城市道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术分析
闵伟
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引言
城市道路桥梁作为交通网络的重要组成部分,承载着较大的通行压力。沉降段之所以在施工与使用过程中面临诸多挑战,主要是由于其受力特性与地质条件较为复杂。桥梁与路基在刚度方面存在显著差异,这种差异使得荷载传递难以达到理想的均匀状态,容易在桥头部位形成受力变化较为明显的区域。本文将对沉降成因展开分析,从多个方面探讨核心施工技术,并结合实际工程案例分析技术应用效果,以期为相关工程实践提供有益参考。
1 城市道路桥梁沉降段的沉降成因
1.1 地质条件的客观差异
城市道路桥梁工程往往跨越多样的地质环境,软土地基(天然含水率235% 、压缩系数 >0.5MPa ¹)与填挖交界路段(挖方区域土体密实度较高,填方区域存在压缩风险)值得重点关注。软土地基在路基荷载作用下,可能产生 20-50mm 的固结沉降,且沉降稳定过程相对漫长,通常在通车后 3-5年才会趋于稳定。而填挖交界部位,由于填料与原地面结合效果存在改善空间,可能出现“界面滑移”现象,导致局部产生超过 10mm 的沉降差。
1.2 施工工艺优化空间
施工环节中的技术把控程度对沉降状况影响显著: ① 若路基填料选择时对含水率较高的黏土使用较多,压实度可能仅达到 85% ,与规范要求的95% 存在一定差距; ② 分层压实过程中,若每层厚度超过 30cm ,深层压实效果或难以达标; ③ 桥头过渡段若未进行针对性处理,仅采用常规填料,未设置梯度刚度层,可能埋下隐患; ④ 排水系统不够完善时,雨水渗入路基会对填料产生软化作用,削弱路基承载能力。某城市桥梁项目便因路基压实度略低于标准(约 90% ),通车一年后路基沉降达到 18mm. 。
2 沉降段路基施工关键技术
2.1 软土地基加固技术
2.1.1 水泥土搅拌桩复合地基技术
在软土厚度处于 3-10m范围的路段,可尝试采用水泥土搅拌桩复合地基技术。该技术借助深层搅拌桩机,将掺量在 15%-20% 的水泥浆液与软土充分搅拌,进而形成直径 500-600mm 的水泥土桩,桩体深度以穿透软土层抵达硬土层为宜。在施工过程中,需着重关注以下要点:其一,桩位偏差尽量控制在 50mm 以内,垂直度偏差不超过 1% ;其二,搅拌速度建议保持在每延米 2-3min ,以此保障浆液混合均匀;其三,可在桩顶铺设 50cm 厚的级配碎石褥垫层,从而增强荷载扩散效果。
2.1.2 高压旋喷桩加固技术
针对软土中含有砂层,存在管涌风险的路段,高压旋喷桩加固技术值得考虑。该技术通过高压喷射 20-30MPa的水泥浆液,对土体进行切割与搅拌,形成直径 600-800mm 的防渗桩体,在增强地基承载力的同时起到防渗作用。施工过程中,需精准把控喷射速度( 15-20cm/min )与旋转速度( 20-30r/min ),以保证桩体均匀连续。同时,相邻桩搭接宽度应不小于150mm ,从而形成有效的防渗帷幕,减少雨水渗入对软土造成的不良影响。
2.2 路基填料优化与压实控制
2.2.1 填料选型与改良
在路基填料的选择过程中,级配碎石(粒径 5-31.5mm ,不均匀系数 ≥10 )和石灰改良土(石灰掺量 6%-8% )往往是较为理想的选择,相比之下,高含水率黏土(含水率 >25% )由于其特性可能会对路基质量产生一定影响,建议谨慎使用。
对于存在含水率问题的填料,可考虑采用晾晒的方式,将含水率控制在 18%-22% 区间,或者通过掺加 3%-5% 的水泥进行改良处理。如此操作,有助于在施工中更有效地满足压实度要求,通常城市主干道路基压实度宜达到 295% ,路床顶面压实度宜达到 296% 。
2.2.2 分层压实工艺
分层压实作业时,“薄层碾压”工艺值得推荐,分层厚度一般以不超过30cm为宜(路床段建议控制在 ≤20cm )。选用重型振动压路机(激振力≥300kN )进行碾压,碾压次数可在 6-8 遍之间,且宜遵循“先轻后重、先慢后快”的操作原则。
压实度检测可根据不同施工层位进行选择,路基下层采用灌砂法,路床层采用环刀法较为合适。每 1000 ㎡的检测点数建议不少于 3 个,若检测发现存在不合格路段,可考虑进行重新翻拌碾压处理。
在填挖交界段施工中,“台阶法”是一种有效的施工方式。台阶宽度设置≥1m,高度 30cm ,同时在台阶面设置 2% -4%的向内横坡,这样的设计有助于增强填料与原地面的结合效果。此外,在台阶处铺设土工格栅(抗拉强度≥50kN/m),能够在一定程度上降低界面滑移的风险。
3 沉降段路面施工关键技术
3.1 路面基层抗裂技术
3.1.1 沥青稳定碎石基层(ATB)
在路基沉降风险较高的区域,例如桥头、软土地基路段,ATB-25 沥青稳定碎石基层展现出一定的应用潜力。该材料具有较好的柔韧性和抗变形能力,弯沉值通常控制在 200( 0.01mm )以内,能够在一定程度上缓解路基不均匀沉降引发的应力问题。具体施工过程中,可参考以下要点:
① 沥青掺量宜保持在 3.5%4.5% 之间,马歇尔稳定度建议不低于 8kN
② 推荐采用摊铺机梯队进行摊铺作业,摊铺速度可设置在 2-3m/min ,使用重型压路机碾压时,宜将温度控制在 150-160∘C ,压实度应尽量达到98% 以上;
③ 在基层与路基之间铺设土工布,其渗透系数以不小于 1×10 ₂³cm/s为宜,这一举措有助于降低雨水渗入路基的可能性。
3.1.2 水泥稳定碎石基层优化
对于非沉降风险路段,水泥稳定碎石基层是较为常用的选择,水泥掺量一般在 4%-5% 。为了减少干缩裂缝的产生,可考虑添加适量抗裂剂,如聚丙烯纤维,其掺量可设定为 0.9kg/m3 。施工过程中,需特别注意控制碾压时间,尽量在水泥初凝前完成作业。此外,基层养护也十分关键,养护期不宜少于 7 天,可采用覆盖土工布并洒水的养护方式,从而降低基层早期开裂的风险。
3.2 路面面层抗反射裂缝技术
3.2.1 应力吸收层(SAMI)设置
在基层与面层之间,可考虑铺设厚度约 1-1.5cm的改性沥青应力吸收层。该层采用针入度处于 40-60( 0.1mm )范围的SBS改性沥青,并撒布粒径 5-10mm 的单一粒径碎石,将碎石覆盖率控制在 60%-70% 左右。应力吸收层凭借自身变形,能够有效吸收基层裂缝产生的应力,一定程度上降低面层反射裂缝发生率。
3.2.2 沥青面层材料选择
上面层可选用改性沥青玛蹄脂碎石(SMA-13),其粗集料含量不低于70% ,矿粉含量在 8%-12% 之间,具备较好的抗车辙性能,动稳定度可达到3000 次/mm及以上。
下面层适宜采用AC-20C普通沥青混凝土,添加约 0.3% 的抗车辙剂,有助于提升高温稳定性。
面层施工过程中,需把控摊铺温度,上面层建议控制在 160-180∘C ,下面层控制在 150–170∘C 。碾压环节可采用钢轮压路机与胶轮压路机组合的方式,按照先钢轮后胶轮的顺序操作,从而保障压实度满足相关要求。
结束语
在城市道路桥梁沉降段的施工过程中,“源头控制沉降+结构适配变形”是较为关键的技术理念。采用软土地基加固技术有助于增强地基承载能力,利用过渡段梯度处理可缓解刚度突变现象,结合路面抗裂技术则能够有效分散沉降应力,这些措施在控制不均匀沉降方面具有一定成效。展望未来,伴随新型材料研发和智能化技术的不断进步,沉降段施工有望朝着“精准化、绿色化、数字化”方向发展。借助实时监测与动态优化策略,工程质量和耐久性或将得到进一步提升,从而为城市交通系统的长期稳定运行奠定坚实基础。
参考文献
[1]李鹏.路桥沉降段路基路面施工技术分析[J].建材发展导向,2025,23(5):115-117.
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[3]刘静.道路桥梁工程沉降段路基路面施工技术研究[J].工程技术研究,2025,10(1):56-58.