随着经济的发展，高速公路被国家视为基础建设优先发展。高速公路迅速发展，等级逐步提高，桥梁涵洞所占比例越来越大，高速公路平均每公里达到3座。而且我国由于国情所限，城市和乡镇较多，过多设置通道，增加了桥梁数量，同时抬高了路堤高度，使路桥过渡段差异沉降成为了一个普遍而突出的问题。路桥过渡段差异沉降是路、桥作为相连不同类型的结构在自然环境中自重荷载和汽车动力荷载作用下产生的沉降差异，导致发生桥头跳车等不利行车安全和舒适的现象。桥头跳车是当台背填土以及地基沉降累积达到一定程度时，桥台和路堤交界处产生明显的台阶，车辆行驶经过台阶时，司乘人员感觉到明显的起落跳动和不适的现象。所以控制路桥过渡段差异沉降对根治桥头跳车问题以及对公路工程的建设显得十分重要。 本题即是通过对路桥过渡段产生差异沉降的原因进行探讨，即是路基和桥梁两种结构物刚柔突变而产生了差异沉降，根据这个原因，采用刚柔过渡的思想，探讨解决路桥过渡段差异沉降的方法。最后结合工程实例——首都机场北线高速公路D匝道桥路桥过渡段采用碎石桩复合地基有效控制了差异沉降，分析了碎石桩控制路桥过渡段差异沉降的机理。具体研究工作如下： 第一章分析了国内外对路桥过渡段差异沉降的研究，主要是对容许差异沉降量的研究，包括引道容许工后沉降、搭板容许纵坡变化值、桥台与搭板之间的容许坡差和桥面与引道路面之间的容许台阶高度，现在一般认为路桥过渡段容许工后沉降为10～30cm。另外就是路基填料、柔性桥台和路基处理等方面的研究。路基填料主要是泡沫聚苯乙烯EPS(EXpanded Polystyrence)以及粉煤灰轻质填料。路基处理是现阶段控制路桥过渡段差异沉降最主要的方法。 第二章分析路桥过渡段差异沉降的危害，并分析了路桥过渡段差异沉降的成因，同时叙述了现阶段处理路桥过渡段差异沉降的方法。差异沉降的危害主要就是影响行车速度、影响行车安全、增加车辆运营费用、增加公路养护费用以及减少公路使用寿命。路桥过渡段产生差异沉降的根本原因就是路基和桥梁为两种刚度完全不相同的结构物，桥梁为刚性基础，路基基础为弹塑性基础，两种结构物刚柔突变而产生了差异沉降。本文介绍了地基处理(强夯法、料粒桩加固法等)、土工合成材料加筋、桥头搭板、和轻质填料这几种现阶段控制路桥过渡段差异沉降的方法，并分别给出了评价。 第三章根据路桥过渡段产生差异沉降的根本原因提出了解决差异沉降的根本思想——刚柔过渡，并通过介绍碎石桩复合地基，对碎石桩实现路桥过渡段刚柔过渡进行了理论分析。刚柔过渡就是使路桥过渡段的刚度处于路基和桥梁这两者刚度之间，而压缩模量作为刚柔过渡中刚度的表征指标，即是使路桥过渡段的压缩模量处于路基和桥梁的之间，同时塑性变形也处于这两者之间。根据这个思想，控制路桥过渡段差异沉降的根本途径在于提高桥头地基、回填材料的刚度，使之在各种自然作用和荷载作用下，变形的大小满足由桥台向柔性路堤过渡的要求。经碎石桩加固的地基强度高、刚度受含水量变化的影响小，是实现路桥过渡段刚柔过渡较为理想的材料。并提出了碎石桩实现路桥过渡段刚柔过渡的理论要求，同时根据这个要求对碎石桩进行理论设计。 第四章介绍了首都北线机场高速公路中的D匝道桥利用碎石桩复合地基加现浇桥头搭板控制路桥过渡段差异沉降的工程实例，并通过静荷载试验，利用公式E<,s>=mE<,ps>+(1-m)E<,cs>得出复合地基压缩模量为203MPa，处于路基和桥梁两者压缩模量之间(路堤填土的压缩模量大约为 50MPa，而桥台弹性模量一般为 30000MPa)；同时根据沉降观测数据，路堤工后沉降值为200～250mm，有效控制了路桥过渡段差异沉降。 从上可以看出，根据刚柔过渡的思想，采用碎石桩处理路桥过渡段，使路桥过渡段下形成复合地基，复合地基的压缩模量介于路堤填土和桥台压缩模量两者之间，有效控制了路桥过渡段区差异沉降，预防了路桥过渡段区桥头跳车现象的发生，保证了行车安全和舒适。