市政路桥过渡段不均匀沉降影响因素及其预防维护措施分析

陈 晨 王 臣

（1.北京中劳鸿业人力资源管理有限公司，北京 100000；北京市政路桥管理养护集团有限公司，北京 100000）

0 引言

市政路桥施工质量对于城市基础设施建设以及交通运输具有重要意义，确保路桥施工质量，可明显提升路桥耐久性与安全性，是保证行车安全的前提。导致市政路桥施工出现质量通病的因素包括环境因素、施工因素以及材料因素等。受地理环境影响，市政道路施工不可避免会遇到路桥过渡段，过渡段路基位于桥梁刚性路基与普通路基之间，但是由于桥梁路基刚度远超过普通路基，因此过渡段路基容易出现刚度差，引起路基不均匀沉降，对行车带来安全隐患。本文结合实践工作经验，对市政路桥施工中路桥过渡段路基不均匀沉降进行系统性总结，并提出预防维护措施。

1 市政路桥过渡段路基不均匀沉降后果

市政道路是连接城市各个区域的重要基础设施，而路桥则是道路运输的重要构成部分，如果路桥过渡段路基不均匀沉降，会影响交通运输的安全性。当路基不均匀沉降时，路面的高低差将会增加，不仅会影响车辆行驶的舒适性，还会造成汽车行驶时的颠簸感，甚至会导致车辆失控。如果持续存在不均匀的路基沉降情况，会使路面变形，出现龟裂、坑槽等问题，加剧路面的损坏和磨损，给交通运输的安全性带来较大风险[1]。

市政路桥过渡段路基不均匀沉降会对交通安全、城市环境产生较大影响：路面会出现高低差，容易积水，使路桥使用寿命大大缩短；路面变形、磨损等问题也会加剧，不仅会增加市政工程的成本，也会影响道路的使用效率，给市民带来不便，还会增加政府的维修支出，浪费公共财力。

2 路桥过渡段不均匀沉降影响因素

2.1 路基刚度

路桥过渡段是连接路面和桥面的重要部分，是影响路桥过渡段不均匀沉降的一个主要因素，其结构设计和材料选用直接关系到路桥过渡段的稳定性和性能。在路桥过渡段的设计和施工中，路基刚度是一个非常关键的参数，其不同的取值将会直接影响路桥过渡段的沉降情况。路基刚度是指路基材料在受到垂直荷载作用时的变形能力，即材料在承受力的时候会有多大的变形程度。路基刚度可通过路基材料的种类、厚度、密度、含水率和压实度等因素来控制[2]。不同的路基刚度对路桥过渡段不均匀沉降的影响主要体现在以下两个方面：

（1）路基刚度越大，过渡段的沉降越小；路基刚度可以有效地抵抗外来荷载对路面的挤压作用，从而减小路面的变形，降低过渡段不均匀沉降。因此，路基刚度越大，路面越稳定，过渡段的不均匀沉降就会越小。

（2）路基刚度越小，过渡段的沉降越大；当路基刚度较小时，路面在承受荷载时变形较大，而且容易发生沉降，进而导致过渡段的不均匀沉降。因此，路基刚度越小，过渡段不均匀沉降就会越明显[3]。

图1为某案例工程路桥连接区不同路基区域沉降观测记录，从中可以看出，桥面路基区沉降最小，普通路基区沉降略高，路桥过渡路基区沉降最大，这是因为在行车荷载下，可导致路基刚度在桥面路基区域与过渡段路基区域连接处发生突变，造成道砟颗粒之间形成错落滑动效应，从而导致沉降集中发生在路桥过渡段路基[4]。

图1 不同路基区沉降观测结果

2.2 行车速度

行车速度是指车辆在道路上移动的速度，它也是影响路桥过渡段不均匀沉降的一个重要因素。行车速度的不同会对路桥过渡段的沉降产生不同的影响（见图2所示）。

图2 不同行车速度下各路基区沉降观测结果

（1）行车速度越快，过渡段的不均匀沉降越大：在车辆通过路桥过渡段时，由于惯性力和冲击力的作用，过渡段的变形会更加明显，这将进一步增加过渡段的不均匀沉降。因此，当行车速度越快时，过渡段的不均匀沉降就会越明显[5]。

（2）行车速度越慢，过渡段的不均匀沉降越小：在车辆通过路桥过渡段时，当行车速度较慢时，惯性力和冲击力的作用就会减小，过渡段的变形也会相应地减小，进而减小过渡段的不均匀沉降。因此，当行车速度越慢时，过渡段的不均匀沉降就会越小。

从图2可以看出，随着行车速度的增加，各路基区沉降值逐渐增大，但是始终以过渡段路基沉降范围最大。

2.3 行车轴重

行车轴重是影响路桥过渡段不均匀沉降的最主要因素之一。路桥过渡段是指桥梁与路面之间的部分，通常由路基、地基、过渡板、伸缩缝等组成。由于路桥过渡段处于桥梁与路面之间，受到车辆荷载的作用较强，容易发生不均匀沉降。而轴重是车辆荷载的主要组成部分，其大小和分布直接影响着路桥过渡段的变形和沉降。轴重的大小与车辆类型、车速、载荷等因素有关[6]。一般来说，载货车辆的轴重要大于轿车，高速行驶的车辆轴重要大于低速行驶的车辆。另外，轴重的分布也对路桥过渡段的沉降造成影响。如果轴重分布不均匀，或车辆经过路桥过渡段时存在过载、超载等情况，都会加剧路桥过渡段的不均匀沉降。因此，减少轴重对控制路桥过渡段的不均匀沉降以及路桥的安全和正常使用至关重要。为了更直观地展示轴重对路桥过渡段不均匀沉降的影响，表1列出不同车型轴重对路桥过渡段沉降的参数。

表1 不同车型轴重下路桥过渡段沉降参数

从表1可以看出，随着轴重的增加，路桥过渡段的沉降量也随之增加。同时，对于同一车型，在不同轴距和过渡板长度的情况下，沉降量也会有所不同。这表明，在设计路桥过渡段时，需要根据车型、轴数、轴距、轴重等参数进行综合考虑，以减少路桥过渡段的不均匀沉降，确保路桥的正常使用寿命和行车安全。

3 市政路桥过渡段不均匀沉降预防维护措施

3.1 控制路基刚度

为解决不同路基刚度差异所引发的路桥过渡段不均匀沉降，应从两个方面入手：

（1）选择合适的路基材料。路基材料的选择对于缓解路桥过渡段不均匀沉降有重要作用。因此，在确定路基材料时，应考虑不同路段的经济、地理、气候等因素，并考虑材料坚固性、质量稳定性、抗水性、抗冻性等指标，以保证路基在使用过程中不会出现普遍沉降的情况。

（2）合理设计路基结构。根据不同路段的要求进行设计，结构要坚固、合理、稳定，以保证路基在使用过程中不会因为沉降而受到影响。具体来讲，采用加筋、加厚、加强路基支撑等方式，以减少路桥过渡段不均匀沉降的发生。

3.2 控制行车速度

高架桥行车速度达到80km/h，且车辆数量较大，对路桥过渡段造成很大的影响，加重不均匀沉降，从以下三个方面进行控制：

（1）降低行车速度是解决该问题的有效途径，应根据不同车型，规定车辆行驶速度，避免超速行驶，以减少对路桥过渡段的损坏；

（2）优化路桥过渡段设计，根据实际需要进行合理的设计，例如通过调整桥墩高度、加强支撑等方式，以减少行车速度对路桥过渡段的破坏作用；

（3）加强路面养护。采取及时的路面补丁、覆盖和修补等措施，保持路面的良好状态。

3.3 控制行车轴重

根据上述内容，不同类型车辆所搭载的行车轴重不尽相同，需要采取相应的措施来预防行车轴重对路桥过渡段的影响：

（1）加强路桥过渡段的支撑力，充分考虑路面广泛应力的影响，通过加强路桥过渡段的支撑力，减少行车轴重的传递，以减少不均匀沉降的发生；

（2）加强路面结构稳定性，合理设计路面结构，并且通过加强日常养护，以减少行车轴重的影响；

（3）针对不同类型车辆，限制其行驶速度和行驶路线，避免其对路桥过渡段造成的损坏。

3.4 加固路桥过渡段

由于钢筋可以有效地抵抗路面变形和位移，使路面承载力得到大幅度提升，可以用于加固路桥过渡段的路面，主要措施包括：

（1）铺设加筋路面：通过在路面底层横向或纵向铺设一定数量、一定张力的钢筋，来增强过渡段承载能力，提高路基稳定性和耐久性；

（2）增强过渡段基础：通过深化基础、加厚和加固路肩、使用加固材料等方式实现，提高过渡段的承载能力和抗震能力，从而增加其使用寿命；

（3）加固过渡段支撑结构：通过增加横梁数量、加大杆件的截面积、加强梁柱连接点的刚性等方法，可以有效改善过渡段的承载能力和稳定性[7]；

（4）增强过渡段横向稳定性：通过在过渡段两侧设置防撞墩、加装压缩杆、加强护栏的安装等方式来实现。

4 结束语

综上所述，市政路桥过渡段容易发生路基不均匀沉降质量通病，不仅会增加行车风险，还会大大缩短路桥使用寿命，需要对此问题加以关注。通过总结实践工作经验以及阅读相关文献，总结影响路桥过渡段不均匀沉降的影响因素，包括路基刚度小、行车速度快、行车轴重大，结合影响因素提出具有针对性的预防维护性措施，并通过多种加固路桥过渡段方法，确保市政道路桥梁安全性、耐久性和可靠性，为城市的交通运输和基础设施建设做出积极贡献。