路橋過渡段路基路面結構設計分析研究

吳鐘騰,萬 華

(珠海市交通勘察設計院有限公司,廣東 珠海 519001)

1 設計的現存問題及缺陷

1.1 總體結構存在缺陷

路橋過渡段路基路面設計前，設計人員會深入施工現場，對現場進行全面考察和評價。在此階段，設計人員會對影響路基路面的客觀因素進行分析，綜合設計規范，最終確定路基路面的總體設計結構。普遍來講，會以體積及直徑較大的粗型物料為路基路面主體，并將填充材料加入其中。可是，當前依然存在設計結構存在缺陷的問題，結構設計不合理、不夠科學，是導致橋頭跳車情況的主要原因，問題主要表現在：定型搭板的長度、強度等規格和實際所需規格之間存在較大的偏差，達不到相關標準要求。究其原因，是因為設計人員忽略了搭板設計的重要性，沒有重視這項工作，同時有的設計人員能力有限，無法切實做好搭板設計工作。

1.2 軟土地基的處理方式欠妥

在國內橋梁工程項目建設中，軟土地基是十分常見的一種地基類型，變化性強、穩定性差、透水性低是該類地基的主要特點。基于此，設計時要進行充分地分析評價，選擇最為適宜的軟土地基處理方式，一旦有錯，會直接影響后期橋梁工程的穩定性，還會導致過往車輛出現橋頭跳車情況，嚴重者會出現路基坍塌事故，造成無法估量、不可挽回的損失。可是，國內部分企業的設計人員在進行軟土地基處理時，即便使用了不當的處理方式，也沒有認識到，還依舊在沿用。

另一方面，在路橋過渡段施工時，由于鉆孔的數量不夠，鉆孔的位置不準確，鉆井深度不符合施工標準，技術人員的考察工作受到影響，無法準確判斷出軟土地基的深度、范圍及性能，使路橋設計的準確性受影響。

1.3 邊坡防護工作存在問題

通過查閱文獻和參考實際數據，我國沿海及南部地區的路橋工程比其他地區的路橋工程損害要大很多，因此要格外注意路橋工程邊坡防護工作。如果沒有采取有效的邊坡防護措施，就會造成路橋放水與排水達不到預期的設計，在雨季積水太深，受到持續沖刷時橋臺背上的填土被雨水沖掉，導致工程材料的浪費，還會引發安全隱患，嚴重的甚至會導致路基路面坍塌。為避免在填筑施工過程中路基路面出現滑坡現象，需要根據當地的實際情況，采取合適的邊坡防護措施。但是，目前邊坡防護工作還存在著諸多突出問題，存在著不合理性，在到了雨季時，很難阻擋雨水對于路基路面的沖刷。這種情況在東南及南部地區尤為嚴重，北方的道路橋梁工程則比較少見。

2 路橋過渡段路基路面結構設計方法探究

2.1 有搭板的路基結構設計

(1)搭板形式及埋置深度的設計

目前為止，公路橋梁過渡段路基路面的搭板結構形式主要有3種，分別為：等厚型、變厚度型和臺階型。搭板埋置按照不同的埋置深度，還分為高置型、中置型、低置型。在決定搭板埋置深度時，要根據路面的具體結構來確定，水泥混凝土路面可使用高置式鋼筋混凝土搭板，以直接承受外部負荷的作用；引橋為瀝青混凝土路面雖然也可使用高置式搭板，可是路面與搭板連接位置會存在錯臺或不同程度的凹陷，行車的舒適性大大降低，因而當路面是瀝青混凝土路面時，埋設方式選用低置式或中置式比較合適。

圖1 橋頭搭板示意圖

(2)搭板的長度設計

搭板長度設計時要考慮4個條件：①經沉降后路橋搭板的縱坡變化值不能高于最大容許值。②搭板的長度要長于臺后損壞棱體的長度。③搭板的長度要跨越填土之前預留缺口的上口長度。④保證有效的搭板受力長度。在上述4個條件中，設計者要高度重視第①和第③個條件，并嚴格執行落實。另外，由于隨著板長的增加，搭板的受力性會隨之增強，因此設計的搭板長度最短不應低于5m，大型路橋可以將長度設定在8～12m，中小型路橋可設置在6～8m。

(3)搭板的厚度設計

分析路橋橋梁搭板的向應力可知，搭板的厚度呈反比關系與位移，但兩方向板底最大彎拉應力有增強。對此，在設計搭板厚度時，可以通過位移來計算。目前小型路橋橋梁搭板普遍設計的厚度為20～35 cm，大型路橋搭板厚度普遍設計為30～40 cm。設計時要格外注意，要使搭板的長度與厚度保持協調。

(4)搭板寬度設計

當搭板寬度增加時，位移也會隨之增加，兩者呈正比關系，但板低的最大彎拉應力會降低。基于此，設計人員應將緣石與搭板之間的間距控制在0.5 m左右。筆者總結多年工作經驗，建議在搭板寬度設計時，應將橋面寬度作為主要參考數據，使橋面寬度與搭板寬度保持相等。

(5)搭板與橋臺的連接設計

設計搭板與橋臺的連接是路橋路面結構設計的重點。設計時要將搭板的近臺端放到橋臺上面，通過錨筋連接搭板與橋臺。為避免水分進入，要用瀝青瑪蹄脂肪填充搭板與橋臺的接縫，還要在搭板與臺頂之間設置錨栓，使遠端地基強度得到加強，防止出現過大沉降。為了方便后期維護，可以將灌漿孔及檢查孔合理設置到搭板近臺端。實現科學、合理的搭板與橋臺連接設計。

圖2 橋頭與搭板的連接

2.2 無搭板的路基結構設計

公路橋梁過渡段結構設計中，無搭板的路基結構設計也是一種常見的設計形式。進行無搭板結構設計時，一般使用后臺填筑的公路橋梁連接方式，并選用密實度高的填料。在部分設計中沒有使用粗砂，就需要使用無機材料進行混合攪拌，如：石灰、水泥、細砂等，按照相關標準進行配比，以確保路基結構的穩定性。除此之外，要合理選用施工時的碾壓方式，為避免出現路基沉降問題，碾壓時的夯實度需符合路橋施工標準。鑒于我國的軟土地基分布廣泛，在軟土地基范圍內施工時，需選用最佳的軟土地基處理方案，做到“因地制宜，合理處理及利用”，充分了解施工中的參數。如軟土地基的承載力不足，需要將攪拌樁插入至軟土地基中，以滿足工程需求。

3 結束語

綜上所述，改革開放以來，我國的公路建設事業取得的成就是被充分肯定的，但我們也要認清現實，承認設計與施工中存在的不足。國家與地區經濟的發展離不開公路工程，路橋的建設質量是公路工程中的重要問題，科學、合理的進行路橋過渡段路基路面結構設計，對社會的發展有著極為積極的意義。通過分析實踐可知，影響路橋過渡段路基路面質量的因素眾多，面對有可能存在的問題，設計人員應結合當地實際，充分發揮自己的才智，確保路橋設計的合理性、科學性、實用性，以提升使用舒適度、工程整體質量為目的，保障施工工作的順利進行，促進地區經濟的快速發展。