高速公路道路橋梁過渡段路基路面施工技術(shù)研究

摘 要：高速公路道路橋梁建設(shè)工程強調(diào)工程安全性和穩(wěn)定性，而過渡段路基路面是影響路橋安全性能的關(guān)鍵因素。施工人員應(yīng)當(dāng)積極探索和應(yīng)用高水平施工技術(shù)，實現(xiàn)過渡段路基路面的高質(zhì)量建設(shè)。基于此，闡述了高速公路道路橋梁過渡段路基路面的常見施工問題，簡要分析了高速公路道路橋梁過渡段路基路面施工技術(shù)，為相關(guān)從業(yè)人員提供有效參考。

關(guān)鍵詞：高速公路；道路橋梁；過渡段路基路面；施工技術(shù)

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）08-0035-03

0 引言

高速公路道路橋梁是路橋工程中的重要組成部分，主要分為路基、路面、橋梁、隧道工程以及交通工程等建設(shè)方向。過渡段是指建設(shè)工程中路基與橋梁之間的需要進行特殊施工處理的地段，強調(diào)通過施工處理實現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)物之間的平穩(wěn)過渡，減少不同道路橋梁之間的沉降差。高速公路道路橋梁過渡段路基路面的建設(shè)是影響路面安全性和交通運行穩(wěn)定性的重要因素。

1 路基路面沉降機理分析

1.1 橋頭搭板沉降

橋臺牛腿是路基的支撐點，也是公路橋梁運營過程中出現(xiàn)彈性支撐的重要部位。公路橋梁在運營過程中，橋臺牛腿與橋臺的距離是逐漸變化的，橋臺位置土壤承受的應(yīng)力逐漸改變，土壤受力逐漸不均勻，進而引發(fā)橋頭搭板沉降問題。

公路橋梁受車輛長期碾壓，縱向受力不斷增加，車輛直接接觸位置會集中大量應(yīng)力，達到應(yīng)力峰值時，會引發(fā)沉降問題。因此，橋頭搭板是發(fā)生沉降的常見部位，主要發(fā)生在搭板末端，公路橋梁工程建設(shè)應(yīng)重點關(guān)注這一部位的施工質(zhì)量，以減少橋頭搭板沉降問題[1]。

1.2 路堤變形

公路橋梁施工過程中會遇到各種各樣的地質(zhì)條件，其中，黏土是不良地質(zhì)條件之一。黏土具有黏性強、密實度不足的特點，是公路橋梁工程建設(shè)過程中需要重點處理的問題。如果施工過程中沒有科學(xué)處理黏土，公路橋梁投入使用后，容易受外界載荷影響，引發(fā)路基路面不均勻沉降問題。

此外，其他方面因素也會影響路基路面施工質(zhì)量，使其穩(wěn)定性受損。公路橋梁工程施工需要使用大量的混凝土，其中臺背施工要有一定的柔性，若柔性不足而黏土回填臺背柔性又太強，臺背與黏土之間的柔性差異會引發(fā)沉降問題。

1.3 臺背地基變形

公路橋梁過渡段的溝壑位置土壤有一定的壓縮性，這與土壤的特性密切相關(guān)。一般土壤內(nèi)部存在縫隙，含水量高，穩(wěn)定性會受到影響，加上投入使用后車輛長期碾壓路面，極易引發(fā)沉降變形問題。若臺背地基變形處理不及時，會嚴重影響公路橋梁行車的安全性。公路橋梁過渡段高于一般路面，應(yīng)力作用更為明顯，進而在運營過程中出現(xiàn)沉降問題的概率較大[2]。

2 公路橋梁過渡段路基路面常見問題

2.1 路基沉降問題分析

公路橋梁過渡段需要保證路基和相鄰橋臺合理進行連接，并且做好相關(guān)處理工序，才能減少后續(xù)的差異性沉降問題。當(dāng)二者沉降值相差較大時，必然會出現(xiàn)路面沉陷，造成斷裂等病害，這是最為常見的問題之一。這一問題將會影響后續(xù)行車安全，引起橋頭跳車現(xiàn)象，從而埋下不小的安全隱患。

在過渡段一旦出現(xiàn)沉降差異，往往要分析整體橋臺的構(gòu)造物。如若構(gòu)造物施工后沉降量較少，而路基原有的填料發(fā)生變化較大，那么就必然會導(dǎo)致沉降量增多，明顯高出橋臺的沉降量。路基沉降斷裂，是當(dāng)下過渡段最常見的問題類型，對其必須采用適當(dāng)措施，從根源處減少這一問題的滋生。

2.2 橋頭滲水問題

除路基沉降問題外，橋頭滲水問題也較為常見，對公路橋梁過渡段的影響是不容忽略的。因本身橋頭與路基之間存在連接縫隙，一旦出現(xiàn)降雨天氣就會造成雨水下滲問題，綜合作用下來，便會導(dǎo)致過渡段路基路面出現(xiàn)一些不良問題。

對此需要設(shè)計過程中加強勘察工作，分析本地氣候變化條件，并合理預(yù)設(shè)橋梁過渡段的排水設(shè)計方案，提高排水的科學(xué)性合理性，這樣才能避免后續(xù)出現(xiàn)滲水問題。而如若前期設(shè)計過程無法落實，就必然會導(dǎo)致雨水侵蝕路基填料逐漸下滲，影響穩(wěn)定性，強度也漸漸降低。久而久之，將會引起路基內(nèi)部細粒料流失，損壞過渡段土體結(jié)構(gòu)，影響過渡段路基路面的整體質(zhì)量[3]。

2.3 路面變形問題

路面變形平整度變差，均是常見的問題之一。變形問題一般來說是不可逆的，一旦出現(xiàn)過渡段路面變形必然是存在較大的道路病害問題。如常見的過渡段路面壓力過大或內(nèi)部存在液體狀態(tài)限度等，最終導(dǎo)致路面出現(xiàn)變形，甚至在長時間作用下導(dǎo)致路面崩裂。路基路面變形問題，一般與行駛重載車輛有一定關(guān)聯(lián)，使得整個道路內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力不均勻，最終導(dǎo)致不可逆的塑性變形。

除不可逆變形影響外，過渡段公路的平整度也容易引發(fā)該問題。平整度往往會受到施工建筑材料的影響，一旦材料質(zhì)量不達標，就會影響整體路面的耐受力，車流量增加會帶來道路損害，使得路面常常高低不平。當(dāng)然在施工過程中也有可能由于施工人員操作不規(guī)范，導(dǎo)致路面平整度問題。操作次序不當(dāng)或設(shè)計勘探出現(xiàn)偏差，均有可能對路面平整度造成影響。

3 高速公路道路橋梁過渡段路基路面常見施工技術(shù)

3.1 過渡段搭板施工技術(shù)

搭板施工技術(shù)是指在高速公路道路橋梁過渡段路基路面現(xiàn)澆鋼筋混凝土厚板，利用搭板的剛性支撐和抗彎強度增強過渡段的剛度，從而有效實現(xiàn)過渡段路基路面承載力的提高。一般情況下過渡段搭板施工包括平置式搭板和斜置式搭板，大致分為高中低3種類別。

平置式搭板縱坡與路面坡度基本一致，搭板近臺端擱置在臺帽背墻的牛腿或橋臺前墻頂面，遠臺端置于路基本體上，常應(yīng)用于剛性路面建設(shè)之中。斜置式搭板的坡度與路面縱向坡度相反，一般不大于5%。搭板一端置于橋臺，一端置于路基本體，普遍應(yīng)用于柔性路面的建設(shè)工程之中，有利于剛性橋面到柔性路堤的過渡。高置式搭板一般作用于路面面層。中置式搭板普遍適用于瀝青混凝土路面與橋頭搭接建設(shè)。低置式搭板在瀝青結(jié)構(gòu)路面使用較為廣泛，頂面末端位于路面底基層以下。

在過渡段搭板施工技術(shù)應(yīng)用過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)注意反向坡度、搭板長度厚度以及搭板橋臺之間的連接處理。施工人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合過渡段施工建設(shè)需要進行坡度高度的確定，促使搭板施工技術(shù)能夠充分符合過渡段路基路面施工需要。搭板長厚度選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮到建設(shè)工程的承載力需要，普遍以厚度8 cm的搭板為宜，注重脫空問題在搭板施工技術(shù)應(yīng)用中的呈現(xiàn)。搭板與橋臺之間的連接處理，需要注重連接技術(shù)以及連接角度的確定。大部分施工單位采取水平錨固技術(shù)進行連接，該技術(shù)手段充分契合搭板使用受力條件，可有效防止出現(xiàn)高荷載下的變形位移問題。否則連接處理應(yīng)當(dāng)保證水平狀態(tài)，連接角度偏移會導(dǎo)致搭板受力不均，從而對過渡段路基路面建設(shè)質(zhì)量造成影響。

3.2 過渡段加固灌漿技術(shù)

過渡段加固灌漿技術(shù)是針對路基路面沉降問題的施工處理，其能夠有效提高路基路面的可靠性和實用性，能夠提升過渡段整體抗彎強度和抗壓強度，減少跳車等建設(shè)問題。一般情況下，過渡段加固灌漿范圍在路基路面橫截面方位角30 m左右，分3段進行錨桿鋪設(shè)，間距控制在2 m左右，進行緩慢灌漿。

過渡段路基路面加固關(guān)鍵技術(shù)要點如下：①施工處理前，確定開口位置以及定位點標記，保障施工處理精準性。②定位孔距后，可以進行錨桿插入，注漿錨桿應(yīng)當(dāng)依據(jù)標記點依次插入護坡中。③在0.75：1～1.5：1的范圍進行混凝土水灰比控制。④對灌漿孔進行澆水清理，保障灌漿孔順暢通行。⑤灌漿過程應(yīng)當(dāng)從上到下依次進行，壓力小于1.0 MPa，注漿速度小于1 L/min。⑥當(dāng)出現(xiàn)跳動狀態(tài)時，施工人員應(yīng)當(dāng)立刻停止施工，并進行制動塞安裝。

3.3 過渡段路基填筑技術(shù)

路基填筑技術(shù)，高速公路道路橋梁過渡段路基路面建設(shè)中最為常用的技術(shù)手段，能夠有效實現(xiàn)過渡段路基路面高質(zhì)量建設(shè)，進一步提高橋臺后備可靠性和穩(wěn)定性，有利于整體建設(shè)工程質(zhì)量的優(yōu)化提高。在路基填筑技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)注重填筑材料的適配性，選取礫石、半剛性材料等進行填筑作業(yè)。要注重橋臺后背區(qū)域的路基壓制，選用小型壓實機對回填部分進行分層壓實，確保臺墻的安全性和穩(wěn)定性。

一般情況下，高速公路道路橋梁過渡段路基填筑技術(shù)，主要應(yīng)用水平分層填筑法、縱向分層填筑法以及豎向填筑法3種手段。水平分層填筑是建設(shè)工程中使用最為頻繁的施工方法，又稱為上向水平分層充填法。施工人員主要依據(jù)橫斷面全部寬度進行填筑處理，逐層向上進行施工填筑。縱向分層填筑法旨在結(jié)合施工路線縱坡方向，逐層向上進行填筑施工。縱向分層填筑法普遍適用于縱向坡度大于12%的工程，施工距離普遍較短，具有一定的施工局限性。豎向填筑法指施工人員從路基一端或兩端，按橫截面全部高度進行逐步填筑的方法，主要適用于無法自上而下進行填筑的陡坡段，容易出現(xiàn)填土過后的現(xiàn)象，難以有效進行填筑壓實[4]。

3.4 橋臺臺背的排水技術(shù)

在高速公路道路橋梁過渡段路基路面建設(shè)中，水害問題是施工人員應(yīng)當(dāng)密切重視和優(yōu)先處理的關(guān)鍵問題。通常建設(shè)工程的施工工期較長，容易遭遇強降水天氣或雨雪天氣。若施工作業(yè)區(qū)域排水不暢會造成積水現(xiàn)象，便會對建設(shè)工程結(jié)構(gòu)造成腐蝕影響。施工人員應(yīng)當(dāng)采取“防、排、堵、截”的施工原則，利用橋臺臺背的配水技術(shù)進行水分疏于，從而有效減少施工后的過渡段沉降。

橋臺臺背排水技術(shù)旨在通過排水處理實現(xiàn)積水排放，保障臺背干燥或中濕狀態(tài)，從而有效降低水分對施工質(zhì)量的侵擾。橋臺臺背排水技術(shù)應(yīng)當(dāng)注重排水平面圖的設(shè)計，結(jié)合施工區(qū)域的實際情況進行排水方案的確定，防止出現(xiàn)路面積澇和排水不暢的現(xiàn)象。在進行過渡段路基建設(shè)時，應(yīng)當(dāng)設(shè)置坡度為3%～4%的橫坡，促使路面形成上拱的狀態(tài)。在臺背后面應(yīng)當(dāng)進行隔水材料的鋪設(shè)，在豎向每3 m布置土工格柵和防排水板及向外傾斜的PVC-U排（泄）水管，將排水管的出口延伸到路基之外。應(yīng)當(dāng)注重排水性能的檢測，強調(diào)過渡段路基防水能力和抗腐蝕能力的提高。

3.5 過渡段軟土地基處理技術(shù)

高速公路道路橋梁過渡段建設(shè)工作中，科學(xué)恰當(dāng)?shù)能浲恋鼗幚砟軌蛴行ПＵ险w建設(shè)工程質(zhì)量和效果的提高。軟土地基是指強度較低、壓縮量較高、沉降量大的區(qū)域，容易對施工工程造成較大影響。科學(xué)有效進行軟土地基處理，能夠有效提高過渡段路基的穩(wěn)定性和承載能力。在高速公路道路橋梁過渡段建設(shè)中一般采取換填地基法、土工合成材料法以及注漿地基法3種施工方法。

換填地基法是軟土地基處理中的常用方法，旨在將地基土層進行科學(xué)置換，通過砂墊層、砂石混墊層等土層提高軟土地基的承載能力。該施工技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)當(dāng)注重墊層材料的把控，保障材料強度和材料類型能夠充分符合施工需求。應(yīng)對軟土地基進行整平，提高軟土地基本身的平整度，并盡可能排除軟土層的水分。對于墊層材料應(yīng)當(dāng)進行科學(xué)處理，先進行全方位攪拌攤鋪，再基于施工需求進行墊層間距和范圍的確定。

土工合成材料是一種人工合成的工程材料，將其添加到軟土地基之中能夠?qū)崿F(xiàn)軟土地基的過濾工作，能夠有效實現(xiàn)土層含水量的控制。在應(yīng)用過程中，施工人員需要實現(xiàn)挖除軟土層，在地基結(jié)構(gòu)中進行鋼筋墊層的鋪設(shè)，從而有效實現(xiàn)軟土地基結(jié)構(gòu)強度與荷載能力的優(yōu)化提高。

注漿地基是利用軟土地基與水泥漿料的融合實現(xiàn)地基結(jié)構(gòu)強度的提高。在應(yīng)用施工技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)注重水泥漿料配比、注漿壓力以及注漿角度的控制[5]。

3.6 過渡段路基超載預(yù)壓技術(shù)

超載預(yù)壓屬于堆載預(yù)壓法中的一種，指在加固地基上通過堆載達到預(yù)壓目的的排水固結(jié)方法。在高速公路道路橋梁過渡段路基路面建設(shè)中，應(yīng)用超載預(yù)壓技術(shù)能夠有效實現(xiàn)地基承載力的優(yōu)化提高，相較于其他施工技術(shù)手段而言其具有顯著的便攜性和節(jié)約性，無需耗費大量經(jīng)費就能實現(xiàn)施工建設(shè)目的。超載預(yù)壓技術(shù)常用堆載材料以土、磚料或者砂石料為主，其能夠有效減少由于次固結(jié)而產(chǎn)生的沉降現(xiàn)象。通常采用自卸汽車和推土機進行聯(lián)合作業(yè)。需要確保堆載面積的充分，加載頂面積應(yīng)當(dāng)大于過渡段底面積。注重加荷速率的控制，防止由于堆載過高造成的地基局部破壞。

4 結(jié)束語

隨著公共交通不斷完善，公路橋梁建設(shè)的整體規(guī)范性也必須加強，各類施工技術(shù)必須嚴格按照技術(shù)標準執(zhí)行。尤其在公路橋梁過渡段這一易發(fā)生病害問題的區(qū)域，更應(yīng)充分重視采取技術(shù)性措施，嚴格按照設(shè)計方案開展施工，以減少可能存在的隱患問題，降低路面沉降以及不可逆變形等問題發(fā)生概率，提高道路橋梁過渡段的穩(wěn)定性。

參考文獻

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[5] 彭杰.公路橋梁沉降段路基路面的標準化施工技術(shù)分析[J].品牌與標準化，2022（6）：123-125.