公路桥梁沉降段路面施工技术的应用
2016-07-05
从已投入使用的高速公路看，桥梁台后普遍存在着搭板断裂并不均匀沉降，出现桥头跳车现象，直接影响行车的安全、速度、舒适度以及人们对高速公路的总体评价。而且桥头跳车对桥梁本身也有很大的损坏，加速出现伸缩缝、恶化接缝路面破损的程度、损坏桥台台背等。
1沉降机理
1.1台背地基发生变形的基本机理
桥涵结构地基变形多发在沟壑地段，这一地段地基具有较大的土壤孔隙比、较低的地基强度、较高的含水量、较大的压缩性，使得填筑的路基非常容易出现大幅度变形。相比一般路段，桥头段的路堤通常填筑高度会高出5～10 cm，对于基底来说，这部分高出的路基就会产生一定的附加应力，进而引发地基沉降。如果填土容重没有不同，伴随着增加的填土高度，出现地基沉降变形的可能性也就越大。
1.2路堤发生变形的基本机理
在公路施工中，普通黏性土是常用的台背回填材质，但由于施工现场地形、施工具体条件的不同，压实台背土方难度也非常大，如果土体压实度和密实度不够，土方的含水量也达不到最佳状况，就会为沉降变形埋下隐患。这样修建的公路投入使用，由于车辆垂直荷载及路堤自重这两个层面的因素，路基密实性会慢慢的提升，即在一定的时期内，会出现路堤填土现象。土体的弹塑性，加之台背填土较高和较强的柔性，比较土体与混凝土浇筑的桥台，两者刚性差异很大，在车辆荷载的重压之下，两种不同材质构成的桥台就会产生不同的塑性累积变形。
1.3桥头搭板设置导致沉降
在路基上，桥头搭板会出现弹性支撑，支撑的着落点在牛腿上，路基部分土体，因为其靠近桥台处，其承受的应力就会比较小，从而产生不均匀受力。在纵向层面，伴随着汽车荷载的不断运动，会出现两个峰值的路基应力，一个峰值在汽车荷载作用的位置，另一个在搭板支承的路基端。伴随着汽车的不断移动，在汽车来到搭板末端时，搭板末端处的路基承受的纵向应力就会最大，对应的塑性变形程度也是最大的，在搭板末端，就会发生过量沉降现象[2]。另外，由于不能精确计算路基沉降量，在发生较大的路基沉降变形的情况下，板后路基与搭板间出现的纵向坡度差就非常的大。
2施工技术
2.1设置搭板
2.1.1设置搭板的方法
①由于车辆负荷，路面厚度和刚度会慢慢发生变化，为施工作业增加许多困难，搭板的设置可以让其与路基面顶面之间保持平行状态，从而使桥面层底标高与搭板顶面标高相同。②使搭板顶面与正常路段路基顶面标高保持一致，这样，路基和桥梁间的过渡问题可以得到有效解决。还可以让搭板和桥台连接处保持一致标高，比较搭板与路面连接端的标高，在具体工程施工中，应比原设计的标高高，这样就会出现预留反向坡，依据道路桥梁之间的沉降差确定坡度的大小，但需保证路线纵断面处于平顺状态，从而确定路基沉降差，反向坡度得到预留。
2.1.2连接桥台与搭板
①锚栓：近台端（搭板的）放置在桥台上面，在搭板和台背间布设，通常设水平拉杆和竖直锚栓，以防搭板沿纵向滑移导致桥头处凹陷。一般使用的材质为22号钢筋，钢筋之间保持75～80 cm间距。锚栓竖直的情况下，有时候会破坏搭板或者牛腿；如果能够保持限制位移与水平拉杆方向上的一致性，就会取得较好的效果。②支座：铺设1～2 cm厚的油毡垫层在搭板近台端下方。支座若选取板式橡胶，间距要控制在80 cm左右，规格多为150 mm×150 mm×（21～38）mm。③倒角：为了不出现因为搭板转动损伤道路及路面结构的现象，可以将牛腿上边缘和近台端上缘制作成倒角。④填缝材料：填缝位于搭板与桥台连接处，在接缝间填入填缝材料，可避免雨水渗入。常见的填缝材料有沥青麻絮、油浸甘蔗板和玻璃纤维类的物质等[3]。先将填缝材料填充进去，而后将较稀的沥青灌入。
2.1.3搭板及其顶层的具体施工技术
在设置混凝土搭板过程中，施工标准不但要符合行业要求，也要符合国标。这样混凝土的平整度和表面坡度才能够得到保障。在通过压路机的时候，较薄（即搭板离基层顶面的距离小）的基层就比较容易被压路机压碎，或者比较容易形成薄层。因此需要基层顶面与搭板混凝土顶面之间保持不到10 cm的距离，在底面层铺沥青混凝土时，要凿去已经铺好的水泥碎石基层，这样可以有效保证台背回填强度。
2.2处理地基
为有效控制桥头跳车，需处理好桥背软弱地基问题。在具体施工中，应该按照实际情况的不同，予以不同的选择，这样能够提高原有承载力，改善地基原有性能，将路堤与桥台之间的沉降差缩小，尽可能减少沉降变形，并且能够最大程度上避免错台现象。在厚度较大的软土层地基修筑高路堤时，由于填充材料的填入，软土地基会出现侧向挤动的现象，进而对基桩的压力就会变大，造成桥台转动或者在水平面上出现位移。这些现象对支座和伸缩缝都会产生很大的损坏，严重时可能损坏桥台和桥面。为了避免出现非正常位移现象，回填材料一定要减轻，地基刚性一定要增强，还可以借助于基桩对地基侧向流动予以抵制。在沟壑地段，土壤孔隙较大，含水量较高，这样就可以与黏性土层之间换土，因为黏性土层强度较大，富含有机物。换土深度依软层厚度而定，如果是一般性的黏土，可以挖开后进行翻晒。比如在填土高度低于4 m的情况下，0.6 m就是适宜的开挖深度；如果填土高度非常大，可以开挖1 m以上的深度。开挖翻晒黏土达到一定程度，可以回填并密实，留0.6 m于回填土上层，使用石灰土进行密实回填。如果是雨季，黏土就不可能被晒干，可以全部使用石灰土回填，位于路基下的那层石灰土就成为了一渐变带，这样可以避免沉降变形。
2.3填筑台后桥梁引道发生的路堤沉降主要有地基沉降和发生在路面与路基本体上的压缩变形。一般来讲，位于路面上的压缩变形，不会有太大的影响，可以不予考虑。路堤沉降从时间角度可以划为次同结、同结和瞬时沉降。对于桥头跳车产生较大影响的沉降方式为次同结和同结，对路堤沉降产生较大影响的因素有填筑材料的质量和填充材料本身，如果是轻型材料，可有效减轻地基沉降，压缩变形也减小，材料被压实后，压缩模量得到提高，反复荷载产生的累积变形也可以得到一定程度的缓解。总之，施工中要注意台背材料的选择与填筑方法。
2.4做好排水施工
在气候湿热多雨，年降雨量大的地区，排水工程做不好，在地表水和地下水的长期侵蚀下，容易导致路基坍塌和翻浆，沥青路面松散，剥落和龟裂，水泥混凝土路面断裂等公路病害。因此，在这些地区进行台背路堤的施工时，应严格按进行照《公路排水设计规范》（JTJ018-970）的技术标准施工，应重视填土的排水，避免水对填土的浸泡和冲刷。其具体的方法是：设置充足的横向排水管和盲沟。若施工点的水位较高，不便直接填筑台背路堤时，可采用碎石设计成盲沟。这样可使施工填土不至于浸泡，而且满足填筑压实度的要求，能取得良
3结语
道路由路面、路堤和路基共同组成，道路桥梁过渡段的路面和路基沉降是当前最为常见的路桥建设病害之一，并且对交通安全等各个方面危害较大，因此在道路建设中要积极采取合理有效的对策进行综合防治，以便从根本上防止道路桥梁过渡段的路基产生过度沉降，从而能在一定程度上预防交通事故的发生。
