公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)的運(yùn)用

文／張建偉 煙臺公路繼續(xù)教育中心 山東煙臺 264000

引言：

在城市化進(jìn)程的加快下，路面上的機(jī)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(shè)已經(jīng)無法滿足城市現(xiàn)有交通量的通行需要。為了能夠解決公路工程建設(shè)和城市發(fā)展不匹配的問題，需要相關(guān)人員立足實(shí)際情況，就現(xiàn)有的公路實(shí)施擴(kuò)建改造。路橋拓寬技術(shù)是公路市政化改造的重要技術(shù)形式，在該技術(shù)的支持下能夠保證人們的出行質(zhì)量，并促進(jìn)我國公路工程的長遠(yuǎn)化發(fā)展。為此，文章結(jié)合公路市政化改造路橋施工實(shí)際情況，就公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行探究。

1、公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容和應(yīng)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(kuò)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(jié)構(gòu)技術(shù)上重新建設(shè)道路。擴(kuò)建的公路市政化改造橋梁工程是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓寬。不管是怎樣的建設(shè)方式則是需要施工單位能夠提前做出拓寬設(shè)計方案，在設(shè)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(jié)合市政公路路橋路面的實(shí)際情況來做出施工技術(shù)的選擇和施工現(xiàn)場操作管理。同時，在施工之前還需要對公路沉降量進(jìn)行控制。當(dāng)前，有很多的公路使用年限超標(biāo)，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(huán)境對公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)應(yīng)用的不利影響。

在道路橋梁工程的深入發(fā)展下，我國公路交通水平也有所提升，城市道路交通的建設(shè)發(fā)展使得人們的出行方式日益豐富，車輛在公路上的行駛穩(wěn)定性、安全性也由此得到了保障。在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)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(yùn)行需求也得到提升。然而從當(dāng)前發(fā)展實(shí)際情況來看，現(xiàn)有的公路發(fā)展水平和不斷增長的車輛數(shù)量沒有匹配，為了能夠更好的協(xié)調(diào)日益增長的車輛和城市道路建設(shè)的關(guān)系，需要相關(guān)人員積極思考如何拓寬公路道路。將路橋拓展技術(shù)引入到公路市政化工程中能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁┲匾谋憷С?，方便人們的日常出行。在路橋拓寬技術(shù)的支持下，不僅能夠增加慢行車道，而且在鋪設(shè)的期間還會增加其他公共基礎(chǔ)設(shè)施、路燈、綠化等建設(shè)，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(diǎn)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(jīng)過全面的調(diào)查研究之后來更為詳細(xì)的了解之前所使用的混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基本使用情況，在舊水泥混凝土路面的基礎(chǔ)上采取必要的措施來增強(qiáng)其承載力，實(shí)現(xiàn)對路面的優(yōu)化處理。在處理路面的時候可以根據(jù)路面施工潛在的問題采取對應(yīng)的解決措施，如果是路面板塊遭受了嚴(yán)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(yán)重的板塊可以采取恰當(dāng)?shù)拇胧ζ溥M(jìn)行修補(bǔ)處理，通過修補(bǔ)來改善板塊的性能。

2.2 路橋拼接的注意內(nèi)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(shí)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(jié)構(gòu)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(chǔ)是路橋拼接施工的前提，通過穩(wěn)固橋梁能夠提高橋梁的拼接施工質(zhì)量。

在路橋拼接操作中，對于一些使用年限較長的橋梁，在實(shí)施拓寬建設(shè)之前要密切關(guān)注橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在拼接的時候要盡可能的保持橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3 路面反射裂縫防治技術(shù)

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(shè)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(fā)生位移，位移出現(xiàn)后會使得加鋪瀝青層也出現(xiàn)反射裂縫。為了能夠有效規(guī)避反射裂縫，需要施工人員采取必要的技術(shù)來緩解反射裂縫。從實(shí)際操作上來看，土工織物夾層就是防范反射裂縫的重要關(guān)鍵。

3、公路市政化改造路橋拓寬方案的數(shù)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(shù)值實(shí)施模擬分析，在ANSYS軟件的支持下打造出了對應(yīng)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(wǎng)絡(luò)和設(shè)定好荷載數(shù)值之后來對一系列仿真數(shù)據(jù)信息進(jìn)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(jié)合以下參數(shù)來打造出有限元分析模型，將路橋設(shè)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(xiàn)相對脫離和滑落移動。

文章以某公路市政路橋拓寬工程項(xiàng)目實(shí)施為例進(jìn)行分析，項(xiàng)目區(qū)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(shè)施設(shè)備比較穩(wěn)定，滿足三級公路建設(shè)技術(shù)要求，路橋?qū)挾仍?.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(shù)進(jìn)行調(diào)研，經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)各個技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計時速為60km的二級公路標(biāo)準(zhǔn)。

模型區(qū)域范圍內(nèi)各個材料的計算參數(shù)如表1所示，在分析參數(shù)的基礎(chǔ)上打造出長寬為7mx2m的路橋模型。

表1 模型區(qū)域范圍內(nèi)各個材料的計算參數(shù)

3.2 模型的加載

在獲得網(wǎng)絡(luò)模型之后還需要因地制宜的進(jìn)行載荷的設(shè)置，從實(shí)際操作上來看，對道路變形產(chǎn)生影響的荷載包含路橋自身重量、路面結(jié)構(gòu)重量、行車荷載。在原本路橋力量的影響下道路已經(jīng)產(chǎn)生變形，因而，在分析路面拓寬工程項(xiàng)目設(shè)計的時候只需要考慮其外部荷載對路面引發(fā)的變形即可。新增加的改造路橋拓寬結(jié)構(gòu)參數(shù)表2所示。根據(jù)表2數(shù)據(jù)信息計算出來的單位長度路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)參數(shù)

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(nèi)的沉降變化作為案例進(jìn)行分析，經(jīng)過實(shí)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(jù)圖1、圖2的信息我們發(fā)現(xiàn)，位移數(shù)值會呈現(xiàn)出從中間到兩邊不斷增大的狀態(tài)，位移的最大、最小數(shù)值差值構(gòu)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(tuán)建中對模型加載情況開展模擬仿真分析，根據(jù)繪制出來的地基內(nèi)位移云圖信息我們可以發(fā)現(xiàn)，水平位移會朝著內(nèi)側(cè)路基中線的方向發(fā)展，最深位置能夠達(dá)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(qū)域會向地基中線的方向移動，在路基坡腳外側(cè)深度在21m位置上的時候是正向最大水平位移位置，數(shù)據(jù)信息為18.62mm。地基內(nèi)出現(xiàn)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(chǎn)生的影響

第一，加寬方式的影響。對路橋模型開展單側(cè)加寬或者雙側(cè)加快模擬試驗(yàn)分析，通過分析獲得路橋頂面豎向位移曲線和地基內(nèi)部位移云圖。通過對圖紙的分析總結(jié)出模型在雙側(cè)加寬下的沉降要比單側(cè)加寬更加具備優(yōu)勢，但是在具體實(shí)施操作中兩邊加寬存在施工規(guī)模大，對周圍民眾干擾嚴(yán)重、施工技術(shù)難度大的問題，在具體實(shí)施操作的時候需要相關(guān)人員能夠結(jié)合施工情況進(jìn)行綜合權(quán)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(qū)間范圍內(nèi)。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(shù)。文章通過模擬1m到4m變化路橋?qū)δＰ偷挠绊懙贸雎窐虮砻娉两惦S著填筑高度變化的曲線，通過對曲線的分析發(fā)現(xiàn)，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(dá)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(xiàn)上臺的現(xiàn)象。

4、公路市政化改造路橋拓寬施工技術(shù)的應(yīng)用

4.1 橋梁拼接技術(shù)

公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)中橋梁拼接技術(shù)在使用的時候要密切關(guān)注以下幾個方面的內(nèi)容：第一，在正式施工之前對原本橋梁實(shí)施必要的勘察，了解橋梁的通行情況、孔隙數(shù)量、孔徑大小、結(jié)構(gòu)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(shè)的資料信息，并將收集上來的測量數(shù)據(jù)和資料中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比對，由此實(shí)現(xiàn)對橋梁形狀的精準(zhǔn)定位，綜合比對數(shù)據(jù)信之后實(shí)施橋梁改造。第二，對數(shù)據(jù)信息的調(diào)查和對比結(jié)果進(jìn)行分析，在提高原本橋梁承載力的基礎(chǔ)上盡可能的選擇應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的加固技術(shù)形式予以加固處理，常見的加固技術(shù)形式包含局部替換薄弱構(gòu)件、貼碳纖維等。第三，在進(jìn)行全面的調(diào)查研究之后選擇適合的拼接方式。比如針對改造區(qū)域范圍內(nèi)沉降差較小、地質(zhì)良好的現(xiàn)象可以使用上下連接的方式；對于新舊橋梁拼接位置的側(cè)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(shù)值和沉降內(nèi)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(shè)的橋梁開展堆截預(yù)壓分析。

4.2 道路拓寬技術(shù)

在公路市政化改造路橋工程中應(yīng)用的道路拓寬技術(shù)包含以下幾種：第一，借助道路拓寬技術(shù)，在正式施工之前充分掌握被改造道路的建設(shè)現(xiàn)狀以及病害程度，從而為整個工程的后續(xù)改造奠定良好基礎(chǔ)支持。第二，明確影響路橋道路拓寬的因素，具體牽扯到路網(wǎng)的管線布置、交通適應(yīng)性分析、環(huán)境情況、路網(wǎng)布置規(guī)劃、地質(zhì)條件等。第三，在開展市政化道路改造施工中需要根據(jù)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(zhì)量。

4.3 濕噴樁技術(shù)

濕噴樁技術(shù)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(jìn)行處理，在對軟土地基處理之后使用噴施樁技術(shù)形式來完成拼接區(qū)域內(nèi)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?qū)⒊两挡钭鳛橹匾刂颇繕?biāo)，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(shù)

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(fā)揮石灰材料的應(yīng)用優(yōu)勢能夠提升路橋路面的壓實(shí)度。從實(shí)際應(yīng)用操作上來看，公路拓寬施工對臺階的設(shè)定有著對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，即要求臺階的寬度不能夠低于1m，只有嚴(yán)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(shù)的管理

為了能夠更好的發(fā)揮出路橋拓寬施工技術(shù)在公路市政化改造工程中的應(yīng)用作用，在應(yīng)用技術(shù)的時候需要加快打造出一個良好的公路拓寬施工技術(shù)交流例會制度，通過召開施工例會、定期召開技術(shù)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(jìn)行分析，根據(jù)問題提出對應(yīng)的解決方案。

在路橋拓寬施工技術(shù)應(yīng)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(shù)拿到例會上進(jìn)行討論交流，供大家學(xué)習(xí)和借鑒參考。和一般性的施工技術(shù)一樣，公路拓寬技術(shù)也可以在彼此的技術(shù)交流中來積累更多的經(jīng)驗(yàn)，在這個過程中壯大公路市政化改造施工隊(duì)伍的綜合實(shí)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(shù)交流會制度可以不制定對應(yīng)的獎懲制度， 但是在具體發(fā)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(shù)來進(jìn)行技術(shù)交流，對在交流工作中表現(xiàn)積極的員工要予以相應(yīng)的獎勵，反之則是需要予以一定的懲處。

結(jié)語：

綜上所述，公路市政化改造路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造路橋施工中的應(yīng)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(shí)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(dāng)?shù)耐貙捈夹g(shù)形式能夠在保證工程施工質(zhì)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(xiàn)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(shù)對工程建設(shè)的影響。為了能夠更好的提升路橋拓寬技術(shù)在公路市政化改造路橋施工中的應(yīng)用作用，需要相關(guān)人員在施工設(shè)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(xiàn)的問題，相關(guān)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(huán)境的不利影響，提高整個工程施工的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。