路橋過(guò)渡段及路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

1、    路橋過(guò)渡段及路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析    夏興兵【摘要】路橋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)大型綜合性工程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些困難的節(jié)點(diǎn)，路基路面的建設(shè)就是其中之一，所以如何做好路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證路橋工程建設(shè)的穩(wěn)定，會(huì)促進(jìn)地區(qū)交通樞紐甚至經(jīng)濟(jì)發(fā)展。文章對(duì)路橋過(guò)渡段路基路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析?！娟P(guān)鍵詞】路橋；路基路面一、路橋過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)病害分析在橋梁的項(xiàng)目建設(shè)中，由于建設(shè)土層、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等原因，在路橋過(guò)渡段總會(huì)出現(xiàn)這樣難養(yǎng)的問(wèn)題，影響這橋梁的日常使用。所以對(duì)于這些存在的問(wèn)題應(yīng)該及時(shí)采取科學(xué)的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)調(diào)整和技術(shù)實(shí)施方式的改進(jìn)

2、，為確保設(shè)計(jì)與技術(shù)的科學(xué)性、合理性，對(duì)路橋過(guò)渡段路基路面常見(jiàn)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析是必要的。1.1 控制橋涵的高度在橋體建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，肯定會(huì)遇到路段之間連接不上的情況，這種情況下我們就需要在兩個(gè)路段之間建立橋涵，過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)橋涵與兩邊的路段不能完全對(duì)接，造成橋涵兩側(cè)出現(xiàn)臺(tái)階，這嚴(yán)重影響了行車過(guò)程中的安全問(wèn)題。要想完成橋涵的完全對(duì)接，可以說(shuō)是不太可能，但是可以盡量減小橋涵的高度，盡量接近地面路段的連接點(diǎn)。這就需要對(duì)施工路段的準(zhǔn)確了解，了解地質(zhì)情況，技術(shù)是否實(shí)用的情況，如果通常所使用的施工技術(shù)對(duì)路段不適用，需要設(shè)計(jì)者針對(duì)相應(yīng)路段做出適合的設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)。1.2 天氣嚴(yán)重影響道路的壽命橋涵對(duì)行車

3、安全的影響尤其體現(xiàn)在了車輛在高速公路上行駛的階段。高速公路上車輛的速度一般都是比較快的，對(duì)路橋過(guò)渡段的施工要求也就嚴(yán)格了很多，相比較普通的路段，橋涵是可以避免的，但由于高速公路的路段的特殊性，橋涵的出現(xiàn)是難以避免的。高速公路的車流量較大，承載力也大，這就在無(wú)形當(dāng)中給路橋過(guò)渡段的設(shè)計(jì)增添了壓力，要在保證承載力的情況下，對(duì)橋涵進(jìn)行完美的處理，也是對(duì)施工技術(shù)新高度的挑戰(zhàn)。加上天氣這個(gè)不定因素的影響，若是遇到雨天，道路建設(shè)中有洼陷，道路出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題的出現(xiàn)，都會(huì)嚴(yán)重影響公路的日常維護(hù)工作。道路積水對(duì)路橋過(guò)渡段的影響也是造成過(guò)渡段難以修復(fù)的原因之一。即使建設(shè)質(zhì)量再好的道路也會(huì)因?yàn)榉e水長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕而腐爛，

4、導(dǎo)致道路壽命減少。二、路橋過(guò)渡段路基、路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路橋過(guò)渡段的科學(xué)設(shè)計(jì)是影響路橋過(guò)渡段真正實(shí)施過(guò)程的重要因素。施工的整個(gè)過(guò)程都是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行工作的。保障設(shè)計(jì)工作人員的高職業(yè)道德素養(yǎng)，強(qiáng)烈的責(zé)任心有擔(dān)當(dāng)?shù)膬?yōu)秀品質(zhì)，才是保障工程按時(shí)進(jìn)行的前提，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照施工的標(biāo)準(zhǔn)比例進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)路橋過(guò)渡段路基路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包含以下幾個(gè)方面：2.1 過(guò)渡段搭板的設(shè)計(jì)。搭板設(shè)計(jì)工作在工程當(dāng)中深受重視，好的搭板設(shè)計(jì)可降低橋頭跳車發(fā)生幾率，搭板的設(shè)計(jì)主要包括搭板的型式、埋置深度、搭板的長(zhǎng)度以及寬度。搭板有三種型式，即：臺(tái)階型、等厚、變厚度，低式置、中式置以及高式置是搭板的埋置深度。在進(jìn)行

5、路橋過(guò)渡段搭板埋藏深度的設(shè)計(jì)時(shí)，工程人員常常通過(guò)路面結(jié)構(gòu)的狀況來(lái)決定采用哪種型式的埋置深度，值得注意的是，采用低置式時(shí)為了方便路面鋪設(shè)，搭板的遠(yuǎn)臺(tái)端頂面必需處在路面基層的下段；采用中置式時(shí)遠(yuǎn)臺(tái)端搭板頂面必須要處在路面基層與面層的中央；搭板頂面必須與橋臺(tái)頂面的高度一致是采用高式置埋置深度必須遵循的要點(diǎn)。一般情況下，高式置用于水泥混凝土路面，瀝青混凝土路面也可采用，但考慮到路面與搭板鑲嵌問(wèn)題時(shí)，為了避免出現(xiàn)路面凹凸不平狀況，瀝青混凝土路面適合采用低置式和中置式。工程施工根據(jù)實(shí)際情況而定，采取適合的形式進(jìn)行施工，不僅可節(jié)省資金，還保障了工程質(zhì)量。路橋過(guò)渡段搭板長(zhǎng)度和寬度的設(shè)計(jì)，在確定搭板長(zhǎng)度時(shí)需要考

6、慮的四個(gè)條件：置土前預(yù)留缺口上的長(zhǎng)度，搭板長(zhǎng)度必須跨越其長(zhǎng)度；除此之外還需跨越臺(tái)后破壞棱體的長(zhǎng)度；沉降后搭板縱坡大小的變化值不得大于最大容量值；搭板受力的有效長(zhǎng)度必須得到保證。通常大橋搭板長(zhǎng)度為 812m 之間，小橋?yàn)?68m 之間。在我國(guó)，搭板邊緣與緣石邊緣的間隔長(zhǎng)度一般為 0.5m，為了使搭板受力減小，應(yīng)使搭板寬度和橋面寬度一致，若搭板寬度不夠，車輛在行駛時(shí)極有可能在搭板的縱向邊緣上方行駛，這對(duì)搭板的受力非常有害。2.2 緩和過(guò)渡段的設(shè)置。橋臺(tái)與路基、路面結(jié)構(gòu)型式迥然不同，橋臺(tái)是有剛度較大的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成，而路基與路面結(jié)構(gòu)分別是由具有柔性的填土和瀝青混凝土。所以在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮地面

7、上的路堤過(guò)渡段強(qiáng)度設(shè)置，且進(jìn)行軟土地基處理工作時(shí)，由于各段強(qiáng)度不一致，所以也需設(shè)置強(qiáng)度過(guò)渡段。世界銀行貸款項(xiàng)目對(duì)柔性路堤和剛行嚴(yán)格控制，使之在控制在一定范圍內(nèi)，不影響公路的質(zhì)量。2.3 橋臺(tái)臺(tái)背采用土工格柵技術(shù)。目前我國(guó)的公路工程技術(shù)得到一定發(fā)展，在路橋過(guò)渡段路基施工的設(shè)計(jì)中，廣泛使用土工格柵技術(shù)。土工格柵技術(shù)能使土與土工格柵在一起共同受到土體本身荷載與車輛荷載的同時(shí)，充分發(fā)揮土體的抗剪強(qiáng)度，使路基整體的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，控制土體發(fā)生側(cè)向變形同時(shí)也有效的控制了路基填土發(fā)生側(cè)向位移的可能性，從而路基的變形模量有所增大。車輛荷載的反復(fù)作用，常常導(dǎo)致橋臺(tái)臺(tái)背受壓變形，現(xiàn)由于水平攤鋪的土工格柵具有一定的

8、彈性，即便車輛荷載的反復(fù)作用都會(huì)減少甚至不會(huì)產(chǎn)生變形的累積。上部荷載由于路基填土和土工格柵產(chǎn)生的摩擦作用，可在路基中進(jìn)行重新分配，由此橋臺(tái)的部分臺(tái)背垂直應(yīng)力所有降低，提高了路基土體的承載能力，還降低了沉降的發(fā)生率。三、不設(shè)置搭板時(shí)橋頭路基設(shè)計(jì)目前，國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路在大中橋處均設(shè)置搭板，但若搭板一旦破壞，不僅嚴(yán)重影響車輛的正常通行，而且施工難度大、維修費(fèi)用高。從上個(gè)世紀(jì)七、八十年代，以來(lái)德國(guó)、意大利等國(guó)在橋頭處不設(shè)置搭板。由于引道和橋臺(tái)兩者的剛度的差別是造成橋頭跳車的一個(gè)主要原因，因此一種有效的處治方法就是改善橋臺(tái)后路基的整體剛度，使其盡量向剛?cè)徇^(guò)渡，故所用的材料經(jīng)常為柔性向剛性過(guò)渡的過(guò)渡材料，半

9、剛性材料最合適，粒料次之。陜西境內(nèi)的西三公路、機(jī)場(chǎng)東線、西閻高速等均將橋頭引道用半剛性材料進(jìn)行了換填，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用觀測(cè)證明效果良好，有效地減少了差異沉降。當(dāng)然，在這種情況下，必須采取有效的措施保證臺(tái)后的壓實(shí)度，完善臺(tái)后的排水設(shè)施。若忽略橋臺(tái)邊界條件的影響，則進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)引道和普通路段沒(méi)有區(qū)別。但引道還需考慮沉降問(wèn)題，由路基沉降分析可知，壓實(shí)度的提高能有效地提高素土的壓縮模量，但由于其基數(shù)太小，所以，素土壓實(shí)度縱然達(dá)到95%，其最終沉降量也較灰土大得多，因此，對(duì)高填方橋頭路基不宜過(guò)多采用素土填筑。同時(shí)，在輪重所引起的應(yīng)力與路基土自重所引起的應(yīng)力的比值為1/5 時(shí)，某些重車荷載作用下的路基工作區(qū)深度最大可達(dá) 2.9m。故考慮到因路基沉降引起橋頭跳車的嚴(yán)重性，建議在不設(shè)置搭板時(shí)，橋頭高填方路面結(jié)構(gòu)采用無(wú)機(jī)結(jié)合料，其底基層厚度應(yīng)不小于 3m，底基層及素土壓實(shí)度均要求為 95%。結(jié)語(yǔ)隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制不斷完善，我國(guó)建設(shè)了越來(lái)越多的路橋工程等交通基礎(chǔ)項(xiàng)目。而路橋工程的過(guò)渡段是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的。所以根據(jù)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)渡段的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，可以有效地的解決使工作人員犯難的問(wèn)題，提高過(guò)渡段的設(shè)