公路市政化改造路橋拓寬技術的運用

文／張建偉 煙臺公路繼續教育中心 山東煙臺 264000

引言：

在城市化進程的加快下，路面上的機動車輛增多，公路交通量也隨之增長，在這樣背景下，以往的公路工程建設已經無法滿足城市現有交通量的通行需要。為了能夠解決公路工程建設和城市發展不匹配的問題，需要相關人員立足實際情況，就現有的公路實施擴建改造。路橋拓寬技術是公路市政化改造的重要技術形式，在該技術的支持下能夠保證人們的出行質量，并促進我國公路工程的長遠化發展。為此，文章結合公路市政化改造路橋施工實際情況，就公路市政化改造路橋拓寬技術的應用問題進行探究。

1、公路市政化改造路橋拓寬技術的應用內容和應用意義

在公路市政化公路改造工作中對于路橋拓寬工作可以具體劃分為新建和擴建兩個類型，其中，新建的公路市政化改造橋梁工程是在以往的橋梁結構技術上重新建設道路。擴建的公路市政化改造橋梁工程是在原有的基礎上進行拓寬。不管是怎樣的建設方式則是需要施工單位能夠提前做出拓寬設計方案，在設計方案中會牽扯到道路一邊的全新線路以及兩邊的拼接路線，至于是選擇怎樣的拼接方式則是需要施工單位結合市政公路路橋路面的實際情況來做出施工技術的選擇和施工現場操作管理。同時，在施工之前還需要對公路沉降量進行控制。當前，有很多的公路使用年限超標，在長期的壓力影響下基本完成了基本沉降量。在這樣背景下如果是在公路上開展拓寬施工，則是需要提前做好填方處理，采取積極的措施減少外部環境對公路市政化改造路橋拓寬技術應用的不利影響。

在道路橋梁工程的深入發展下，我國公路交通水平也有所提升，城市道路交通的建設發展使得人們的出行方式日益豐富，車輛在公路上的行駛穩定性、安全性也由此得到了保障。在社會經濟的快速發展下，車輛開始普及到人們的生活中，在道路車輛增多的情況下，人們對道路的運行需求也得到提升。然而從當前發展實際情況來看，現有的公路發展水平和不斷增長的車輛數量沒有匹配，為了能夠更好的協調日益增長的車輛和城市道路建設的關系，需要相關人員積極思考如何拓寬公路道路。將路橋拓展技術引入到公路市政化工程中能夠為人們的生活提供重要的便利支持，方便人們的日常出行。在路橋拓寬技術的支持下，不僅能夠增加慢行車道，而且在鋪設的期間還會增加其他公共基礎設施、路燈、綠化等建設，最終有效拓展公路道路。

2、公路市政化改造路橋拓寬施工存在的重難點問題

2.1 舊水泥混凝土路面病害防治

在公路市政化改造路橋拓寬施工之前，需要施工人員提前了解整個公路市政化工程的路面情況，具體包含路面的破損程度、路面的彎曲沉降情況、路面接縫傳遞荷載的能力。在經過全面的調查研究之后來更為詳細的了解之前所使用的混凝土的結構特點和基本使用情況，在舊水泥混凝土路面的基礎上采取必要的措施來增強其承載力，實現對路面的優化處理。在處理路面的時候可以根據路面施工潛在的問題采取對應的解決措施，如果是路面板塊遭受了嚴重的損壞，施工人員要在第一時間更換破碎板、重疊裂縫板塊；對于一些破損不嚴重的板塊可以采取恰當的措施對其進行修補處理，通過修補來改善板塊的性能。

2.2 路橋拼接的注意內容

在對市政道路工程拓寬處理的時候會牽扯到路面和橋梁的拼接工作，在實施路面和橋梁拼接操作的時候，施工人員會使用一些跨徑相同、結構相同的施工方法來組織施工，即從橋梁本身的兩邊通過拓寬處理來完成橋梁拼接。

橋梁拼接施工所牽扯到的工藝形式眾多，具體包含上下不連接、上下連接等拼接形式，橋梁基礎是路橋拼接施工的前提，通過穩固橋梁能夠提高橋梁的拼接施工質量。

在路橋拼接操作中，對于一些使用年限較長的橋梁，在實施拓寬建設之前要密切關注橋梁結構的穩定性，在拼接的時候要盡可能的保持橋梁結構的穩定性。

2.3 路面反射裂縫防治技術

在公路市政化改造路橋施工中所牽扯到的反射裂縫包含兩個類型，也就是溫度反射裂縫和荷載反射裂縫。在路橋路面上鋪設的瀝青層、新舊混凝土層之間的物理屬性差異較大，因而，在溫度、荷載等因素的綜合作用下，公路路面的新舊板材接縫、裂縫位置上很容易發生位移，位移出現后會使得加鋪瀝青層也出現反射裂縫。為了能夠有效規避反射裂縫，需要施工人員采取必要的技術來緩解反射裂縫。從實際操作上來看，土工織物夾層就是防范反射裂縫的重要關鍵。

3、公路市政化改造路橋拓寬方案的數值分析

文章選擇使用有限元分析方法對公路路橋拓寬方案的數值實施模擬分析，在ANSYS軟件的支持下打造出了對應的公路市政化改造路橋拓展有限元分析模型，之后在劃分網絡和設定好荷載數值之后來對一系列仿真數據信息進行模擬分析。

3.1 有限元模型

為了能夠方便有限元分析模型的打造，減少計算信息的冗余，可以結合以下參數來打造出有限元分析模型，將路橋設定為足夠長的平面，使用Mohr-Coulob理想彈性模型開展模擬分析。公路市政新舊路橋在界面變形的時候不會出現相對脫離和滑落移動。

文章以某公路市政路橋拓寬工程項目實施為例進行分析，項目區域所牽扯到的路段包含K4822+020-K4864+100、K4865+600-K4897+922.888路段。整個公路工程的沿線設施設備比較穩定，滿足三級公路建設技術要求，路橋寬度在7.5m到8.5m之間，高度在0m到2.0m之間。在施工之前，對公路市政化改造道路的基本參數進行調研，經過調研發現各個技術指標達到了設計時速為60km的二級公路標準。

模型區域范圍內各個材料的計算參數如表1所示，在分析參數的基礎上打造出長寬為7mx2m的路橋模型。

表1 模型區域范圍內各個材料的計算參數

3.2 模型的加載

在獲得網絡模型之后還需要因地制宜的進行載荷的設置，從實際操作上來看，對道路變形產生影響的荷載包含路橋自身重量、路面結構重量、行車荷載。在原本路橋力量的影響下道路已經產生變形，因而，在分析路面拓寬工程項目設計的時候只需要考慮其外部荷載對路面引發的變形即可。新增加的改造路橋拓寬結構參數表2所示。根據表2數據信息計算出來的單位長度路面結構層靜線荷載計算如下：Pm=9.8x（2.36x4+2.1x18+2.2x15）x10x1=7.9KN/m。

表2 路橋拓寬結構參數

3.3 仿真分析的處理

文章所探討的是路橋拓寬對原本路橋的沉降影響，選擇原本路橋頂面0m到2m范圍內的沉降變化作為案例進行分析，經過實地測量來打造出舊路路橋頂面豎向移動曲線，具體如圖1和圖2所示。根據圖1、圖2的信息我們發現，位移數值會呈現出從中間到兩邊不斷增大的狀態，位移的最大、最小數值差值構成了最大沉降差。圖1路橋頂面最大沉降差為5.2mm，圖2路橋頂面最大沉降差為5.7mm。在ANSYS團建中對模型加載情況開展模擬仿真分析，根據繪制出來的地基內位移云圖信息我們可以發現，水平位移會朝著內側路基中線的方向發展，最深位置能夠達到12m。受拓寬路基下方路基沉降的干擾，路基坡腳最外圍地基比較淺的區域會向地基中線的方向移動，在路基坡腳外側深度在21m位置上的時候是正向最大水平位移位置，數據信息為18.62mm。地基內出現豎向正向的最大位移位置在拓寬路基坡肩周圍。

圖1 模型1原路橋頂面豎向位移曲線

圖2 模型2原路橋頂面豎向位移曲線

3.4 不同路橋拓寬方案對地基變形所產生的影響

第一，加寬方式的影響。對路橋模型開展單側加寬或者雙側加快模擬試驗分析，通過分析獲得路橋頂面豎向位移曲線和地基內部位移云圖。通過對圖紙的分析總結出模型在雙側加寬下的沉降要比單側加寬更加具備優勢，但是在具體實施操作中兩邊加寬存在施工規模大，對周圍民眾干擾嚴重、施工技術難度大的問題，在具體實施操作的時候需要相關人員能夠結合施工情況進行綜合權衡分析。第二，填筑高度的影響。在對路橋拓寬處理的時候，要求路橋頂端海拔高度的變化能夠在固定的區間范圍內。在測試期間，公路天然地基起伏變化、人工填筑路基變形都會影響到參數。文章通過模擬1m到4m變化路橋對模型的影響得出路橋表面沉降隨著填筑高度變化的曲線，通過對曲線的分析發現，路基表面沉降和水平位移會隨著填土厚度的增加而逐漸增加，在路橋填筑達到1m的時候，在偏載和路橋卸載的影響下路橋表面的沉降會出現上臺的現象。

4、公路市政化改造路橋拓寬施工技術的應用

4.1 橋梁拼接技術

公路市政化改造路橋拓寬技術中橋梁拼接技術在使用的時候要密切關注以下幾個方面的內容：第一，在正式施工之前對原本橋梁實施必要的勘察，了解橋梁的通行情況、孔隙數量、孔徑大小、結構形式，在了解以上信息的時候需要施工人員能夠做好橋梁平縱面的測量工作，全面收集原本橋梁建設的資料信息，并將收集上來的測量數據和資料中的數據進行綜合比對，由此實現對橋梁形狀的精準定位，綜合比對數據信之后實施橋梁改造。第二，對數據信息的調查和對比結果進行分析，在提高原本橋梁承載力的基礎上盡可能的選擇應用經濟性較強的加固技術形式予以加固處理，常見的加固技術形式包含局部替換薄弱構件、貼碳纖維等。第三，在進行全面的調查研究之后選擇適合的拼接方式。比如針對改造區域范圍內沉降差較小、地質良好的現象可以使用上下連接的方式；對于新舊橋梁拼接位置的側分帶、中分帶采取上下不連接的方式。第四，在新舊橋梁拼接位置上格外注重沉降數值和沉降內力的分析。第五，為了能夠減少拼接位置上的沉降，需要對新建設的橋梁開展堆截預壓分析。

4.2 道路拓寬技術

在公路市政化改造路橋工程中應用的道路拓寬技術包含以下幾種：第一，借助道路拓寬技術，在正式施工之前充分掌握被改造道路的建設現狀以及病害程度，從而為整個工程的后續改造奠定良好基礎支持。第二，明確影響路橋道路拓寬的因素，具體牽扯到路網的管線布置、交通適應性分析、環境情況、路網布置規劃、地質條件等。第三，在開展市政化道路改造施工中需要根據工程施工影響因素、工程管理、工程投資等因素來選擇適合的改造方案。第四，在道路拓寬工作中要通過提前做好必要的防治措施來減少道路拼接沉降差，提高道路拓寬質量。

4.3 濕噴樁技術

濕噴樁技術主要是利用清淤換填的方式來對被改造公路中的軟土地基進行處理，在對軟土地基處理之后使用噴施樁技術形式來完成拼接區域內的施工，由此來有效處理路橋工程中的不良地基，提升道路工程的承載力，解決新舊路基中的沉降差。在路橋拓寬施工中，對于一些特殊性的軟土地基，不能夠將沉降差作為重要控制目標，而是需要在綜合考慮新舊路基影響因素的情況下來銜接各個路面。

4.4 臺階施工技術

石灰材料是公路拓寬施工中的常用材料，在公路拓寬施工中通過發揮石灰材料的應用優勢能夠提升路橋路面的壓實度。從實際應用操作上來看，公路拓寬施工對臺階的設定有著對應的標準，即要求臺階的寬度不能夠低于1m，只有嚴格控制臺階的寬度才能夠有效保障路面和臺階的順利銜接，使得路橋的新舊臺階形成完整的整體。

5、公路市政化改造路橋拓寬施工技術的管理

為了能夠更好的發揮出路橋拓寬施工技術在公路市政化改造工程中的應用作用，在應用技術的時候需要加快打造出一個良好的公路拓寬施工技術交流例會制度，通過召開施工例會、定期召開技術交流會的方式來就公路市政化改造路橋施工中可能遇到的問題進行分析，根據問題提出對應的解決方案。

在路橋拓寬施工技術應用到時候各個施工部門可以將自己部門中具有針對性的施工技術拿到例會上進行討論交流，供大家學習和借鑒參考。和一般性的施工技術一樣，公路拓寬技術也可以在彼此的技術交流中來積累更多的經驗，在這個過程中壯大公路市政化改造施工隊伍的綜合實力，有效解決公路市政化改造路橋施工中所遇到的問題。

公路市政化改造路橋拓寬施工技術交流會制度可以不制定對應的獎懲制度， 但是在具體發展的時候需要擁有良好的獎懲制度來鼓勵各個部門的施工，使得各個部門能夠拿出自己的好的具體的施工技術來進行技術交流，對在交流工作中表現積極的員工要予以相應的獎勵，反之則是需要予以一定的懲處。

結語：

綜上所述，公路市政化改造路橋拓寬技術在公路市政化改造路橋施工中的應用能夠有效緩解城市道路交通壓力，為人們的出行提供重要便利支持。從實際操作上來看，在公路市政化改造路橋拓寬施工中通過選擇恰當的拓寬技術形式能夠在保證工程施工質量的情況下減少工程施工成本的消耗。文章以某公路工程改造為研究對象，使用有限元分析方法和ANSYS軟件來打造出寬為7m和8,5m的模型模擬現場路基加寬，通過仿真模擬了解到拓寬對地基沉降作用的原理，深入分析路基拓寬施工技術對工程建設的影響。為了能夠更好的提升路橋拓寬技術在公路市政化改造路橋施工中的應用作用，需要相關人員在施工設計階段做好路面和路面、橋梁和橋梁之間的銜接處理，在這個期間，對于施工中可能出現的問題，相關人員要在第一時間采取措施予以處理，從而有效提升公路市政化改造路橋拓寬施工效率，減少公路市政化改造路橋施工對周圍環境的不利影響，提高整個工程施工的經濟效益和社會效益。