浅析公路桥梁路基路面施工技术
来源:用户上传
作者:
摘要：本文阐述了公路桥梁过渡处路基、路面常见问题的产生，提出了相应的施工质量控制措施，结合工程实例，简述了路桥过渡处路基路面的施工方法与工艺。
关键词：公路桥梁路基路面施工技术
1 前 言
随着我国车流量的不断增加和高速公路的迅速发展，公路桥梁大量兴建，由于我国各相关行业对桥梁结构的设计比较重视，技术已相当成熟。相对而言，路桥过渡段上的路基路面研究显得十分薄弱，被列为公路工程质量通病。桥面平整度差、早期损坏较普遍和桥台路基沉陷问题长期以来一直未得到根本的解决。因此，在分析路桥过渡段路基路面常见病害产生原因的基础上，提出了施工质量控制措施。
2路桥过渡段路基路面施工技术
2.1路桥过渡段路基路面施工
常见病害分析在桥涵、通道等构造物与两端路堤联接的路桥过渡段，路基、桥涵常因不均匀沉降而出现台阶，当此台阶达到一定数值，会使行车产生明显的颠簸跳动。由于车辆荷载的作用，一般的台阶呈现中问低两边略高的形态。桥涵两端台阶的产生和形成使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度视公路等级、路面类型、台阶高度、车辆种类和行车速度而异。公路等级越高所设置的结构物也越多，因此形成许多高低不一的桥头台阶。因为桥头台阶导致汽车减速行驶艘得车辆不可能在高等级公路的全线溅某一区以设计速度运行。根据观察和测试，汽车遇到桥头台阶，一般要提前150～200m减速墩过台阶以后还需要大约相同的距离加速以恢复正常行驶速度。
高速公路线形标准高，桥头引道路堤高，极易产生沉陷和变形，出现桥台与引道错台、桥台路基下沉、路面裂缝、不平，甚至积水等病害。这些病害使快速行驶的车辆颠簸、振动、跳车产生噪音。为解决这一问题应从设计与施工两方面着手研究。
2.2设置搭板
搭板的设置方法有三种：方法一，从理论上讲是完美的，在搭板长度L范围内，在车辆荷载作用下，路面的弯沉逐渐变化，但这种方法给实际施工带来很大困难。方法二，它的特点是克服了方法一的施工困难，而且又有效地解决刚柔过渡的问题，其中图1中的b值应根据实际情况经计算而定一般不应小于8cm。
第三种方法是采用预留反向坡度，即搭板与桥台连接处标高一致，而与路面连接端则高于设计标高，形成一个预留的反向坡，坡度大小根据路桥之间的沉降差而定，此法的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下，确定沉降差和预留反向坡度。搭板与桥台间的锚固有竖向和水平向两种方法。考虑到搭板自由端在车辆荷载作厢下必然发生竖向位移，而水平向的锚固更符合这一受力状态，并有利于桥台受力，因而搭板与桥台间宜采用水平锚固。对于是否设置枕梁，国内曾有人研究后认为：枕梁布置在搭板尾端对于搭板受力没有影响。我们进一步研究后认为，枕梁设在搭板尾端对于控制板底弯拉应力是不利的，它可使板底最大弯拉应力增大约三分之一，如果板端枕梁附近一定范围内板下地基处理不当，将发生局部下沉造成二次跳车。但是，枕梁可以将搭板传递下来的荷载分布到较大面积的地基上，还可以增加搭板的横向抗弯刚度，故加设枕梁确是有利的。有关资料表明：枕梁下的路基内设置碎石桩或水泥石屑桩可以改善枕梁及其下部路基土承载能力，减少该处沉降。经实践检验这种处理方法效果显著，而所需费用不大。因此，我们认为搭板可作成不设枕粱和设枕粱两类，若设枕梁，将其分为设置碎石桩或水泥石屑桩和不设两类，对这三种情况应在实践中进一步检验其优劣。
有关研究表明：设置l15m宽路肩可以使搭板底部最大弯拉应力减少20％，因此，设置搭板时，应注意修筑好路肩，以改善搭板的受力状况。搭板的长度确定至关重要，其长度与路堤填高成正比，并与路基状况有关。依据实际沉降差的大小来确定搭板的总长，是成功防止桥头跳车的重要技术措施。一般地沅设置与否需论证确定，如设置搭板长度可为5m。小桥涵搭板、中桥的搭板长为5～8m，大桥搭板长度为8～12m。搭板下面地基的非均匀特别是脱空旨，能显著地增大板底的弯拉应力，对搭板效用发挥极为不利。由搭板的受力分析可知，当地基从均匀到非均匀再到脱空，其相应的最大竖向位移各增大100％左右。而增加搭板厚度能显著地增大搭板抵抗弯拉应力和变形的能力，研究表明，板厚从20cm增到30cm，板底最大弯拉应力减少30160％，相应的竖向位移也减少19l85％。因此按弹性地基板和脱空板分别计算板厚，根据实际情况确定厚度对钢筋混凝土搭板可取板厚为30cm左右。
2.3不设置搭板
目前，国内高等级公路在大、中桥头处均设置搭板，但搭板一旦破坏，不仅严重影响车辆的正常通行，而目施工难度大、维修费用高。如果不设置搭板，则应对台后填筑作周密设计和认真施工，对填料和压实应有更高要求，或采用专门的结构措施，如铺土工格网、填筑聚乙烯块等。具体做法在台后填筑和地基处理中加以论述。
2.4台后填筑
桥梁两端路堤沉降由地基、路基、路面三部分压缩变形组成。其中地基的压缩变形由路基路面的恒载和车辆荷载引起，填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。对于面层者搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同，则不会产生沉降差，因此搭板上和桥面上应采用相同的面层结构和厚度。车辆荷载的作用的影响深度一般2m左右，因此一般搭板下的加强层不超过2m。但实践证明，由于填料自身固结和施工要求不严，若不对整个台背填方作加固处理，则不能彻底解决桥头跳车问题，国内一些成功解决桥头跳车的实例也证明需对整个台背填方作加固处理，如济青高速公路要求所有构造物台背回填透水性好的砂性土或石灰土许漯高速公路要求原设计95％区由素土改为石灰稳定土压实度要求从地基开始均为95％。因此对整个台背填筑从地基开始应采取适当的加固措施，采用砂性土、砂砾、碎石土填筑，必要时用石灰或水泥进行稳定处理也可采用半刚性材料填筑，以此减少路基工后沉降，同时相应提高压实度要求。土工合成材料加固台背路基可以有效地控制填土荷载作用下的变形和自然沉降，尤其是不均匀沉降。这是由于土工合成材料可以增强土体本身颗粒间以及土颗粒与土工合成材料接触面间的磨擦咬合作用使土体部分应力得到扩散和转移从而使土体的垂直应力和水平拉应力明显降低，土体剪应力明显提高，土体承载能力和抗变形能力、抗裂能力因此而得到明显的提高。但地基为软基时应先预以加固处理。台背回填的压实质量是影响台背路基沉降与跳车的―个重要因素，台背回填因位于台背这个特殊位置，成为碾压以碾压且机械振动力太大时对台墙有影响。要台背回填粘性土压实度达到95％以上使用小型压实机具是相当困难的。在路桥过渡段，若单纯依靠桥头搭板，由于路基压实度没有得到保证，路基下沉，将造成搭板下地基的非均匀甚至脱空，而这对搭板的受力是极为不利的，因此，配合设置桥头搭板，对路基的压实必须进行有效的控制。在压实时潞基顶面lm左右范围内最好用振动式压路机，或其它小型压实机械每层填筑厚度视压路机械的振压作用深度而定按分层填筑、分层碾压、分层检测法施工。
2.5地基处理
处理好桥背软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法，可以根据实际情况应用，以改善地基性能，提高承载力，减少沉降，缩小桥台与路堤的沉降差避免错台。修建在软土地基上的桥台通常采用桩基础。如果在相当厚的软土层修筑高路堤，则软土会因回填材料的质量而向侧向挤动并对基桩施加很大的力，其后果是使桥台产生水平位移或转动。这将损坏支座、伸缩缝有时还会损坏桥面和桥台。为了避免不正常的位移的出现必须减轻回填材料，或者增强地基土或用基桩。达到抵抗侧向流动的强度。
3结束语
综上所述，通过对路桥过渡段路基、路面的施工技术分析，进行了较为系统的总结和研究。分析了路桥过渡段路基、路面常见病害产生的原因，提出了施工质量控制措施，结合实体工程论述了路桥过渡段路基路面的施工方法与工艺。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-585494.htm
