孔深度計算錯誤以及軟土基礎計算錯誤等。對強度、范圍和深度的錯誤判斷最終會導致施工時出現(xiàn)問題，從而導致道路和橋梁的軟土地基施工和質(zhì)量問題。

1.3 填充材料不符合要求

公路橋梁中路面與橋板的連接部分需要使用到填充物。如果填充物質(zhì)量有問題，地基和橋梁的強度會大大減弱，路面會沉降。填充物需要符合國家質(zhì)量認定與相關標準要求，在選擇合適的填充物時，還需要參考橋的剛度與地形因素。由于地形，填充材料和其他原因，過渡區(qū)通常會出現(xiàn)不均勻沉降[1]。在實際施工、設計階段可以進行一定的控制和把握，但不能完全避免。

1.4 路面壓實及平整度

路面壓實不透徹和平坦度低可能是由于路基中使用的填充物不達標，造成路面缺乏剛性，導致塑性變形而引起沉降差異。另外，過渡部分本身的地形如果影響壓路機的操作，且道路質(zhì)量不符合標準，也可能會出現(xiàn)一系列嚴重影響交通安全的問題，例如工期問題導致的道路穩(wěn)定時間不足、過早投入使用引起的道路沉降、道路裂縫、路面磨損等[1]。路面的壓實度和平整度是其施工和審核的重要指標。

2 解決過渡段沉降問題技術措施

高速公路預噴高程是高速公路在運行過程中預留沉降量。按施工順序可分為路堤預噴高度和路面預噴高度。影響軟土地基施工后沉降的因素很多，難以準確預測沉降。在堤防預噴高程施工中，應考慮路坡、路拱等施工規(guī)定的技術標準要求。另外，由于各路段情況不同，對于軟基的處理方法也應有所不同。例如預壓法、橋涵等構筑物與普通地段的連接、坡度地段的設置等。

2.1 在不設搭板前提下進路基設計與施工

以往在高速公路建設中都會采用搭板，但是搭板在長時間的使用后，會出現(xiàn)一定程度的破損，極大地影響了車輛的運行。另外，其維護困難并且維護成本高。公路和橋梁交匯處路段使用材料不同，且公路與橋梁建設的標準也存在很多不一致的地方，這是導致橋頭跳車的最主要原因。在經(jīng)過長期的實踐證明，只有將路橋過渡段的剛度進行優(yōu)化處理，才能有效避免橋頭跳車的情況出現(xiàn)。那么在對路橋過渡段剛度和硬度進行全面優(yōu)化時[3]，應該注意保證其靈活度，應該巧妙地選擇柔性與剛性材料對其進行填充，以達到剛硬的完美過渡。根據(jù)目前我國使用路橋過渡段填充柔性剛性材料方法的公路、機場等場所使用情況來看，這種方法不僅能夠降低沉降差異，而且性能表現(xiàn)良好。

2.2 搭板尾部路堤預拋高

在進行梁下混凝土墊層施工之前需要進行沉降數(shù)據(jù)實測。經(jīng)實測之后，再進行預測判斷與計算。通過平實混凝土墊層與提高疊合枕木的標高，橋頭疊合板的預拋高度可抵消部分施工后沉降（如圖1 所示）。其優(yōu)點是，在橋梁過渡段中采用了成本較低的路堤填料來實現(xiàn)板坯端部的預拋高。由于在預拋高比較小的情況下，墊層下路堤的標高很難掌握，因此在質(zhì)量控制部分需要注意搭板尾部路堤預拋高方面的問題，避免因為枕梁下路堤沉降過大，使“二次跳車"的現(xiàn)象過早發(fā)生。

2.3 搭板尾部面層預拋高

橋頭搭板尾部的預拋高還可以通過加大搭板鋪裝層厚度來實現(xiàn)，以搭板尾部為控制點，用上路面層材料將搭板尾部標高提高3 cm，此處也是拋高量最大點，然后向兩側(cè)順坡，左側(cè)到橋臺處拋高值為0，右側(cè)到距離橋臺30 m 處拋高值為0。此時在搭板尾部同樣形成2 個與圖1 相同的縱向反坡和具有相同最大縱坡相對差的坡頂。瀝青混凝土作為路面比例很勻稱，同時由于材料的黏稠性，實現(xiàn)預傾卸高度相對簡單。由于路面的標高是通過加厚頂層提高的，這也使項目成本增加。當投擲高度過高時，不應使用此方法。

2.3 引道搭板的設計

根據(jù)中國高速公路上橋梁的調(diào)查和分析數(shù)據(jù)，當車輛行駛時速為100 km 或更高（引道的縱向坡度小于0.3%）時，道路完工時以縱向坡度為優(yōu)先。如果變化在0.4%之內(nèi)，則不會有跳車的情況。通常，應通過結(jié)合沉陷區(qū)域和預留缺口2 個因素來確定搭板的長度。但是，就受力而言，搭板的長度不應超過8 m～10 m，該長度可分為2 或3 個部分。

圖1 橋頭搭板尾部路堤預拋高設置示意圖

3 消除路橋過渡段沉降差的具體分析

3.1 工程概況

2 個橋位地基主要由新沉積的黃土組成，橋頭的路堤相對較高，因此橋梁交界處的不均勻沉降是不可避免的。由于當?shù)靥厥獾牡刭|(zhì)條件，很難在附近獲得合適的填充物。換填方法的使用會影響了施工進度。另外，材料成本和運輸成本很高，這大大增加了橋頭路堤的費用。可以采用楔形柔性平板法處理道路和橋梁過渡段的不均勻沉降。橋梁路堤的填土取最近的土壤，該土壤與相鄰路基的土壤相同。

3.2 現(xiàn)場測試

為進一步了解橋頭碰撞的柔性板處理機制，獲取計算參數(shù)，實時監(jiān)控施工質(zhì)量，評估加工效果，在6 個實體工程基臺和路面上進行承重和撓度測試。

3.3 測試結(jié)果

根據(jù)K20 + 447，K20 + 670 和K32 + 497 的綜合測量結(jié)果，可以看出隨著路基回彈模量和變形模量增加，橋頭沉降的不均勻性降低。

3.4 彎沉試驗

在路基施工完成后，對6 個基臺的頂面進行了應變測試，由于自然因素的影響，路基頂面的水分明顯減少。對測試結(jié)果有一些影響。

從表1 可以看出，路基頂面的彎沉從填充土工格區(qū)域中的6 m 逐漸增加到未填充土工格區(qū)域中的18 m。

表1 路基頂面彎沉值

3.5 路面沉降觀測

根據(jù)建設2 年后該項目6 個橋梁過渡段道路表面的測得的頂點曲線，發(fā)現(xiàn)橋梁所有截面的沉降曲線為拋物線形，6 個基臺過渡的最大沉降值在1 cm ～3 cm，并且各不相同。其中 K32 + 620 基臺的沉降值最大。

表2 是各沉降曲線的統(tǒng)計值，可以看出6 個基臺之間的臺階差為0.1 cm～0.3 cm，縱向斜率的變化率小于0.5%。根據(jù)該文的探討和研究，可以確認楔形柔性搭板處治技術的應用，能夠很好地避免橋頭跳車的問題出現(xiàn)，達到了該次控制的最終目標。楔形柔性搭板處治技術的原理就是通過路橋過渡段的沉降差分析得出調(diào)節(jié)參數(shù)和方法，從而降低總沉降值。

表2 路橋過渡段實測沉降數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

4 結(jié)論

導致橋頭跳車的主要原因還是由于道路和橋梁的設計過程、結(jié)構設計、填充處理沒有達到規(guī)范要求。橋頭跳車關系人們的行車安全和人身安全，因此相關人員和單位應該不斷地嘗試新技術、新工藝，以找到更加科學合理的施工技術來應對橋頭跳車的問題。同時還應該對相關處理技術進行深入分析，對過渡段進行填充的材料進行嚴格的控制，保證其達到國家標準。