公路路橋設(shè)計(jì)及其早期損壞原因探究

陳明 白亞鵬

摘 要： 以某公路橋梁為例，結(jié)合實(shí)際施工情況，針對(duì)性地對(duì)公路橋梁薄壁空心高墩施工技術(shù)進(jìn)行分析與探討，希望對(duì)解決我國(guó)公路橋梁施工難度大、安全性不高等問(wèn)題有所幫助。

關(guān)鍵詞： 公路路橋設(shè)計(jì)；早期損壞原因；探究

引言：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路建設(shè)發(fā)展也開(kāi)始興起。2000年底，全國(guó)公路通車，其里程達(dá)到140萬(wàn)公里，占據(jù)世界第三，其路面多是由半剛性基層瀝青混凝土構(gòu)成。調(diào)查研究表明，嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)格建設(shè)的公路壽命達(dá)15～30年，但目前我國(guó)的公路只有短短5年多壽命，嚴(yán)重者甚至只有2～3年，這極大地加劇了我國(guó)路面早期損壞的頻率、提高國(guó)家維護(hù)路面正常的費(fèi)用，影響人們正常出行，研究解決道路早期損壞的問(wèn)題迫在眉睫。

一、公路路橋設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析

1 橋頭引道軟土地基設(shè)計(jì)問(wèn)題

橋梁的建設(shè)要打好地基，在進(jìn)行鉆孔作業(yè)的過(guò)程中，如果鉆孔的深度以及數(shù)量無(wú)法滿足施工建設(shè)的要求，孔洞的排布不合標(biāo)準(zhǔn)，而且在設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)定型，所需鉆孔數(shù)量根本無(wú)法滿足一座合格地基的建造要求，尤其在比較松軟的軟土地質(zhì)條件下施工鉆孔，要加強(qiáng)地基的承載能力，就必須保障鉆孔的深度和數(shù)量都要完全的達(dá)標(biāo)，否則就會(huì)引起地基不穩(wěn)定，會(huì)埋下嚴(yán)重的安全隱患，地基如果不牢固，工程的使用壽命就大大縮短。

2 搭板設(shè)計(jì)問(wèn)題

路橋工程的過(guò)渡段是重要施工路段，過(guò)渡段如果質(zhì)量過(guò)硬就能夠很好的防止橋梁發(fā)生不均勻的沉降現(xiàn)象，保障路橋工程的安全和穩(wěn)定，目前，搭板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式是過(guò)渡段施工的首要選擇，但是在搭板的設(shè)計(jì)過(guò)程中，其指標(biāo)和性能無(wú)法達(dá)到施工建設(shè)要求，出現(xiàn)了嚴(yán)重的設(shè)計(jì)缺陷和相關(guān)問(wèn)題，沒(méi)有根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)設(shè)計(jì)搭板的長(zhǎng)度，就無(wú)法達(dá)到跨越橋臺(tái)以及其背部之間的距離，正常標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法得到滿足，搭板發(fā)揮的作用被降低，受到了長(zhǎng)度不足的約束。

3 橋面鋪裝層厚度設(shè)計(jì)問(wèn)題

橋面的設(shè)計(jì)要保障強(qiáng)度和承載能力，就要達(dá)到一定的厚度，但是由于此項(xiàng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則以及明確的規(guī)范還沒(méi)有清晰的形成，全靠設(shè)計(jì)人員的過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)就會(huì)犯經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤，錯(cuò)估了橋面需要的實(shí)際厚度，橋面的承載能力大打折扣，根本不足以長(zhǎng)時(shí)間的承載重型車輛和交通流量大增帶來(lái)的負(fù)荷和壓力。

4 路面排水設(shè)計(jì)問(wèn)題

通常在設(shè)計(jì)中根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境也適當(dāng)?shù)淖龀隽艘恍┓乐褂晁治g和滲漏的措施，但是這些措施或者方案沒(méi)有形成完善的處置辦法，通常較為單一粗糙，注意事項(xiàng)和應(yīng)急措施沒(méi)有全面的與防水和排水相互對(duì)應(yīng)，尤其是建設(shè)中的排水問(wèn)題，一直困擾著工程人煙，而在設(shè)計(jì)階段對(duì)于路面的坡度設(shè)計(jì)不利于排水，經(jīng)常發(fā)生滲水、存水的現(xiàn)象，導(dǎo)致公路工程建設(shè)一波三折，工期遭到雨水的干擾而不得不拖延下去。

二、路橋設(shè)計(jì)及道路早期損壞的原因

1、在路橋的過(guò)渡段出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象

由于在施工前沒(méi)有對(duì)施工地點(diǎn)的地質(zhì)狀況進(jìn)行深入的分析和調(diào)查，導(dǎo)致在施工中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟基的存在。由于在施工中的軟基的覆蓋范圍了解不夠深入，使得在進(jìn)行橋頭路堤的施工時(shí)，軟土地基具有極大的漏洞，使得橋臺(tái)背路堤的土壤壓力達(dá)不到相應(yīng)的要求。當(dāng)路橋在投入使用后，受到自然環(huán)境的侵蝕和風(fēng)化，就會(huì)使得路堤的土壤流失嚴(yán)重，土壤強(qiáng)度下降，使得路橋在使用過(guò)程中，車輛容易發(fā)生跳車問(wèn)題。在公路施工中，雖然具有明確的規(guī)范，但是在實(shí)際的施工過(guò)程中，由于施工方的實(shí)際問(wèn)題，沒(méi)有嚴(yán)格的執(zhí)行，導(dǎo)致出現(xiàn)許多的問(wèn)題。在進(jìn)行地基的設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)路橋進(jìn)行緩和設(shè)計(jì)，這樣才能將段間的距離降低，使得沉降率有所降低。

2、搭板設(shè)計(jì)不合理

一旦在公路路橋發(fā)生過(guò)渡段出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象時(shí)，就需要利用搭板對(duì)軟基問(wèn)題加以解決。但是在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，搭板應(yīng)用后沒(méi)有很好的解決過(guò)渡段出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象，同時(shí)，由于施工單位和設(shè)計(jì)單位對(duì)搭板工作沒(méi)有給與高度的重視，導(dǎo)致搭板的施工過(guò)程不能發(fā)揮其實(shí)際作用，使得橋頭堤過(guò)長(zhǎng)、過(guò)高的現(xiàn)象。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理

作為橋體的主要承受支柱，橋梁的結(jié)構(gòu)對(duì)于路橋設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性有重要的影響。但是在設(shè)計(jì)中，將橋面鋪裝層作為橋梁工程的一部分附屬結(jié)構(gòu)，它不再承受橋梁的荷載，這樣使得粱體和橋面承受的應(yīng)力不均勻，局部受到的應(yīng)力過(guò)大，這樣就會(huì)導(dǎo)致橋面和板塊中出現(xiàn)形變問(wèn)題。

4、路面的排水不合理

進(jìn)行路橋的施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該充分的考慮到水對(duì)于路面的影響，減少危害發(fā)生的幾率。就目前的狀況看，路橋路面由于水毀或者水損的現(xiàn)象在我國(guó)仍然十分普遍。路橋施工區(qū)域水文條件復(fù)雜，導(dǎo)致降雨的匯水區(qū)與地形地質(zhì)有著非常緊密的聯(lián)系，一旦出現(xiàn)地形較陡的地區(qū)，會(huì)導(dǎo)致水的匯流時(shí)間非常短，若對(duì)于積水的不及時(shí)處理，很容易導(dǎo)致洪水的產(chǎn)生，最后對(duì)于路橋路面造成嚴(yán)重的傷害。對(duì)于路橋橋面排水技術(shù)的影響因素，有以下幾個(gè)方面：

（1）邊溝容易發(fā)生溝渠淤積的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)溢流沖刷和蓋板斷裂也是邊溝常見(jiàn)的問(wèn)題，另外，溝渠加固面由于暴露在外面，非常容易發(fā)生損壞；

（2）排水溝容易發(fā)生的主要問(wèn)題有：溝渠的淤積、溢流沖刷和溝渠加固面等區(qū)域的損壞，出水口經(jīng)常受到水的沖擊造成的損壞等；

（3）截水溝出現(xiàn)的問(wèn)題有，溢流沖刷和溝渠加固面等區(qū)域的損壞，截水溝經(jīng)常受到水的沖擊造成的基礎(chǔ)失穩(wěn)問(wèn)題；

（4）急流槽發(fā)生的主要問(wèn)題：溝渠的淤積、溢流沖刷和溝渠加固面等區(qū)域的損壞，出水口經(jīng)常受到水的沖擊造成的損壞等。

三、預(yù)防早期損害的主要措施

1 利用拋丸設(shè)備等對(duì)橋面板進(jìn)行處理

現(xiàn)如今，拋丸設(shè)備的應(yīng)用在很多先進(jìn)的國(guó)家已經(jīng)非常普遍，但是我國(guó)只有部分橋梁在施工時(shí)使用拋丸設(shè)備。目前我國(guó)常用施工方式是： 人工鑿毛、機(jī)械鑿毛等，但是這些方法對(duì)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的污染，而且在原混凝土表面上進(jìn)行施工會(huì)由于強(qiáng)烈震動(dòng)進(jìn)而產(chǎn)生附加性裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)過(guò)分析證實(shí)，在利用拋丸設(shè)備進(jìn)行拋丸處理之后，會(huì)使混凝土的表面均勻，徹底去除浮漿、起砂的問(wèn)題，讓混凝土的骨料外露，增加其粗糙度，大大提高橋面鋪裝層本身的粘結(jié)力，保證橋梁整體的施工質(zhì)量。

2 加大混凝土的鋪設(shè)厚度

在橋梁結(jié)構(gòu)分析理論中，對(duì)瀝青路面進(jìn)行計(jì)算的論述幾乎為零，在現(xiàn)行規(guī)范中也僅確定了厚度推薦值。隨著交通量的不斷增大，具體的設(shè)計(jì)施工與汽車量增多、車速增快不相適應(yīng)。路面會(huì)直接承受車輛荷載給予的壓力，荷載力直接會(huì)導(dǎo)致橋梁的主梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。由此可見(jiàn)，瀝青路面是受力較為復(fù)雜的一種動(dòng)力系統(tǒng)，主梁以及路面構(gòu)造都會(huì)影響到應(yīng)力分布，因此施工方要在混凝土的路面上增加一定的厚度。

3 加強(qiáng)基礎(chǔ)性施工管理

公路路橋的早期損壞問(wèn)題與基礎(chǔ)性的施工緊密相連，因此施工方必須要加強(qiáng)基礎(chǔ)性工程的施工管理，嚴(yán)把路橋施工的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，保證材料質(zhì)量的完整性，杜絕偷工減料的現(xiàn)象出現(xiàn)。這一點(diǎn)至關(guān)重要，如果在施工時(shí)未采取質(zhì)量保證措施，未能提高施工管理的質(zhì)量，一定會(huì)導(dǎo)致早期損壞問(wèn)題的再次出現(xiàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路路橋設(shè)計(jì)過(guò)程中導(dǎo)致道路早期損壞的原因包括路橋過(guò)渡段不均勻沉降、搭板設(shè)計(jì)不合理、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、路橋排水設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。筆者提出：做好施工組織計(jì)劃、設(shè)置專人對(duì)公路路橋建設(shè)中所需材料與設(shè)備進(jìn)行整理與管理、將設(shè)計(jì)圖紙與施工單位進(jìn)行研究分析、討論某項(xiàng)施工環(huán)節(jié)的可行性、做好相關(guān)記錄，采取相應(yīng)的解決問(wèn)題，希望對(duì)相關(guān)工作者有一定啟發(fā)。

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