市政路桥过渡段的施工技术

徐健宁

路桥过渡段是刚性桥台与半刚性路基路面结构的交界处，也是市政道路中容易产生质量通病的环节。该处的不均匀沉降表现为桥头跳车、路面开裂等危害。本文首先从受力结构入手分析不均匀沉降的产生原因，然后结合近年来国内施工实践中所采取的新工艺方法，对市政道路路桥过渡段的施工技术和质量管理要点进行探讨。

路桥过渡段是市政道路质量的薄弱环节，最明显的表现形式是桥头跳车，其根源是随时间增长而产生的不均匀沉降造成路面开裂。当裂缝两端的高度差大于10mm，超过普通车辆减震系统的适应范围，乘客就会感到明显的颠簸，而且这种冲击会加剧路面的破坏。桥头跳车的情况在我国城镇道路较为普遍，国内工程科技人员一直在探索解决之道，例如：中南大学赵炼恒对台后回填土进行柔性加筋注浆试验、中交二公局第四工程有限公司姬猛进行台背路基液压夯实法补强试验、中铁十八局集团隧道工程有限公司王帅研究了路桥过渡段工后的沉降规律。这些近期的科研成果从不同角度为提高路桥过渡段的质量提供了思路。

一、路桥过渡段产生不均匀沉降的原因

1.力学结构上存在刚度突变

路桥过渡段的一侧是结构刚度巨大的钢筋混凝土桥台；另一侧则是半刚性的路基路面，通常是在原状土或经过处理后的基底上进行回填压实，与桥台的刚度相差悬殊。道路结构在路桥过渡段形成刚度突变，在车辆荷载的长期作用下，势必造成不均匀沉降。

2.台背路基施工质量问题

台背路基处的回填土压实不足是最容易暴露的质量问题，甚至能在通车后的一年内就能显露。施工缺陷产生原因有：（1）回填材料选用不当或质量不合格，使压实度达不到标准。（2）由于大型压实机械不能过分靠近既有桥台和耳墙等构筑物，不得不换用小型机械或者人工夯实桥台边缘处的填料，造成局部压实度不足。据石家庄市西柏坡高速公路管理处刘建敏研究，桥背回填土沿路线方向的沉降曲线形成“勺”状缺陷，最大沉降集中在距桥台3～7米处的“勺”口附近。（3）台后路基的排水系统存在漏洞。填料随雨水冲刷流失，从而造成台背处的路基虚空。（4）施工管理不严格。挖土时对地基造成扰动，回填施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工，都是管理缺失的表现。

3.路面施工质量问题

沥青混凝土路面裂缝是市政道路工程中的常见质量缺陷，因其细微不易发现，往往得不到足够重视。细小裂缝的存在虽然没直接影响到路面的安全性，但是积水可以通过裂缝渗入路基，对路基造成破坏，从而加剧不均匀沉降的发生。在北方城市，由于冬季存在着冻胀作用，情况就更为严重。

4.天然地基未得到正确处理

未被扰动的天然地基的沉降量原本相对稳定，但其上部的填土路堤和车辆动载形成新增负荷，改变了自然沉降过程。填土越高、车辆载重越大，道路下天然地基的沉降变化就越大。如果地基深处是未作妥善处理的软土地基，将进一步加剧不均匀沉降的程度。

二、市政路桥过渡段施工技术

1.软土地基处理技术

目前普遍采用的软土地基处理技术包括：换填、超载预压、塑料板排水固结、高压旋喷桩、水泥搅拌桩。在换填材料的选择上，除了传统的砂石料之外，泡沫轻质混凝土作为新材料也开始得到应用，其具有自重轻、强度高、抗震强、施工不受场地局限的优点。超载预压法可就地取材，成本低但工期长，剩余沉降量也大，逐渐被效果更好、工期短的塑料板排水固结法所取代。高压旋喷桩、水泥搅拌桩加固软土地基效果明显、工期短，但费用高。

2.刚柔过渡新技术

为了实现刚度突变的平缓过渡，传统做法是采用桥头搭板设计。但在使用阶段经常因搭板底部回填物被掏空而引起断板，或将沉降差转移到路基与搭板的连接处而引起所谓的“二次跳车”现象。

变桩长与变桩距技术是近年来研究的刚柔过渡新技术，理论上可以达到完美的效果，但是对地勘和施工质量要求特别高，因此并未得到广泛的应用。

上海公路桥梁集团有限公司将桥头搭板技术与变桩长技术结合起来，路面的沉降量曲线和纵坡曲线变化都更平稳，随着与桥头结构距离的增加，道路整体纵坡的波动程度较搭板联合桩基更小，沉降变化更平缓。

3.台背回填土压实技术

台背回填的施工质量要求高于道路主体路基，压实度须达到96%。应该从填料选用、压实机械、施工工艺等方面进行严格控制。

（1）填料选用。采用透水性材料（砂砾、碎石、矿渣等），填料的承载比（CBR值）必须大于8，最大粒径不超过层厚的2/3。选用级配碎石时，要注意选用集料粒径适宜、配比合理，片石或针状石占比应小于20%，黏土或有机物应小于2%。级配料中0.5mm以下细土有塑性指数时，其液限不应超过40，塑性指数不超过10。

填料在使用前应做好相关试验，如击实试验、填料液限、塑限等，从试验结果得出的技术指标来选择最适宜的填料。

（2）压实机械。应配置专用的成套压实机械（18t以上）和小型夯压机械（手扶振动压路机或平板振动压路机等），严禁采用人工打夯或“蛤蜊夯”等轻型压实机具。在大型机械无法靠近的桥台区域，采用小型夯压机械，分薄层夯压密实、横向碾压的方法。

近年来，液压夯实机逐渐得到推广应用。对于桥台背等特殊路基段，液压夯实机具有机动灵活、快速高效的特性，既能充分靠近桥台又避免对既有构筑物的振动冲击，作业效率超过了其他同类机械。

（3）施工工艺。回填土工作必须在桥台混凝土强度、沉降缝和螺栓孔处理、涂刷沥青等验收合格后才能进行。台背回填路基必须挖台阶，台阶顶做成2%～4%的内倾斜坡，在填筑前台阶要充分夯实。填土要求：应从两侧对称、平衡地进行，两侧回填的高差控制在15cm以内。台背回填的每层松铺厚度不得大于15cm。为防止填土超厚或漏检，应该在墙身背面从基础顶面起按15cm高度从下往上逐条画线。每层回填压实后都要进行检测。每间隔45 cm厚度铺设一层土工格栅，用U型钉将格栅网格锚固在台背侧面。铺设土工格栅时一定要把格栅拉紧，不允许有皱褶，用插钉把格栅固定在底表面上，土工格栅强度高的方向垂直路基轴线方向，相邻两幅格栅的搭接宽度为20 cm。

4.路面处置技术

路面处置技术主要针对路面混凝土出现裂缝的问题。首先，要保证足够的面层厚度。工程实践表明，厚度15cm以上的面层可以明显减少疲劳裂缝的产生。其次，应选用密实型、松弛性能出色、针入度较大的沥青作为面层材料，以减少面层空隙率，延长面层抗疲劳性能，减缓裂缝向基层进一步发展的速度。

三、施工质量管理要点

合理安排好施工计划，在总工期许可的前提下，尽量做到“开工早一点，工期长一点”。应在开工前编制具体可行的专项施工方案，并由经验丰富的专业工程师向施工队伍进行详细的技术交底，明确每一道工序的施工要点和质量标准。要使用熟悉台背、锥坡回填要求的专业施工队伍，并配备经验丰富、认真负责的施工员和质检员严格按照专项方案进行质量控制。

完善排水措施，避免施工中的路段被雨水淋泡，并做好完工路面的沉降监测。表面沉降监测点应沿车道中线、车道边线和人行道边线设置，间隔不超过10m，并在台后5m处加设观测点。路基填筑期间，每填筑一层后立即观测一次；填筑间歇期间，每3天观测一次。路面施工期间，每层加载后应至少观测一次，并保证观测间隔不超过15天。

严格执行质量问责制和奖惩制。只有将施工质量与施工人员的切身经济利益联系起来，才能促使施工人员按照规范进行施工，促进管理人员对施工过程严格监督管理，有力保证施工质量管控水平。

四、结语

随着我国城市化进程的加快，路桥过渡段路面破损造成的经济损失持续增加。液压夯实机、泡沫轻质混凝土、土工格等新机械、新材料、新工艺的出现为解决路桥过渡段不均匀沉降问题提供了新思路。只要我们能因地制宜，科学合理地选用路桥过渡段施工技术和方案，并对施工过程进行严格管理，就一定可以有效提高路桥过渡段的施工质量。