關(guān)于路橋過渡段路基路面施工技術(shù)的分析應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯關(guān)于路橋過渡段路基路面施工技術(shù)的分析應(yīng)用摘要:在公路與橋梁過渡段上路面的合理結(jié)構(gòu)形式、高質(zhì)量的材料和先進(jìn)的施工工藝等問題引起了工程界的關(guān)注,本文主要是在路橋過渡段路基路面施工技術(shù)進(jìn)行研究,從而提出了施工質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞:施工技術(shù)改進(jìn)措施質(zhì)量控制

1路橋過渡段路基路面施工技術(shù)

1.1路橋過渡段路基路面施工常見病害分析

在橋涵、通道等構(gòu)造物以及兩端路堤聯(lián)接的路橋過渡段,路基、橋涵常因不均勻沉降而出現(xiàn)臺階,當(dāng)此臺階達(dá)到一定數(shù)值,會使行車產(chǎn)生明顯的顛簸跳動。由于車輛荷載的作用,一般的臺階呈現(xiàn)中間低兩邊略高的形態(tài)。橋涵兩端臺階的產(chǎn)生和形成,使車輛的行駛速度受到不同程度的影響。車速的降低幅度視公路等級、路面類型、臺階高度、車輛種類和行車速度而異。公路等級越高所設(shè)置的結(jié)構(gòu)物也越多,成許多高低不一的橋頭臺階。因?yàn)闃蝾^臺階導(dǎo)致汽車減速行駛,使得車輛不可能在高等級公路的全線(或某一區(qū)段)以設(shè)計(jì)速度運(yùn)。根據(jù)觀察和測試,汽車遇到橋頭臺階,一般要提前150m～200m減速,駛過臺階以后還需要大約相同的距離加速以恢復(fù)正常行駛速度。

高速公路的線型標(biāo)準(zhǔn)的高度,橋頭引道路的路堤,非常容易的產(chǎn)生沉陷與變形,出現(xiàn)橋臺與引道錯臺、橋臺路基下沉、路面裂縫、不平,甚至積水等病害。這些病害使快速行駛的車輛顛簸、振動、跳車,產(chǎn)生噪音。為解決這一問題,應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩方面著手研究。

1.2設(shè)置搭板

搭板的設(shè)置方法可分三種:方法一從理論上講是完美的,在搭板長度L范圍內(nèi),在車輛荷載作用下,路面的彎沉逐漸變化,但這種方法給實(shí)際施工帶來很大困難。方法二,它的特點(diǎn)是克服了方法一的施工困難,而且又有效地解決剛?cè)徇^渡的問題,其中圖1中的b值應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)計(jì)算而定,一般不應(yīng)小于8cm。第三種方法是采用預(yù)留反向坡度,即搭板與橋臺連接處標(biāo)高一致,而與路面連接端則高于設(shè)計(jì)標(biāo)高,形成一個預(yù)留的反向坡,坡度大小根據(jù)路橋之間的沉降差而定,此法的關(guān)鍵在于考慮路線縱斷面平順的前提下,確定沉降差和預(yù)留反向坡度。

搭板與橋臺間的錨固有豎向以及水平向這兩種方法?？紤]到搭板自由端在車輛荷載作用下必然發(fā)生豎向位移,而水平向的錨固更符合這一受力狀態(tài),并有利于橋臺受力,因而搭板與橋臺間宜采用水平錨固。對于是否設(shè)置枕梁,國內(nèi)曾有人研究后認(rèn)為枕梁布置在搭板尾端對于搭板受力沒有影響。我們進(jìn)一步研究后認(rèn)為,枕梁設(shè)在搭板尾端對于控制板底彎拉應(yīng)力是不利的,它可使板底最大彎拉應(yīng)力增大約三分之一,如果板端枕梁附近一定范圍內(nèi)板下地基處理不當(dāng),將發(fā)生局部下沉,造成二次跳車。但是,枕梁可以將搭板傳遞下來的荷載分布到較大面積的地基上,還可以增加搭板的橫向抗彎剛度,故加設(shè)枕梁確是有利的。有關(guān)資料表明,枕梁下的路基內(nèi)設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁,可以改善枕梁及其下部路基土承載能力,減少該處沉降。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),這種處理方法效果顯著,而所需費(fèi)用不大。因此,我們認(rèn)為搭板可作成不設(shè)枕梁和設(shè)枕梁兩類,若設(shè)枕梁,將其分為設(shè)置碎石樁或水泥石屑樁和不設(shè)兩類,對這三種情況應(yīng)在實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)其優(yōu)劣。

有關(guān)研究表明,設(shè)置1.15m寬路肩可以使搭板底部最大彎拉應(yīng)力減少20%,因此,設(shè)置搭板時,應(yīng)注意修筑好路肩,以改善搭板的受力狀況。搭板的長度確定至關(guān)重要,其長度與路堤填高成正比,并與路基狀況有關(guān)。依據(jù)實(shí)際沉降差的大小來確定搭板的總長,是成功防止橋頭跳車的重要技術(shù)措施。一般地說,設(shè)置與否需論證確定,如設(shè)置,搭板長度可為5m。小橋涵搭板、中橋的搭板長為5m～8m,大橋搭板長度為8m～12m。

搭板下面地基的非均勻尤其是脫空,能夠顯著地增大板底的彎拉應(yīng)力,對搭板效用發(fā)揮極為不利。由搭板的受力分析可知,當(dāng)?shù)鼗鶑木鶆虻椒蔷鶆蛟俚矫摽?其相應(yīng)的最大豎向位移各增大100%左右。而增加搭板厚度能顯著地增大搭板抵抗彎拉應(yīng)力和變形的能力,研究表明,板厚從20cm增到30cm,板底最大彎拉應(yīng)力減少30160%,相應(yīng)的豎向位移也減少19185%。因此按彈性地基板和脫空板分別計(jì)算板厚,依據(jù)實(shí)際情況確定厚度,對鋼筋混凝土搭板可取板厚為30cm左右。

1.3臺后填筑

橋梁的兩端路堤沉降是由地基、路基、路面等三個部分壓縮變形組成。其中,地基的壓縮變形由路基路面的恒載和車輛荷載引起,填料的壓縮、固結(jié)、次固結(jié)引起路基路面結(jié)構(gòu)層因行車作用而被壓縮。對于面層,若搭板上和橋面上的面層結(jié)構(gòu)和厚度相同,則不會產(chǎn)生沉降差,因此搭板上和橋面上應(yīng)采用相同的面層結(jié)構(gòu)和厚度。

車輛荷載的作用的影響深度一般2m左右,因而一般搭板下的加強(qiáng)層不超過2m。但實(shí)踐證明,由于填料自身固結(jié)和施工要求不嚴(yán),若不對整個臺背填方作加固處理,則不能徹底解決橋頭跳車問題,國內(nèi)一些成功解決橋頭跳車的實(shí)例也證明需對整個臺背填方作加固處理,如濟(jì)青高速公路要求所有構(gòu)造物臺背回填透水性好的砂性土或石灰土,許漯高速公路要求原設(shè)計(jì)95%區(qū)由素為石灰穩(wěn)定土,壓實(shí)度要求從地基開始均為95%因此,對整個臺背填筑從地基開始應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?采用砂性土、砂礫、碎石土填筑,必要時用石灰或水泥進(jìn)行穩(wěn)定處理,也可采用半剛性材料填筑,以此減少路基工后沉降,同時相應(yīng)提高壓實(shí)度要求。

1.4地基處理

一定要處理好橋背的軟弱地基是控制橋頭跳車的主要防范措施，對于那些軟基處理目前國內(nèi)已經(jīng)有換土法、超載預(yù)壓法、減少附加應(yīng)力法、排水固結(jié)法、深層攪拌法和高壓噴射注漿法、振動碎石樁法等處理方法,可以依據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用,以改善地基性能,提高承載力,減少沉降,縮小橋臺與路堤的沉降差,避免錯臺。

修建在軟土地基上的橋臺經(jīng)常采取樁基礎(chǔ)。如果在相當(dāng)厚的軟土層修筑高路堤,則軟土?xí)蚧靥畈牧系馁|(zhì)量而向側(cè)向擠動并對基樁施加很大的力。其后果是使橋臺產(chǎn)生水平位移或轉(zhuǎn)動。這將損壞支座、伸縮縫,有時還會損壞橋面和橋臺。

1.5臺背排水

在路橋過渡段如果排水處理的不恰當(dāng),會使水沿橋臺路基連接處下滲,降低路面結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性,路基和地基的穩(wěn)定性,加劇錯臺和跳車。因此應(yīng)根據(jù)臺背填料類型、降雨資料及滲水量等選擇適宜的排水方式,以疏干臺后填料的水分。

臺背路基填筑的時候,應(yīng)在原地基土拱上亦設(shè)置泄水管或盲溝。在基底上,必須先作必要的處理。然后填筑橫坡為3%～4%的夯實(shí)粘土形成土拱,再在土拱上挖成雙向坡的地溝(地溝尺寸一般寬為40cm～60cm,深為30cm～50cm)。在臺背后全寬范圍內(nèi)滿鋪一層隔水材料(可用油氈或下墊尼龍薄膜上蓋油氈)。在地溝內(nèi)四周鋪設(shè)有小孔的硬塑料管(塑管直徑一般不小于10cm。其上小孔孔徑為5mm,布成梅花形,間距控制在10cm以內(nèi))。塑料泄水管的出口應(yīng)伸出路基外或橋頭錐坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒徑較大的砂石材料。再分層填筑臺后透水性材料,直到路基頂面。

2存在的問題及改進(jìn)措施

(1)橋頭跳車形成的最關(guān)鍵原因是臺背回填壓實(shí)度、灰劑量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,整體強(qiáng)度差,在車輛荷載作用下產(chǎn)生沉陷,從而形成橋頭跳車。

(2)橋梁是為剛性結(jié)構(gòu),它基本上是不會產(chǎn)生沉陷的現(xiàn)象,但是路基要存在允許變形,因此剛性橋面與柔性路面的銜接必然產(chǎn)生沉陷變化,這個問題在施工中仍沒有徹底解決的方法,只能采取適當(dāng)加長過渡路段長度予以緩解。

(3)在實(shí)際施工中,有可能因路面結(jié)構(gòu)層和橋面結(jié)構(gòu)層施工不同步,在標(biāo)高控制上產(chǎn)生誤差。

(4)伸縮縫施工不好也可能會產(chǎn)生橋頭跳車現(xiàn)象,伸縮縫的常規(guī)作法為先在伸縮縫處填土或砂并壓實(shí),待整體瀝青混凝土鋪筑完成后,再挖出伸縮縫內(nèi)填土,進(jìn)行伸縮縫施工,則在瀝青攤鋪時可能因伸縮縫內(nèi)填土不實(shí)或伸縮縫、橋面、路橋過渡段三者標(biāo)高不連續(xù)