某路桥过渡段差异沉降控制技术及效果评价研究

摘要：本文聚焦于某路桥过渡段差异沉降控制技术及效果评价。通过深入剖析路桥过渡段差异沉降产生的原因，详细阐述多种控制技术手段，并构建全面的效果评价体系，对控制技术实施后的效果进行量化评估，旨在为提升路桥过渡段工程质量、保障道路安全平稳运行提供科学依据与实践指导。

关键词：路桥过渡段；差异沉降；控制技术；效果评价

引言

在道路桥梁工程中，路桥过渡段作为道路与桥梁的连接部位，其稳定性对整个交通系统的安全与顺畅运行至关重要。然而，由于路桥过渡段结构的特殊性以及多种复杂因素的影响，差异沉降问题时有发生。这种差异沉降不仅会导致路面出现不平整，影响行车舒适性，严重时还可能引发交通安全事故，缩短道路桥梁的使用寿命。因此，研究有效的路桥过渡段差异沉降控制技术，并对其实施效果进行科学评价，具有极为重要的现实意义。

一、路桥过渡段差异沉降产生的原因

（一）地基条件差异

土体性质不同：道路通常建在天然地基上，其土体性质差异大，影响承载力和压缩性。桥梁基础则通过特殊处理，如桩基础，以增强承载力和稳定性。这些差异导致在相同荷载下，道路和桥梁地基的沉降量不同，产生差异沉降。例如，在软土地基区域，道路地基沉降量大，而桥梁桩基础能显著减少沉降，差异更加显著。

地基处理方式不同：施工中，道路和桥梁的地基处理方法不同。道路通常使用压实或换填，而桥梁因稳定性要求更高，采用更复杂的地基技术。这些差异导致地基变形特性不同，进而引起路桥过渡段的差异沉降。例如，道路地基压实处理后，在车辆荷载长期作用下可能仍会发生压缩变形，而经过深层加固的桥梁地基变形较小。

（二）路基路面结构差异

路基刚度不同：桥梁结构的刚度相对较大，在车辆荷载作用下变形较小。而道路路基是由填土等材料构成，刚度相对较低，在车辆反复荷载作用下容易产生压缩变形。这种路基刚度的差异，使得路桥过渡段在承受车辆荷载时，产生不同程度的变形，从而导致差异沉降。例如，在重载交通频繁的路段，道路路基的压缩变形更为显著，与桥梁之间的差异沉降也会加剧。

路面结构差异：道路路面由多层结构组成，如基层、底基层和面层，而桥梁桥面结构较简单，主要由桥面板和铺装层构成。由于结构和材料的差异，路桥过渡段在车辆荷载作用下受力和变形不同，导致差异沉降。例如，道路路面基层材料质量差，长期使用后易疲劳损坏，引起路面沉降，形成与桥梁桥面的高差。

（三）施工工艺及质量问题

压实度不足：在道路路基施工过程中，如果压实度达不到设计要求，路基土体的密实度就不够，在后续车辆荷载和自身重力作用下，会产生较大的压缩沉降。尤其是在路桥过渡段，由于施工难度较大，施工人员可能在压实过程中存在疏忽，导致该区域路基压实度不足，从而引发差异沉降。例如，在一些狭窄的过渡段施工区域，压实机械难以充分发挥作用，容易造成局部压实度偏低。

台背回填质量差：桥梁台背回填是路桥过渡段施工的关键环节。如果台背回填材料选择不当，如采用透水性差的材料，在雨水浸泡后容易发生沉降。或者回填施工过程中，没有按照规范要求进行分层填筑和压实，也会导致台背回填区域的沉降过大，与桥梁结构产生差异沉降。比如，有些工程为了降低成本，选择了不符合要求的回填土，而不是采用级配良好的砂石等材料，结果在使用一段时间后，台背回填区域出现明显下沉。

二、路桥过渡段差异沉降控制技术

（一）地基处理技术

桩网复合地基法：在道路地基中设置桩体，并在桩顶铺设加筋网，形成桩网复合地基。桩体承担大部分荷载，加筋网则起到扩散荷载、增强地基整体性的作用。通过这种方式，可以有效提高地基的承载能力，减少地基沉降。例如，在软土地基上的路桥过渡段，采用水泥搅拌桩与土工格栅组成的桩网复合地基，能够显著改善地基的力学性能，降低差异沉降。

强夯法：利用重锤从高处自由落下产生的强大冲击力，对地基土体进行夯实。强夯法能够有效提高地基土体的密实度，减少地基的压缩性，适用于处理各类填土、砂土等地基。在路桥过渡段施工中，通过对道路地基进行强夯处理，可以使地基土体更加密实，增强地基的稳定性，从而减小与桥梁地基之间的差异沉降。比如，对于一些新填土地基的路桥过渡段，强夯法能够快速有效地提高地基强度，降低沉降风险。

（二）路基路面结构优化技术

设置过渡性路面结构：在路桥过渡段设置专门的过渡性路面结构，如采用变厚度的沥青混凝土路面或设置土工合成材料加筋层。变厚度的沥青混凝土路面可以根据沉降情况进行调整，在靠近桥梁端厚度较薄，逐渐向道路端增厚，以适应差异沉降。土工合成材料加筋层则能够增强路面结构的整体性和承载能力，减少路面的变形。例如，在一些高速公路的路桥过渡段，铺设土工格栅加筋的沥青混凝土路面，有效改善了路面的受力状况，降低了差异沉降对路面的影响。

提高路基刚度：通过改良路基填料、增加路基压实度等方式提高路基刚度。选择优质的路基填料，如级配良好的砂砾石等，能够提高路基的承载能力和稳定性。同时，严格控制路基压实度，采用先进的压实设备和工艺，确保路基土体达到较高的密实度。例如，在路基填筑过程中，采用重型压路机进行分层压实，并通过检测手段保证压实度符合设计要求，从而提高路基的整体刚度，减小与桥梁之间的刚度差异。

（三）施工质量控制技术

严格控制台背回填质量：选择合适的台背回填材料，如透水性好、压实性能优良的级配砂石或石灰土等。在回填施工过程中，严格按照规范要求进行分层填筑和压实，每层填筑厚度不宜过大，一般控制在 15 - 20 厘米左右。同时，加强对回填施工过程的质量检测，采用压实度检测、地基承载力检测等手段，确保台背回填质量符合要求。例如，在某桥梁工程中，对台背回填材料进行严格筛选，并在每层回填后进行压实度检测，不合格的及时返工处理，有效控制了台背回填区域的沉降。

加强路基压实质量控制：在路基施工过程中，合理选择压实机械，根据路基填土的性质和厚度调整压实参数，如压实遍数、压实速度等。同时，加强对路基压实质量的检测，采用灌砂法、环刀法等常规检测方法以及核子密度仪等先进检测设备，确保路基压实度均匀且达到设计要求。例如，在一条城市道路的路桥过渡段路基施工中，利用核子密度仪实时监测压实度，及时发现并纠正压实不足的区域，保证了路基的压实质量。

三、路桥过渡段差异沉降控制技术效果评价指标体系

（一）沉降指标

沉降量：通过测量路桥过渡段道路和桥梁结构在一定时间内的沉降量，直接反映差异沉降的大小。可以采用水准仪、全站仪等测量仪器定期进行观测，记录沉降数据。沉降量是评估差异沉降控制效果的最直观指标，如果沉降量在允许范围内，说明控制技术起到了一定作用。例如，在某路桥过渡段施工完成后的一年内，通过定期观测，发现道路和桥梁的沉降量均小于设计允许值，表明控制技术有效控制了沉降。

沉降速率：沉降速率反映了沉降随时间的变化情况。通过计算不同时间段内的沉降量差值与时间差值的比值，得到沉降速率。沉降速率过快可能意味着结构存在不稳定因素，差异沉降控制效果不佳。例如，如果在某一时期内，路桥过渡段的沉降速率突然增大，超过了正常范围，就需要对控制技术的实施效果进行重新评估，查找原因并采取相应措施。

（二）路面平整度指标

国际平整度指数（IRI）：IRI 是目前广泛应用的路面平整度评价指标，它通过模拟标准车辆以规定速度行驶在路面上时的动态反应，计算得到路面的平整度数值。IRI 值越小，路面平整度越好。在路桥过渡段，良好的路面平整度能够提高行车舒适性，减少车辆对路面的冲击力。例如，通过检测某路桥过渡段的 IRI 值，与施工前相比明显降低，说明差异沉降控制技术有效改善了路面平整度。

最大间隙值：在路桥过渡段的路面上，选取若干个测量点，测量相邻两点之间的高差，其中最大的高差即为最大间隙值。最大间隙值直观地反映了路面的不平整程度，过大的最大间隙值会影响行车安全。通过控制差异沉降，最大间隙值应控制在合理范围内。例如，在对某路桥过渡段进行质量检测时，最大间隙值符合相关标准要求，表明路面平整度满足行车需求。

（三）结构力学性能指标

路基土压力：在路基内部埋设土压力计，测量路基在车辆荷载和自身重力作用下的土压力分布情况。合理的土压力分布表明路基结构处于稳定状态，差异沉降控制技术对路基结构力学性能的影响较小。如果土压力出现异常增大或分布不均的情况，可能意味着路基结构受到差异沉降的影响，需要进一步分析。例如，在某路桥过渡段的监测过程中，发现路基土压力在控制技术实施后保持稳定，且分布均匀，说明路基结构力学性能良好。

路面弯沉值：采用贝克曼梁或自动弯沉仪等设备测量路面在车辆荷载作用下的弯沉值。路面弯沉值反映了路面结构的整体承载能力和变形情况，较小的弯沉值表示路面结构具有较好的承载能力和稳定性。通过对比控制技术实施前后路面弯沉值的变化，可以评估差异沉降控制技术对路面结构力学性能的改善效果。例如，在某道路的路桥过渡段，经过差异沉降控制技术处理后，路面弯沉值明显减小，表明路面结构的承载能力得到了提高。

四、案例分析

（一）工程概况

某高速公路 50 米长的路桥过渡段，地基为软土，路基填方，桥墩桩基。地质勘察显示，地基土压缩性高，承载力低，路基与桥基条件差异大。使用中，过渡段出现严重差异沉降，路面不平，影响行车安全和舒适。

（二）控制技术实施

地基处理：采用桩网复合地基法，在道路地基中设置水泥搅拌桩，桩径为 50 厘米，桩间距为 1.2 米，桩长为 10 米。在桩顶铺设一层土工格栅，形成桩网复合地基，以提高地基的承载能力和稳定性，减少地基沉降。

路基路面结构优化：在路桥过渡段设置过渡性路面结构，采用变厚度的沥青混凝土路面，靠近桥梁端的沥青混凝土厚度为 8 厘米，逐渐向道路端增厚至 12 厘米。同时，在路基中铺设两层土工格栅，增强路基的整体性和承载能力。

施工质量控制：严格控制台背回填质量，选择级配良好的砂石作为回填材料，按照每层 15 厘米的厚度进行分层填筑和压实。在路基施工过程中，采用重型压路机进行压实，确保路基压实度达到 95% 以上。

（三）效果评价

沉降指标：通过为期一年的沉降观测，道路部分的沉降量为 2 厘米，桥梁部分的沉降量为 1 厘米，差异沉降量为 1 厘米，均在设计允许范围内。沉降速率在施工完成后的前三个月内逐渐减小，三个月后基本趋于稳定，表明差异沉降得到了有效控制。

路面平整度指标：采用自动平整度仪对路桥过渡段路面进行检测，得到国际平整度指数（IRI）为 1.5m/km，最大间隙值为 3 毫米，均满足相关标准要求，路面平整度得到了显著改善。

结构力学性能指标：通过在路基中埋设土压力计和采用贝克曼梁测量路面弯沉值，发现路基土压力分布均匀，路面弯沉值较施工前明显减小，表明路基和路面的结构力学性能得到了有效提升。

五、结论

在道路桥梁工程中，路桥过渡段的不均匀沉降问题对工程整体质量产生显著影响。通过深入分析其成因，结合地基处理技术、结构设计优化以及施工过程中的质量控制措施，并构建一套评价指标体系以实现对不均匀沉降的量化评估，可以有效地对差异沉降进行控制。实际案例分析表明，这些技术手段能够显著改善沉降状况并提升结构性能。然而，鉴于不同地区地质条件和工程特性存在差异，必须选择适宜的技术方案，并强化施工过程的监控管理，持续对施工方案进行优化，以确保道路桥梁结构的安全稳定运行。展望未来，应持续探索和创新控制技术，以满足日益增长的交通需求和提高工程质量标准。

参考文献：

[1]张阳.某路桥过渡段差异沉降控制技术及效果评价[J].四川水泥，2024，（11）：208-210.DOI：10.20198/j.cnki.scsn.2024.11.013.

[2]孙佳星.改扩建工程公路桥搭板坡度差异沉降控制技术研究[J].科技创新与生产力，2023，44（08）：58-60+63.

[3]彭周，张晖.路桥过渡段结构设计与施工控制技术研究[J].工程建设与设计，2022，（06）：65-68.DOI：10.13616/j.cnki.gcjsysj.2022.03.221.

[4]马加存，赵全满，张明虎，等.高速公路改扩建中路桥过渡段差异沉降控制方法及标准研究[J].公路，2021，66（10）：76-83.

[5]何长明，彭功勋.深厚软土区路桥过渡段差异沉降控制[J].岩土工程技术，2021，35（05）：294-298.