路桥过渡段路基路面施工技术研究
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摘要:公路和桥梁之间的过渡段经常发生沉降,很容易导致车辆桥头跳车,轻则影响行车的舒适性,重则影响行车安全问题,因此,路桥过渡段路基的路面施工技术应该得到重视。本文将会对路桥过渡段路基的沉降问题进行分析,并提出几项可行的技术方案以供参考。
关键词:路桥过渡段;路基;路面;施工技术
桥头跳车问题是行车时经常遇到的问题,这种现象首先会降低机动车行驶的舒适性和机动性,其次可能会增加车辆磨损甚至可能触发交通事故。目前,路桥过渡段危害在全国各地的公路中是比较常见的问题,也是公路质量的重大问题之一,同时一旦危害发生,将会造成严重的经济损失。这是因为路桥的过渡段一旦遭受破坏,维修会非常困难而且维护费用十分之高。种种原因决定了在进行路桥过渡段路基路面施工时必须严肃对待,努力提高相关技术水平,尽可能地减少沉降问题的发生。本文将会对此作出一定的探索,以供相关人员参考。
一、路桥过渡段路基路面施工常见问题分析
路桥过渡段路基路面施工常见问题一般是因为路基与桥涵因为细微的不均
匀的沉降而导致台阶出现,当台阶日益明显时,汽车行驶时便会发生越来越明显的颠簸。同时,因为车辆一般都有荷重,长年累月地碾压台阶,因此台阶也会沉陷出两边较高中间较低的形态[1]。这些都会或多或少地影响到汽车的行车速度以及舒适度。如果长此以往,桥面路基下沉、路面产生裂缝、不平整甚至产生积水等现象都可能发生,这些严重影响着公路的正常使用。
二、路桥过渡段路基路面常用施工技术分析
(1)搭板设置方法
设置搭板的常用方法主要有三种,第一种虽然理论上臻于完美,但是实际操
作中困难重重,即在搭板一定的范围之内,通过车辆载重作用,过渡段路面厚度实现刚度渐变。第二种方法是实现搭板与路面顶层的平行,这样搭板顶面层的标高能够同桥面的底标高达到同样高度,这种方法在一定程度上借鉴了第一种方法,但能够有效地解决方法一中的操作困难问题。第三种方法即预留反向坡度。也就是说,搭板要和桥台连接处的标高一致,但其和路桥连接处的标高应高于事先的设计标高,这样便可以形成一个预留的反向坡[2],此坡度大小可以根据路桥的沉降差决定。
(2)搭板及其顶层的施工技术
在混凝土搭板的施工中,需要严格按照相关规范和规定,首先要立模,同时要确保混凝土的表面坡度与平整度达到相关要求。另外,由于搭板距离基层顶面的距离相对较小,如果压路机直接从上面通过的话,很容易被压碎,并形成所谓的薄层。因此,这个问题必须要解决,可以在二者距离不足10厘米时,必须在铺筑底层的沥青混凝土时凿除已经铺好的采用水泥的碎石基层,最好统一用沥青混凝土一并填筑、 凿平,这样可以在一定程度上保证整个台背回填强度。
(3)不设置搭板的施工方法
由于设置搭板的施工方法具有一定的维护困难,因此即使国内大部分公路与桥梁过渡段施工都有设置搭板,但德国、意大利等技术相对先进的国家摒弃了这种方法,而是采取在桥头位置不设置搭板的方法。而不设置搭板则需要对填充材料进行精心选择,同时要对台后的填筑进行周密的设计。具体的施工细节下文将详谈。
(4)地基处理
可以说,处理好桥背软弱地基是有效地控制甚至杜绝桥头跳车的关键措施。目前我国在这方面的技术方法已经有非常多,常用的有换土法、 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、 振动碎石桩法等等[3]。施工方在实际的施工操作中,需要根据实际情况灵活地选择运用,不能教条主义,这样才能最大程度地改善地基的性能,减少沉降的产生,从而避免桥头跳车问题。同时,如果在软土地基上修建桥台通常需要采用桩基础,而若在相当厚的软土层上修筑高路堤的话,软土将会因为填充材料的重要而产生侧向挤动,以至于对对基桩施加较大的压力,这样将可能导致桥台产生一定的水平位移或者转动,将会严重地损坏工程伸缩缝、支座甚至是桥面和桥台。因此,为了尽量地避免这种情况发生,必须要尽可能地减轻回填材料的重要。另外,如果在桥头采用桩板法、轻质填料或者连接箱式桥台等方法,可以有效地减少沉降。
(5)台后填筑施工方法和技术
按照时间进行分类的话,过渡段沉降可以分成瞬间沉降、固结沉降以及次固结沉降,其中后两种沉降对桥头跳车的影响最为重大。而减少沉降首先就是要主要对台后填筑的材料种类和质量进行精心选择,轻型材料可以有效地减少地基沉降和下部土体的压缩与变形,而压实后的材料则能够提升压缩模量,减少由于汽车载重多次作用下产生的竖向变形问题。一般来说,在桥台5-10厘米的范围之内需要填筑工程性能较佳的材料,也就说刚度要适中,且要容易压实。这首先是因为路桥过渡段本来就属于刚柔过渡段,因此其填料也需要采用刚度介于路基材料和桥台材料之间的产品。填料需要容易压实是因为台后的填料压实操作相对较为困难,但是其对压实度的要求相对较高,这就只能在材料上下功夫了。此外,考虑到长期使用问题,所用填料还需要具备良好的透水性能[4],比如砂砾土、 碎石土、 中粗砂就比较合适。近几年,泡沫混凝土和泡沫苯乙烯之类的工程塑料的使用也得到普及,由于密度小,质量轻,可有有效减少路基沉降问题。
根据多年实践经验,台后填筑除了材料之外,还需要对台背填方进行加固处理,这是因为填料自身固结的程度不易控制,而且施工过程不能保证百分百地完美,因此,如果不加固仍然不能彻底地解决相关问题。回填材料的压实质量此时就极为重要了,极大地影响到台背路基的沉降与跳车问题[5]。一般来说,台背回填的压实最好选用相对小型的压实机器,分层压实的厚度则最好薄一些,如果在10~15cm范围内最好。
三、结语
路桥过渡段的路基路面是公路中较为“脆弱”的部分,而且一旦遭到破坏
维修费用将十分庞大,因此为了保证公路的长期正常运用,减少后续成本,路桥过渡段的路基路面施工需要谨慎地对待。在具体的施工中,需要具备科学与系统意识,对整体工程进行系统的管理,在各个施工环节和工序上都不能掉以轻心。这样才能从根本上杜绝问题的产生,提高公路建设的社会效益。本文对路桥过渡段的路基路面施工的各个环节应该要注意的问题与处理细节做了必要的概述,对以后的施工具有一定的参考意义。
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