路桥过渡段路基路面设计要点及控制沉降对策探讨

赵弘正 邓杨

摘要 近些年来，经济高速发展，高速公路里程不断增加，但因工程施工环节路桥过渡段路基路面处置不当，引发路基路面沉降，导致桥头跳车的问题较为频繁。基于此，文章分析了路桥过渡段路基路面沉降诱因及其表现，明确了路桥过渡段路基路面设计要点，并基于工程沉降问题提出处置措施，为提高道路行车安全性奠定基础。

关键词 路桥工程项目；过渡段；路基路面设计；沉降控制

中图分类号 U416.02文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）10-0150-03

0 引言

桥头与路基沉降差异影响行车舒适度的同时，还会降低道路通行能力与服役寿命，并引发交通事故，威胁行车安全，故需对桥头路段软土地基妥善处置，降低路基沉降以防止桥头跳车，还需于项目设计、施工中重点防范，以提升路段质量。

1 路桥过渡段路基路面沉降表现及成因

1.1 过渡段路基路面沉降表现

路桥过渡路面沉降为公路桥梁工程项目建设中的质量通病，沉降类型如下：

（1）地基沉降：路桥过渡段在自重和外部荷载作用下，地基结构受损，引发塌陷或不均匀沉降。

（2）路面沉降：施工工艺不规范或材料质量不达标，导致路桥过渡段结构稳定性差，外力作用下路面结构荷载出现水平差异，引发路面裂痕、变形或沉降。路桥过渡路面凹陷导致路面受损，车辆正常行驶中颠簸，产生较大冲击与振动力，这与路桥过渡路基局部不均匀沉降直接相关[1]。

1.2 过渡段路基路面沉降成因

引发路桥过渡段路基路面沉降的诱因众多，最常见因素为结构设计不合理，表现如下：

（1）路桥路基过渡段多设置挡板结构以防止路基路面不均匀沉降，改善结构稳定性，防止桥头跳车影响行车安全。搭板设计于路基表层，荷载水平超过搭板承載力则导致其难以发挥预期水平。与此同时，道路排水设施不佳，导致搭板周边积水则会导致路基回填后塌陷、变形，从而引发路基沉降。

（2）桥梁过渡段设计需做好前期现场勘测，数据获取不准确或勘测不到位，未对过渡段地质信息、环境信息和地形特点综合分析，将会导致路基路面结构方案设计不合理，导致路桥过渡段路基结构实际应用中的承载力不足，引发沉降风险，影响通车安全[2]。

2 路桥过渡段路基路面设计要点

2.1 加强软基综合治理方案设计

设计目的：软土路基对道路承载力、通车舒适度、行车安全产生了巨大威胁。软基结构松散、承载力不足，无法满足路基路面的基本质量要求，其含水量较高会影响路基填料性能，继而引发不均匀沉降等质量病害。基于此，对该项目工程软基处置方案进行分析，通过提高路基填料密实度增强其结构稳定性与承载力，防止地基承载力不足引发的沉降问题，确保行车安全[3]。

设计原则：针对特殊路段路基软基处置，需坚持经济性和针对性的基本原则。经济性原则，即在项目设计中通过细节把控和关键点调整，合理控制施工成本，比如软基处置可以采用强夯法替换换填法，降低生产成本以控制施工支出。针对性原则，则要求施工人员对软基情况进行合理分析，针对具体状况采取有效的处置措施，提高相关方案的可行性，如湿陷性黄土可采用强夯法加固，12 m以上的软基路段则可应用高压旋喷桩方案。

设计要点：

（1）软基类型：根据某公路勘察报告显示，该项目路基软基可分为湿陷性黄土、淤泥质软土、亚黏土和淤泥构成的软土层三种。①湿陷性黄土软基，深度为4～7 m，自重或附着力作用下，浸水后路基受损形成软基。②淤泥质软土，深度可达6 m，主要分布于低地势路基路段，地表水汇集作用下增加土层含水量从而形成淤泥质地基。③淤泥亚黏土由淤泥土与黏性土之间相互作用形成软基，最大深度可达19 m，该类型软基具备范围大和深度深的特点。

（2）处置方案。针对上述三种不同软基类型，处置方案有所差异。湿陷性黄土多采用强夯法提升软基土体承载力水平；淤泥质软基多应用换填法或抛石挤淤法改善其结构稳定性，浅深度、小范围软基多应用抛石挤淤法；淤泥亚黏土软基多应用加筋处理法、高压旋喷桩法、碎石桩法等处置，12 m以上多应用高压旋喷桩法处置，6～12 m多应用碎石桩处置，浅层多应用加筋法处置[4]。

2.2 桥头搭板设计

目前，我国高速公路项目施工中为降低桥头跳车风险，多应用桥头搭板加以预防。为防止搭板端部不均匀沉降引发公路纵坡变化，需结合项目实际情况确定最佳搭板长度。

（1）台背回填部位为欠压区，密实度相对不足，其空间狭小难以应用大型机械设备进行压实。压实质量可以达到项目设计要求的区域为压实区，详情如图1所示。

（2）为防止公路纵坡变化，在压实区内搭设搭板。搭板端部位于压实区和欠压区结合部位的临界区，基于此获得搭板的长度计算公式如下：

式中，l、H——搭板长度和台背高度；b、i——回填区基地长度与临界区边坡坡度，一般情况下i为常数值。

2.3 预设反向坡度

现场勘测结果显示高速公路项目工程施工区地质条件具备代表性，且具备该地质背景的施工经验时，可结合实测状况及施工经验以桥梁施工设置预拱度的方案进行反向坡度的设计，有效缩短施工工期并确保工程质量[5]。

（1）以项目区域路基路面纵断面结构为基础，可分为屋顶形纵断面和坡面形纵断面两种，详见图2～3所示。

对图2～3分析可知，预抛高区长度l（l'）的计算公式如下：

式中，l、l'——屋顶形纵断面和坡面形纵断面长度；Δhmax、Δi——屋顶形纵断面和坡面形纵断面的最大预抛高量和纵坡增量。

（2）屋顶形预抛高顶点需结合设计需求进行曲线布设，去切线长度t值为5 m，外距E值2 cm左右。桥头预抛高参数建议值情况如表1所示。

（3）引发公路桥头跳车的因素众多，要结合工程项目特点和实际情况合理分析其诱因，以经济性原则为基础，妥善运用各种技术方案加以防治，彻底消除桥头跳车安全隐患，确保通车安全。

3 路桥过渡段路基路面沉降处理对策

3.1 创新沉降处理方法

为提高道路行车安全性，防止桥头跳车，需将过渡路段路基路面沉降指标控制在5～10 cm范围内。为更好地解决该问题，提高道路通车舒适性，要不断创新沉降处置方法，通过技术创新有效降低过渡路段路基路面沉降值。在实际项目施工中可应用换填技术、土木格栅加固、水泥搅拌桩技术等方案提高路基路面结构强度，有效降低路桥过渡段路基路面沉降水平。换填技术中路桥过渡段路基路面结构填料多选用聚苯乙烯、泡沫混凝土等轻质材料，有效调整路桥沉降路段线性坡度值，也可以通过土木格栅加固或水泥搅拌桩技术应用提高其结构稳定性，减少路面沉降[6]。

3.2 完善搭板铺设方案

路桥过渡段路基路面沉降处置中，可通过完善过渡段搭板铺设方案的方式提高路桥结构稳定性，有效降低路基路面不均匀沉降。搭板结构是预防和处置路基路面沉降的有效措施，可降低行车荷载对路基路面结构的影响，一般项目实践中多应用双层结构。搭板铺设长度的计算公式如下所示：

式中，l0i——搭板长度；α、li——搭板铺设的长度系数与第i层搭板长度。

施工设计人员在获得搭板长度设计系数后，计算出搭板铺设与土层沉降之间的关系，从而根据项目的要求与控制指标确定每层搭板的铺设长度及铺设间距值。通过仿真模拟获取路桥施工环节过渡段搭板铺设数据，结果显示搭板布设不当，无法发挥防止路面沉降的作用，以项目实际情况为基础确定搭板铺设长度需大于4 m，各层搭板距离需结合搭板长度合理确定[7]。

3.3 增强路基填料密实度

路基压实是降低路桥过渡段路基路面沉降的有效措施，需于路桥工程项目建设中通过增加填料压实度的方案提高路基结构稳定性，使路堤和桥台填料厚度符合项目要求。路桥沉降段填料应以复合材料为主，通过增加过渡段地基承载力降低不均匀沉降概率。压实施工需选用合适的碾压设备对填料分层碾压、压实，确保路基填料压实效果以增强路桥过渡段路基结构稳定性及提高其承载力水平。施工人员在碾压过程中应对路桥过渡段路基填料厚度、碾压次数、碾压时间等参数合理控制，并于碾压结束后及时进行密实度检验，确保项目质量合规[8]。

3.4 重视台背排水

路桥过渡段排水不到位将引发路基路面沉降，需加强桥台背排水设计的合理性，有效控制路基路面沉降水平。应结合项目实际情况，充分考虑过渡段降雨、渗水、地形等特点，合理设置符合过渡段台背特点的排水方案，避免过渡段路基、桥台连接部位出现渗水现象，提高路基路面结构稳定性，降低不均匀沉降概率[9]。桥台台背填筑时，需结合地基结构特点设置盲沟和排水沟，排水沟管道应从土拱区域伸出桥头路基，并结合路桥过渡段结构合理设计。实践中多应用透水性能优越的大粒径施工材料对填筑塑料管周围填充，并于过渡段桥台区域设置盲沟将降雨积水排除，防止排水、渗水等因素对路基路面结构稳定性产生影响，通过多层防范措施降低路桥过渡段的沉降风险[10]。

4 结论

综上所述，路桥过渡段项目施工中，需有效防范路基路面沉降风险，对施工区域软土路基通过方案优化、搭板设计、结构调整等方案，以提高路桥工程项目施工质量，增强路基路面结构承载力，降低沉降病害风险，确保通车安全。施工技术人员应以过渡段路基路面特点为基础，通过搭板铺设、路基压实等方案提高路基路面结构稳定性与承载力，提高路桥过渡段服役寿命，为路桥工程项目建设质量提升提供技术参考。

参考文献

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[6]许世芹. 路桥过渡段路基路面设计及其沉降处理分析[J]. 砖瓦， 2021（5）： 100-101.

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[10]楊亚锋. 公路路基路面施工技术中常见问题及应对措施[C]. 《建筑科技与管理》组委会. 2017年3月建筑科技与管理学术交流会论文集， 2017： 2.