路橋過渡段沉降病害及跳車處治的措施

摘要：本文對路橋過渡段的差異沉降以及橋頭跳車進(jìn)行了分析，并提出一些處理措施。

關(guān)鍵詞：路橋過渡段 差異沉降 橋頭跳車 處治措施

0 引言

目前，道路在運行過程中，存在著不少問題，其中比較突出的是：路面在臺背回填處出現(xiàn)沉陷或斷裂，車輛通過臺背回填處跳車。這些問題影響道路使用性能和運輸效益的發(fā)揮。解決臺背回填處的跳車問題，已引起道路建設(shè)行業(yè)的重視，但并未獲得滿意的解決辦法。

1 過渡段沉降差異及跳車產(chǎn)生的原因分析

過渡段沉降差異及跳車主要成因是不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等。就路況而言，主要是柔性路面與剛性結(jié)構(gòu)物之間的連接處發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生錯臺所致。橋梁與路基、路面的組成材料、剛度、強度、脹縮性等存在差異，且橋頭連接處受力時易形成集中應(yīng)力。在車輛荷載、結(jié)構(gòu)自重、自然因素作用下，橋梁與道路同時發(fā)生沉降，但兩者的沉降量有很大差異，道路的沉降量遠(yuǎn)大于橋梁的沉降量，形成錯臺，導(dǎo)致行車時發(fā)生橋頭跳車。

1.1 設(shè)搭板時的沉降分析

1.1.1 橋頭過渡段沉降差產(chǎn)生的過程

第一階段是竣工后至橋面縱坡i2b等于搭板面縱坡i2a時這一過程，主要是橋面由于墩臺產(chǎn)生沉降凡造成縱坡變化（△1=i2a-il）控制，其值不能過大，否則將造成橋面破壞，伸縮縫擠壞及支座條件變差。第二階段是橋臺沉降趨于穩(wěn)定后至整個引道土體趨于穩(wěn)定。此時的主要特點是橋面縱坡i2b與搭板縱坡i3不相等，兩者之間稱為縱坡差△2，即△2=i3-i2b其大小對過渡段的行車舒適性影響很大。

1.1.2 沉降差異的表示

通過對沉降差異的形成過程的分析，我們可以將搭板遠(yuǎn)臺端部沉降趨于穩(wěn)定時的總工后沉降量Sa分成兩個部分，即：Sa=Sb+△S.式中，Sb一橋臺基礎(chǔ)的預(yù)期工后沉降量；△S一橋臺與搭板遠(yuǎn)離臺端下土體之間的差異沉降量。

1.2 未設(shè)橋頭搭板時的沉降分析

未設(shè)置橋頭搭板的水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面，由于橋臺和引道土體沉降差異在橋頭形成一個陡坎或臺階。從行車安全和舒適性來看，臺階對行車的影響比設(shè)置搭板時的影響要大。未設(shè)置橋頭搭板時，由于橋臺和引道土體沉降差異在橋頭形成一個陡坎或臺階。為了便于分析，也將工后引道土體沉降趨于穩(wěn)定時的總沉降量Sa分成兩個部分，即：Sa=Sb+△S。式中，Sb一橋臺基礎(chǔ)的預(yù)期工后沉降量；△S一橋臺與引道土體之間的差異沉降值；△S就是臺背產(chǎn)生的臺階高度，對行車舒適性的影響很大。

1.3 橋臺與路堤間的沉降差

橋臺基礎(chǔ)一般都作了加固處理，沉降量很小。建成后的橋臺沉降可視為零。而路堤填土因其固有的壓縮徐變性質(zhì)，即使經(jīng)充分壓實也難以避免因土基固結(jié)等因素造成的沉降，需待通車一段較長時間后才能趨于穩(wěn)定。在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實度逐漸增大，從而在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路堤填土沉降。

2 路橋過渡段沉降病害及跳車處治的措施

2.1 臺背地基處理

深層攪拌法是用于加固飽和粘性軟土地基的一種方法。目前應(yīng)用最多的為粉噴樁，一般借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機械設(shè)備，從不斷回轉(zhuǎn)的中心軸端向四周被攪松的土體噴出漿體或粉體固化劑（如水泥等），經(jīng)葉片攪拌并吸收周圍水分，在加固的深層軟土中進(jìn)行一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性和一定強度的優(yōu)質(zhì)復(fù)合地基，從而提高橋頭軟土地基的承載力，減少沉降量，縮短固結(jié)期，提高邊坡穩(wěn)定性。

采用石灰粉噴樁加固軟粘土，其原理與道路常用的石灰回固土基本相同。石灰與軟土主要發(fā)生以下作用：石灰的吸水、發(fā)熱、膨脹作用；離子交換作用；碳酸化作用（化學(xué)膠結(jié)作用）、火山灰反應(yīng)以及結(jié)晶作用。這些作用使土體中水分降低、土顆粒微聚而形成較大的團粒，同時土體化學(xué)反應(yīng)生成復(fù)合水化物在水中逐漸硬化而與土顆粒粘結(jié)一起，從而提高了地基的物理力學(xué)性質(zhì)。水泥攪拌樁加固軟粘土基原理是在加固過程中發(fā)生水泥的水解和水化反應(yīng)；水泥水化生成鈣離子與土粒的納離子交換使土粒形成較大團粒。這些反應(yīng)使土顆粒形成凝膠體和較大顆粒；顆粒間形成峰高狀結(jié)構(gòu)；生成穩(wěn)定的不容于水的結(jié)晶化合物，從而提高軟土強度。

2.2 橋頭路基設(shè)計

橋頭過渡段路基必須密實、穩(wěn)定而均質(zhì)。影響路基強度和穩(wěn)定的地面水和地下水，必須采取攔截或排出路基以外的措施。一般要求填土處于干燥或中濕狀態(tài)，過濕狀態(tài)或強度與穩(wěn)定性不符合要求的潮濕狀態(tài)的填土，必須經(jīng)過處理。

在臺背回填區(qū)范圍內(nèi)宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料。同時選用內(nèi)摩擦角較大的填料也有利于從臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實性能，使路基容易達(dá)到設(shè)計要求的密實度。同時考慮到減輕路堤自重，有效降低地基應(yīng)力，減少沉降并增大安全系數(shù)，可采用輕質(zhì)材料如粉煤灰等，可以大大降低路堤對地基的荷載，有利于減少地基沉降以及路基對橋臺的側(cè)壓力。

2.3 路面處理

路橋連接處設(shè)置橋頭搭板，可以使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡到剛性橋臺上。搭板的近臺端至于橋臺上，搭板與橋臺通過錨筋相連，并在搭板與橋臺接縫填入瀝青瑪蹄脂防治水分滲入。搭板的遠(yuǎn)臺端擱置在路基上，路基沉降后搭板會產(chǎn)生縱向滑移。為此，必須在臺頂與搭板之端間設(shè)置錨栓。搭板形式分為等厚、變厚度和臺階形三種。橋頭搭板長度設(shè)計應(yīng)根據(jù)路基的容許工后沉降值計算確定，常取3m-15m（當(dāng)超過8m時，宜設(shè)計成兩段式或三段式搭板）。由于在枕梁處發(fā)生局部下沉造成這一部位的跳車，搭板和路堤的銜接處也會有二次跳車產(chǎn)生，為避免二次跳車，可以在搭板尾端加設(shè)一段淺埋的變厚式坦板，其長度一般取3m-5m，對于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。

2.4 臺背填筑材料的選擇與施工

橋頭過渡段沉降差異及橋頭跳車產(chǎn)生的原因，主要是路基壓縮沉降和地基沉降引起的，臺背處填筑內(nèi)摩擦角較小的材料，加之壓實質(zhì)量影響，路的的壓縮沉降量一般較大，為保證臺背處路堤的穩(wěn)定，其填土應(yīng)選用內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，如碎石等就能較好地減少路基的壓縮沉降，另一方面也有利于臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排出路堤外。

臺背后填筑透水性材料，應(yīng)滿足一定的長度、寬度和高度要求，在通常情況下，臺背填料順路線方向長度頂部為距翼墻尾端不小于臺高加2m，底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣控制長度不小于2m，拱橋臺背填土長度不應(yīng)小于臺高的3-4倍。臺背與路基接壤處，為保證連接質(zhì)量，一般路基留一斜坡，斜坡度不大于1：1（也可用臺階形式連接）。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃良?xì)J.解決高等級公路橋頭跳車的理論與施工[J].橋梁建設(shè).1999.