路桥过渡段路基路面设计与施工技术研究
江兆坤 巩力菲 渠继武
山东鼎晟达工程科技有限公司 山东淄博 256100;山东鲁中公路建设有限公司 山东淄博 255086
引言
公路工程的路桥施工过渡段由于所依附的地基、自然环境影响等均有不同,在实际施工过程中,此部分也将成为工程处理的难点部分。结合行业目前实际情况来看,仍有个别工程项目因路桥处理不当导致公路工程整体的使用寿命显著下降,也会出现诸如桥头跳车等使用体验方面的问题,甚至会由此引发交通安全隐患。显然其并不符合行业发展的应用需求,在项目实际实施过程中,结合各个工程的实际情况,通过前期处理、路基填筑施工、过渡段专项处理等方式可有效实现路桥过渡部分的品质提升,从而延长公路工程的整体使用寿命,使之达成预期设计要求。
1 路桥过渡段路基路面设计原则
为提高路桥过渡段路基路面施工水平,延长路桥过渡段路基路面使用寿命,设计人员应掌握路桥过渡段路基路面设计原则,提高设计方案的可行性及适用性。(1)安全性原则。路桥过渡段路基路面设计与交通运输安全紧密相关,为降低交通事故发生概率,设计人员应秉持安全性原则,提高路桥过渡段路基路面结构的稳定性,加强防水设计、防滑设计及防撞设计,确保路桥过渡段路基路面结构抵御车辆荷载与冲击,保障车辆行驶及行人通行安全。(2)经济性原则。为节约资金,设计人员应在保障路桥过渡段路基路面安全及基础功能的基础上,尽可能地降低工程造价。为实现该目标,设计人员应科学选择施工材料及设备。此外,应考虑路桥过渡段路基路面后期运行环节的资金消耗,避免后期维护成本及检修成本过高。(3)实用性原则。为提高路桥过渡段路基路面施工质量,应结合具体需求展开路桥过渡段路基路面设计,确保路桥过渡段路基路面设计方案与周边环境协调,满足车辆通行需求。为实现这一目标,设计人员应科学调整路桥过渡段路基路面的宽度与坡度,确保路桥过渡段路基路面满足不同车辆的通行要求。(4)环保性原则。可持续发展已成为我国未来发展的必然趋势,应将可持续理念与路桥过渡段路基路面设计相结合,尽可能地降低路桥过渡段路基路面施工环节对周边生态环境造成的影响,提高资源及能源利用水平,积极采取多种污染防控措施。例如,可采取生态修复措施,保护施工现场环境;加强应用节能环保材料及节能技术,实现节能降耗目标。
2 过渡段路基路面常见质量问题及原因分析
2.1 桥头搭板不合理
桥头搭板是设置在桥台与路基之间,用于缓解桥头跳车现象的重要构造,导致桥头搭板不合理的原因包括以下几个方面:(1)长度设置不当。过短无法覆盖差异沉降区,车辆过渡时因搭板末端与路基沉降差大而颠簸,引发桥头跳车。过长则浪费材料、增加成本,且受力复杂,影响自身稳定与承载能力,易局部变形。(2)厚度不足。搭板厚度不足难以承受车辆荷载,反复作用下易断裂、破碎,危及行车安全,导致维修成本上升。(3)搭板与桥台及路基的连接处理不佳。连接部位若锚固的钢筋强度不够或连接缝处理不当,使用中易与桥台、路基脱开,无法协同受力,加重桥头跳车问题。
2.2 软土地基处理质量差
软土地基是路桥过渡段施工过程中常见的地基类型,软土地基的含水量较高,地基稳固性不足,通常需对软土地基进行固化处理,如换土法、挤密法、预压法等,或将软土地基部位的软土清除后替换,或将软土地基中的水分排出,以提高软土地基的承载力与稳定性,或利用砂桩对软土地基挤密与加固,使得砂桩与软土地基土体形成稳固的整体。不同的软土地基处理方式,涉及诸多工序与注意事项,路桥过渡段软土地基处理未能根据实际情况以及经济条件选择适宜的软土地基处理方法,或处理工艺流程不够规范,也会影响软土地基的处理质量,导致路桥过渡段路基稳固性与承载性不高,造成后期路基沉降与路面裂缝等病害。
2.3 边坡地质稳定性不足
边坡地质条件复杂多变,包括土壤类型、岩层结构、地下水状况等多种因素,这些因素直接影响边坡的稳定性。例如,在山区或丘陵地带进行道路建设时,常会遇到软弱土层、断层破碎带等地质不良现象,这些区域的地基承载力较弱,易发生滑坡、泥石流等自然灾害,进而威胁到路基路面的安全。此外,边坡的坡度、高度以及形态特征也是影响稳定性的重要因素。当边坡过陡、过高或形态不规则时,其抗滑能力会显著降低,增加沉降和滑塌的风险。
3 过渡段路基路面设计要点
3.1 桥头搭板设计
在过渡段桥头搭板设计环节,重点考虑以下几项内容:(1)确定设计尺寸。根据桥台与路基的沉降差异预估、交通荷载等因素合理确定搭板的长度、宽度和厚度,确保搭板长度足以覆盖可能出现较大沉降差异的区域,宽度应与路面车道宽度相匹配,厚度则要能承受预期的车辆荷载且具备足够的刚度,防止在使用过程中出现断裂等损坏情况。(2)材料设计。选用质量可靠、强度高、耐久性好的材料,并且根据当地的气候条件、环境因素等对材料的配比进行优化,以提高搭板的抗侵蚀能力和抗变形能力。(3)连接设计。在桥台、路基的连接设计方面,设置足够数量且强度合适的锚固钢筋,确保搭板与桥台的牢固连接;同时,应对搭板与路基的连接缝进行妥善处理,采用弹性材料填充,保证连接紧密的同时,可适应一定的变形差异。
3.2 地基处理
软土地基处理是应对路桥过渡段路基稳定性差、路基路面沉降的重要手段,当前常用的软土地基处理方法包括换土法、超载预压法、排水固结法、振动碎石桩法等,不同的软土地基处理方法工作原理不同、适用条件不同,可结合路桥过渡段软土地基实际情况合理选择处理方法,切实改善软土地基的性能,提高地基承载力与稳固性,缩小道路路堤与桥梁桥台的落差,减少台阶的产生。
3.3 台背回填技术
轻质泡沫混凝土回填技术是一种先进的施工方法,它具有低密度和高强度的特性。其干密度范围在 600 千到 800 千克每立方米之间,能够提供 1.5 到 3 兆帕的抗压强度。与传统的回填材料相比,轻质泡沫混凝土能够减轻结构的载荷达到 60% ,这对于需要减轻建筑物自重的工程来说是一个巨大的优势。液压夯补强工艺是一种高效的地面加固技术,它使用 36 千焦耳的冲击能量进行分层夯实作业。每层夯实的厚度控制在30 厘米,这样可以确保每一层的压实度达到或超过 96% 。这种工艺不仅提高了地面的承载能力,而且保证了施工质量,是现代建筑和道路施工中不可或缺的一部分。
3.4 排水设计
在路桥过渡段设计完善的排水系统,包括边沟、排水沟、渗沟等,以排出路面和路基中的积水,防止因雨水渗入路基而降低路基的强度和稳定性。同时,对于地下水丰富的地区,设计盲沟、渗井等排水设施,以降低地下水位,提高路基的稳定性。
结束语
路桥过渡段路基路面常见病害包括桥梁工程的桥台与道路工程引道出现错台、桥梁工程桥台路基沉降、道路工程路面出现裂缝或凹凸起伏、道路工程路面出现不同深度积水等。针对上述病害,施工单位应优化路基路面工程建设方案,优选填筑材料,抓好地基处理、台后填筑与台背排水等施工工艺,切实提高路桥过渡段路基路面施工质量,保证车辆通行安全。
参考文献
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