任經(jīng)魁
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(xiàn)道路沉降問題,對于路橋工程建設的質(zhì)量可產(chǎn)生嚴重影響。因此,為解決過渡段出現(xiàn)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(fā)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(fā)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(yè)發(fā)展迅速,路橋工程也迎來了全新的發(fā)展機遇,工程建設規(guī)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(zhì)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(fā)現(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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(jié)構造成破壞,產(chǎn)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(fā)生。
一、路橋過渡段結(jié)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(jié)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(jié)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(wěn)定性是保證施工質(zhì)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(jié)構路基和路面的沉降量,并明確結(jié)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(tài),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(xiàn),不但對行車安全產(chǎn)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(jié)構展開標準化設計。
二、路橋過渡段位置路基路面發(fā)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(fā)生劇烈沉降的原因和設計因素有緊密關聯(lián),具體包括過渡段的搭板設計、橋臺結(jié)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(zhì)量。所以,應該優(yōu)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(tǒng)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(xiàn)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(guī)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(yè)時可能顛倒施工順序;部分人員由于施工經(jīng)驗相對缺乏,上崗之前未受到專業(yè)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(zhì)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(fā)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(fā)生沉降。因為橋梁屬于剛性結(jié)構,道路由路基、路面共同組合而成,屬于柔性結(jié)構,二者無論是在荷載能力方面,還是結(jié)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(xiàn)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(xiàn)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(jié)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(xiàn)橋頭跳車風險。
三、路橋過渡段位置路基路面的設計內(nèi)容
(一)地基和路基的設計
通常而言,橋臺結(jié)構利用混凝土材料制作而成,結(jié)構剛度大,路基剛度小,所以設計地基、路基等結(jié)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(xiàn)路面沉降問題,會導致橋頭跳車這一現(xiàn)象的發(fā)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(zhì)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(xiàn)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(nèi),控制坡度差低于0.4%,若超出此指標,就會為施工質(zhì)量帶來嚴重影響。
(二)過渡段設計
路橋過渡段的結(jié)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(guī)范展開操作,即可發(fā)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(fā)生變形問題,有助于路基穩(wěn)定性的提升。此外,使用土工格柵還能增加其和土體之間產(chǎn)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(xiàn)象發(fā)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(chǎn)生的變形問題。