路桥过渡段路基路面设计要点及沉降处理措施

文∕张艳军、杜盛平

1 路面沉降的主要原因

1.1 软土地基沉降

目前，我国道路桥梁施工速度加快，其设计工期也加快。在设计时，由于地质勘探布孔较少，钻探深度不足，未能发现桥头软基的存在，或者未能详细探明软基的范围，软土的力学性质等指标，导致桥头地基处理时的遗漏，或者地基处理的设计方法不当，导致软基处理未能达到既定的效果和技术要求。在这种情况下竣工后，随着车辆数量的增加，路基的沉降将继续增加，并且路基将承受长期的大量的荷载压力。起初，这种下沉相对较小，随着车轮的连续滚动，交通量的逐年增加，路基路面收到的疲劳应力越来越大，下沉现象将越来越严重，这将大大增加桥头跳桥的风险。

1.2 刚度差异

道路和桥梁刚度的差异也是过渡段路基沉降的重要原因。这主要是由于道路和桥梁结构的巨大差异。道路由路基和路面组成，而桥梁结构是刚性的，其载荷力和刚度远远高于道路自身。因此，当车辆通过时，桥梁通常看起来不会变形，但是道路的路基有时会受到自重的压力和车辆的长期荷载。这导致了道路和桥梁过渡段路基的不同程度的沉降。

1.3 过渡段勘测不准确

在整个实施阶段，以路桥过渡段路基路面设计为基础，应明确具体处理方式，并以过渡段路基路面的材料和工艺选择为前提，正常情况下，可采用粗粒透水性材料填筑过渡段，也可采用搭板、加筋土法等。另外，在后续预设管理中，采取有效措施后，可以最大限度地提高整体强度。如果施工过程中存在着勘察设计不合理地现象，就不能准确掌握资料，势必增加施工难度。

1.4 设计方面的原因

过渡段出现沉降的因素有多种，还有如桥台设计、压实性施工与设计、过渡段搭桥设计等。过渡段设计对于公路桥梁工程的整体施工质量起着决定性的作用，在现阶段的路桥过渡段路基路面损坏问题中，大多数是由于设计阶段考虑不周所致。任何一种问题都可能在设计过程中造成总体施工效果的偏差，给公路桥梁的建设埋下隐患。

1.5 施工技术的原因

虽然当下建设主管部门加强了施工全过程的技术管理，但还存在一些施工单位单纯为了追求施工速度在施工过程中不能按照规范要求的工艺参数进行施工。因为过快的台背填土速度，导致地基不能有充足的时间沉降、固结，这样台背挡土墙会因为受到人为填土挤压造成变形。施工过程中回填土未按照路基施工规范进行分层修筑、碾压、检测。施工材料的采购和选择没有严格的控制，台背排水施工也未按照标准实施，路基分层检测的压实度也不符合相关要求，这些都属于施工的原因导致路基路面不均匀沉降。从而导致桥头填土路基不稳定，项目建成后出现较大的不均匀沉降。

2 过渡段路基路面设计要点

2.1 过渡段结构设计

土工格栅是过渡段结构设计的首选。土工格栅没有特殊要求。只要施工规范，土工格栅就可以得到充分利用，与周围土壤融为一体。同时，它可以大大提高土壤的承载力，避免土体的变形，从而大大提高路基的稳定性。另外，土工格栅的合理设置可使其与土壤发生一定的摩擦，这种摩擦可有效减缓平台背面方向的应力，提高过渡段的承载能力，从而使沉降路基大大减少。通过科学合理地施工方法，可以大大减轻驾驶负荷后路基变形的现象。

2.2 路桥过渡段路堤填料的选择

路桥过渡段路堤填料设计，要根据项目实际情况进行材料的选择，原则上应选用干容重较大的砂类土或透水性较好的材料。要保证选择的材料具有良好的级配水稳定性和压实特性。当采用细粒土时应材料技术措施对填料进行改良，比如在土中掺入砂、砾石、碎石等，或采用无机结合料进行处治。泥炭、淤泥冻土以及含草皮、树根、生活垃圾、杂物和含水量过大的土作填料不得用于路堤填筑。施工前可对各种土壤作对比试验。试验项目包括：土壤的液限和塑限联合测定，实施筛分和击实试验，各种土壤在相同压实机具下，达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。根据试验结果选出最适宜的土壤作为过渡段路堤的填料。

2.3 路桥过渡段路基路面压实设计

对于路桥施工过程中的路面路基压实环节一般使用三种技术方式，分别是：预应力管桩施工技术、现浇混凝土管桩施工技术、强夯法加固技术。预应力管桩技术是当前最先进的施工技术之一，它通过先张法预应力工艺和离心成形相应的法制通过一个细长的空心筒来实现混凝土的预制构件。一般在土地地基松软的地方，会根据其松软程度来选择好相应的加固位置，通过打桩来进行合适的预制构件安装。现浇混凝土管桩技术是目前市政道路施工中最常用的技术之一，通过沉管桩以及振动沉模壁防渗墙的两种施工方式来提升软土路基的坚硬程度。通过两种技术的综合使用，能够将管桩内浇筑混凝土更加结实，使其达到设计强度，并且能够将顶部以及外部砂层之间承载能力提升。

2.4 台背排水设计

排水问题在路桥设计工程中尤为重要，如果没有做好台背排水设计工作，则可能出现较为严重的下渗现象，从而降低路面结构层的整体稳定性。并且可能会产生较为严重的错台现象和跳车现象。因此，设计人员在台背排水的设计过程中，应该充分考虑台背的填料类型、当地降雨资料和路桥工程的具体渗水量等因素，从而合理设计排水方式，常规工程设计中一般会在台后设置泄水盲沟，并有一定坡度，沟底用黏土夯实以利于排水。

2.5 过渡段路基路面搭板设计

（1）如何更加合理地进行过渡段路基路面搭板的设计，制定一个切合实际的设计方案是研究过程的重中之重。通过学习借鉴西方发达国家的一些先进理念以及成功的实战经验，结合当前我国公路路桥过渡段路基路面搭板施工情况，不难发现，在路桥过渡路基路面搭板设计研究中，提高搭板的承载能力是提升路桥过渡段路基路面搭板施工质量的核心思路。在实际施工过程中，虽然路桥搭板的设计对路桥施工质量有着很大的提升作用，但是同时也不可否认的给工程施工增添了不少难度。不同工程项目有着不同的特殊性，一概而论的设计理念很难满足不同的实际施工情况，搭板的设计与实际施工要求大相径庭的情况时常发生，所以说这样的情况下工作人员在实际的操作中就不会进行搭板设计。为了增大路桥荷载及车辆通行的安全性，在桥梁设计中，设计人员应将搭板设计作为重要内容。

（2）在路桥过渡段路基路面搭板设计研究过程中，不同的实际施工状况相应的产生不同的施工问题，如何处理不同的特殊情况，保障路桥工程强度和安全性，需要工作人员对现场问题仔细分析、认真探讨、科学研究，制定一套合理地技术方案。一般来说，在路基路面设计施工过程中常见问题就是搭板软弱的情况。目前来看，水泥粉喷桩复合地基优点是能明显改善软弱地基的承载能力，施工高效、缩短工期，缺点是项目的造价也不可避免的相应增加。然而使用塑料排水板法会有更加有效地加固效果，同时工厂统一生产的排水板使得施工质量更容易控制，施工操作方便，成本较低；因而塑料排水板法在实际施工中广泛使用。具体情况具体分析，制定具体的技术方案是保障地基承载能力符合设计的基础。此外，每个项目的桥台路基结构也是不一样的，在这样的条件下，如何降低结构突变的影响，是保证车辆通行的重要因素，同时也是设计的关键。

2.6 过渡段桥台路基的边坡防护

工程设计人员在设计路桥过渡段路基路面结构的过程中，应充分考虑到当地的降水特点。道路桥梁工程多为露天施工，其会受到雨雪天气的影响。如工程受到雨水因素的侵蚀或冲刷，则会引发路基路面垮塌的问题，进而损害路桥路面结构的安全稳定性。然而在实际的结构设计中，路桥过渡段路堤边坡防护设计存在着较多不足，无法及时排出工程中的积水，继而也引发了路面变形问题。对此，为了避免路基路面填筑施工的过程中发生滑坡问题，应采取适当地路堤边坡防护措施。

3 路基路面沉降处理措施

3.1 提升路桥过渡段路基路面承载力

在进行桥头路堤施工时，应注意一般民用复合材料形成的加筋路堤不会增加基础的承载能力，也不能有效防止地基沉降。只有当基础本身具有强大的载荷力并且在路堤的自重载荷下发生大的沉降时，才能充分利用民用复合材料的增强性能。因此，在具体施工中，施工人员应尽量将施工场地与适当措施相结合，并采用加固、排水等方法增加基础承载力，以进一步加强过渡段质量。

3.2 过渡段的变形控制

路基桥梁施工完工后，路桥最大连接率应为100%，允许沉降指标为100mm，最大纵坡不应超过0.5%。否则，很容易导致道路和桥梁过渡段的变形。为避免这种现象的发生，工作人员要求在施工期间严格控制施工质量，严格按照相应的施工规章制度，妥善处理桥台与路基之间的刚度差异，增加路堤荷载的概率。当局部纵坡发生时，有必要及时调整过渡板的倾角，避免纵向坡度增大。只有这样才能避免路桥过渡段的沉降和路面的局部纵坡指数，从而有效控制路桥过渡段的变形，提高路基施工质量。

3.3 路桥路面问题处治措施

考虑桥台与台背路面在结构、材料、刚柔和胀缩等方面存在的不同，为了让其在纵向和横向都能逐渐平顺过渡，一般可采取以下这两种方法。（1）预留反向坡度，即搭板与桥台连接处标高一致，而与路面连接端则高于设计标高，形成一个预留的反向坡，坡度大小根据路桥之间的沉降差而定，此法的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下，确定沉降差和预留反向坡度。（2）在路堤设置一个过渡路面，当不设置搭板或由于对地基和路基处理很困难或不经济时，可设置过渡路面，待沉降稳定后再换铺正式路面，常用的过渡路面有预制水泥混凝土、六棱块和条石等。

4 结语

本文从设计和施工角度对路桥过渡段产生沉降的原因进行了分析，总结了避免沉降发生的设计要点和施工注意事项，并且针对每一个问题提出了可行的处治措施。综上所述，在路桥过渡段施工中路基路面施工是核心地位，通过对路基路面结构的有效设计能够在当前的施工中发挥出重要的作用。所以，在进行设计的过程中，一定要考虑现场的情况，选择合适的设计方案，对施工工艺和施工环节进行严格的控制，通过一系列有效地措施来保证路桥过渡段路基路面施工效率和质量。创新施工技术，提高施工准确性来推动路桥过渡段路基路面的可持续发展。