路桥过渡段施工技术探讨

李淑贞

摘要：路桥过渡段桥台和引道路堤之间经常会产生差异沉降，较小的差异沉降就会导致桥头跳车，使得行车不舒适，甚至影响行车安全。论文针对路桥过渡段引道路基的沉降问题，通过其原因分析，对路基沉降的规律和路基沉降的治理措施进行了研究。

关键词：路桥过渡段；差异沉降；治理措施

Abstract: The bridge transition section between the abutment and the approach roads embankment is often a difference to settlement, will lead to smaller differences in deposition Bump, making driving uncomfortable, and even affect traffic safety. The paper bridge transition section Approach Road subgrade settlement problem, through the analysis of its causes, the law of subgrade settlement and subgrade settlement governance measures.

Keywords: bridge transition segment; differential settlement; control measures

中图分类号：U44 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）05-0020-02

引言

作为交通基础设施之一的公路交通，为经济发展、人民群众生活水平提高和谐社会的构建，发挥了愈来愈重要的作用。但是，从高等级公路，特别是高速公路的运营状况来看，还存在着一些亟待解决的问题，桥头跳车就是其中之一。桥头跳车不仅会降低行车舒适性，迫使车辆减速，还会对桥梁和道路造成附加的冲击荷载，从而加速了桥台、桥头搭板、支座及伸缩缝的损坏.桥面与引道路面之间过大的不均匀沉降或桥面结冰还会造成行车失控，引发交通事故。

一、桥头跳车产生的原因

桥头跳车主要是由桥台和引道路堤之间的差异沉降引起的。一般情况下，桥台的沉降很小，而引道路堤沉降较大，从而在两者之间造成差异沉降。造成引道路堤沉降的原因主要有：

(1)路基本身的沉降变形

桥涵两端的路基填方通常较高，且桥头路基的施工一般是在桥台工程完成和一般路段的大部分路基成型以后才进行，因此在桥涵两端的作业往往工期紧迫、土方量集中而施工面有相对狭窄，给施工带来许多困难。由于作业面狭窄和靠近桥台端墙的这部分填土平面形状不规则，大型压实机械很难作业。当缺乏适宜的大型压实机具时，常常采用小型机具压实或人工夯实的方式，密实度往往难以达不到要求。同时，由于过水或跨线的要求，桥头路基一般较高，路堤除承受行车荷载外，还承受较大的自重应力(特别是路基下部土体)，当路基的压实度不足时，路基就会发生较大的固结变形。

此外，在桥台与引道之间发生差异沉降以后，路堤顶部还受到车辆的冲击荷载作用导致路基发生动力固结。

(2)地基的沉降

桥涵通常位于沟壑地段，地形起伏较大，地下水位一般较高。同时，桥头路基填筑高度一般较大，产生的基底应力相对较大。因此，台后的地基沉降比一般路段要大。

(3)支座和防护工程的移动

在台后土压力的作用下，支座和台前防护工程将或多或少地发生水平位移，从而造成土体发生侧向变形。

(4)局部沉陷

路堤与桥涵构造物的连接部位有的设计了接缝，但经长时间使用后由于行车荷载和自然因索的影响极易发生损坏:有的是连续铺装，但在使用中经常产生裂缝。接缝和裂缝在竖向往往很深，容易造成雨水和融雪水沿裂缝渗入，对路面结构层和土基产生浸润、浸蚀和冲刷等作用，可能导致各种细料的流失以及结构层与土基含水量的增加，从而造成路基强度下降和局部沉陷。

除了桥头处的差异沉降外，桥台与引道之间的构造差异也会造成桥头跳车。桥与路的分界处前后，一是刚性体，一是柔性体，在结构刚度上差异很大。柔性材料对能量的吸收要比刚性材料大，故在刚柔突变处，必然引起振动的突变，即引起跳车。

二、桥头跳车的处治措施

从桥台材料的角度来看，台墙是用刚性很大的坚石砌筑或钢筋混凝土浇注而成，属性体;而路基一般是用柔性的土填筑而成，是弹塑性体。显然，路基与桥台之间存在着较大的刚度差，为克服此刚度差引起的变形差，使路基与台墙之间部分的变形为渐变形式，即路堤填土塑性变形相对差在这一范围内以逐渐变化的方式过渡，使得任一点的塑性变形相对差不致使路面沉陷或断裂，这就是台背回填设计的“刚柔过渡”思想。

从理论上讲，实现台背回填的“刚柔过渡，，有两种方法，第一种方法是台背回填范围内使用能从路基土刚度渐变到台墙刚度的变刚度材料，实际工程中这种方法的可操作性较低:第二种方法是使用刚度介于路基土与台墙材料之间的某种材料，但沿长度方向变化其厚度，即使台背回填远薄近厚，从而实现台背回填的“刚柔过渡”。由于桥头处结构突变是造成桥头路面错台和剪切破坏以至引起跳车的主要原因，因此，为消除和减少结构突变的影响，应使两种性质不同的体系在抗垂直变形能力上平滑过渡。为达到该目的，在结构设计上使路面面层下的结构由间断的对接形式变为过渡性的局部搭接形式，从而增加邻近桥台处的路面结构厚度，降低应力值，提高路面抗变形能力。

如何减小台背处塑性变形相对差是解决台背处路面沉陷或断裂的关键。台背回填的压实度要求只是缩小台背处塑性变形相对差的一个方面，压实度相同的不同材料，在同一荷载作用下的塑性变形不同，强度小、刚度低的材料塑性变形大.即使采用强度小、刚度低的材料，并达到了规范规定的压实度要求，在较大荷载作用下仍可能产生较大的塑性变形，而当这个塑性变形相对于台墙的变形差值达到一定程度时，路面即出现沉陷或断裂。因此，除保证台背回填的压实度要求外，还应对台背回填材料进行有针对性的设计，选用强度较高、压缩性小、刚度较大的材料，以缩小台背回填与台墙的塑性变形相对差。

在一些低等级的道路上，为防止桥头跳车，也有采用预沉法两次铺筑路面，分期修建和采用不等厚式路面，使桥与路连接处尽量平顺。

三、减轻桥头跳车的其它措施

除了按以上的要求正确地进行路桥过渡段路基路面的设计和施工外，为了减轻桥头跳车，国内外学者另外还提出了许多减轻桥头跳车的措施与方法。

1、轻型填料换填

有时采用轻型填料来减轻软土地基上路堤的重量，继而增加路堤的稳定性和减少地基的压缩变形。然而，如果轻型填料不具有高的强度和刚度及低的压缩性，那么地基性能的提高就会被路提性能的降低所抵消。合适的轻型填料应满足以下要求:

(1)密度小于1000kg/m3;

(2)高的弹性模量和内摩擦角;

(3)良好的稳定性和抵抗压碎和化学腐蚀的能力;

(4)耐霜冻:

(5)不腐蚀混凝土和钢筋;

(6)对环境无害;

2、力学加固路堤

对土体进行加固是近三十年以来土工设计和施工方面重要的发展之一。早期通常使用金属加固，并得到了广泛的使用。后来，各种人工合成聚合物己经开始应用于土工方面。

路堤加固的典型布置为：在填料的底部进行单层加固。在这种情况下，通常使用土工布将填料与软基分开，但允许水分通过。土工织物的抗拉性能也提高了抵抗贯穿填料和原地基的深层滑坡的能力。如果加固的基本目的是预防该深层滑坡，土工格栅或金属网格也可以使用。

水平的加固靠近边坡是通过提供抗拉能力来增加边坡的稳定性，从而可以使用更陡的边坡。土方量和占地的减少可以抵消加固的成本.在城市地区，特别是对己经存在的桥头引道进行拓宽和改善时，占地的减少更为重要.加固系统有很多种，主要有:

(1)用金属或塑料制成的条带；

(2)用金属或塑料制成的矩形网格；

(3)连续的片状土工布。

条带状和片状加固依靠加固单元和土之间的摩擦力进行荷载的传递，因此，为了确保足够的摩擦力，需要用级配良好的粒状填料进行回填。对于网格形的加固系统。荷载的传递来源于两个方面，即网格侧面上的被动土压力和网格水平面和土体之间的摩擦力。

3、石灰加固土路基

根据路桥过渡段路基沉降分析，压实度的提高确能有效提高素土的压缩模量，但由于其基数太小，所以纵然达到95%压实度素土的最终沉降量也较灰土大得多，因此，对高填方桥头路基不宜过多采用素土修筑。同时，在轮重所引起的应力与路基土重所引起的应力的比位为1/5时，某些重车荷载作用下的路基工作区深度最大可达2. 9m.故考虑到因路基沉降引起桥头跳车的严重性，建议在不设置搭板时桥头高填方路面结构采用无机结合料，其底基层厚度应不小于3m,底基层及素土压实度均要求为95%。施工过程中，应尽可能在桥涵处先连续填筑路基，然后再开挖修建桥涵结构物，即“先填后挖”法。

4、预设反向坡度

当能预测出路基沉降规律时，为争取工期，可在台堤结合段预留反向坡度，这有些类似于设置桥梁预拱度的做法。坡度大小应根据台堤间的沉降差确定。有的地方在路面铺筑之前预加抛高△=14-16cm,待路面铺完之后，沉降量就能达到这个抛高值的50%以上。

结论

通过归纳分析国内外文献，结合工程实践，对路桥过渡段路基路面结构设计和施工技术进行了研究;并分析了轻型填料换填、力学加固路堤、石灰土换填和设置过渡段路面等减轻桥头跳车的措施。

参考文献

【1】王秉纲，胡长顺等.路桥过渡段路基路面结构设计与施工技术.西安公路交通大学，陕西省高等级公路管理局，1999.