[摘要]：公路路桥的不同基础或同一各点间的相对沉降量就被称为沉降差，公路路桥的框架结构和地基不均匀，有相邻荷载影响的高耸结构基础，变形由是沉降量控制的。本文旨是先探讨了公路路桥产生沉降差的基本原因，然后探讨了公路路桥沉降差的设计，最后提出了减少公路路桥沉降差的措施。
　　[关键词]：公路路桥沉降差 基本原因 设计 措施
　　中图分类号：R519.9 文献标识码：R 文章编号：1009-914X（2012）32- 0478-02
　　1、背景简介
　　在路桥过渡段由于桥台构筑物与台后路堤填土存在差异沉降而引起车辆出现颠簸、跳跃等桥头跳车现象，直接降低了公路的通行能力、行车舒适性和安全性能。其中桥头跳车现象会导致后期高昂的维修费用，而且产生不良的社会影响。如沪嘉高速公路在建成一年后即开始进行桥头引道沉降处理，六年共五次对大多数桥头进行处理，工程总费用982.6万元[1]。杭甫高速通车以来，花费在桥头路面治理的费用也十分惊人。而在美国大约25%的路桥过渡段受到“桥头跳车”的影响，每年为此花费的维修费用预计在1亿美元以上[2]。因此，桥头跳车病害己成为高速公路建设质量改善和提高的“拦路虎”，也是摆在各国工程技术人员面前的一大难题。桥头跳车的表现形式有两种，一是桥头不设搭板时桥台与路堤衔接处的错台现象；二是桥头设置搭板时由于搭板路基端沉降引起的路桥过渡段纵坡变化。对于第一种形式，冯忠居等[3]采用典型车辆在二级以上公路有桥头台阶路段实地行驶测试，结果表明，当车速在60～140km小时，台阶高度在1.scm以上时，车辆行驶速度将受到影响，同时产生颠簸，从而形成跳车。对于第二种桥头跳车形式，判定其严重与否的决定因素是搭板沉降前后的纵坡变化率。国内外多数根据现场行车调查确定搭板容许坡差[4]。Muolotn建议对于连续桥跨结构和简支跨分别取1/250和l/200；Stark和Wahls建议统取1/200。瑞典的标准是4‰，法国规定为3.8～6‰。虽然国内外对引起跳车的桥头纵坡变化率的认识有所差异，但一般可以认为，当桥头纵坡变化率大于3‰～6‰时，就会产生桥头跳车。
　　2、路桥过渡段不均匀沉降原因
　　2.1 软基处理方法的差异
　　在软土地基区段内，过渡段和桥台地基的处理方法的差异也是引起过渡段沉降差的重要原因。桥台处一般采用刚性的钻孔灌注桩，深度达数10m，可认为其基本上不产生变形。而路堤则采用常用的排水固结法、深层搅拌桩法、碎石桩法等，地基固结度很难达到100%，并且由于次固结沉降的存在，施工后沉降经历很长的时间才能稳定，其变形要比刚性桩大得多，从而会在桥台台背处出现纵坡突变点。
　　2.2 公路路桥的桥头引道过渡段的结构设计欠佳
　　在桥头引道的路基工程建设中，施工人员常常使用改善路基总体强度的方式来降低路桥间发生的的刚度变化和沉降差异。处理过渡段工程的措施有很多，例如：加筋土法、钢筋混凝土的过渡法和粗粒料的填筑法等。在公路工程的建设中，桥头引、道过渡段一般会使用搭板结构，搭板在桥、头处因连接不当而造成了桥头跳车等现象，桥头搭板质量方面存在一定隐患，断板现象较为普遍。
　　2.3 过渡段填料压缩变形
　　减小过渡段填料的塑性变形是解决过渡段沉降差的重要因素。在施工期间，伴随着压实设备的反复碾压，填料颗粒间的孔隙不可能完全消除。但在实际施工中，受到施工作业面、经验、机械、施工顺序和用料等工程管理方面因素的制约，这一项没有符合国家标准。线路通车后在列车载荷和填料自重的作用下，填料逐渐被压缩，孔隙率继续减少，故而还会发生塑性变形。不同性质的填料产生的沉降大小亦不相同。在相同的压实标准下，强度低、刚度小的填料较强度高、刚度大的填料产生的压缩变形大得多，因此，过渡段中应使用强度高、刚度大的优质填料，如级配良好的级配粗粒料或素混凝土等。
　　2.4 自然的损耗腐蚀
　　塑性累积变形过渡段经过一段时间的外力列车和载荷填料自重作用以及地基的不均匀沉降，可能会在桥台后的填土上产生伸缩裂缝。由于线路长期受到雨水的侵蚀作用，使填土的孔隙率发生改变，路堤填土出现病害，强度降低，产生过大沉降，或由于水的渗透流动带走填料中的细粒土，使过渡段出现沉降变形。
　　3、路桥过渡段的设计及处理方法
　　3.1公路路桥过渡段应具有的路基条件和地基条件
　　在填筑桥头引道路堤的过程中，一些建筑商为了提升地基承载力、防止地基沉降，试图用土工合成的材料来加筋路堤，然而结果却适得其反。根据实践经验得到，当地基本身有足够的承载力时，只有在车辆荷载和路堤填土自重荷载的共同作用下，产生较大沉降。但其本身还没有遭到破坏的情况下，土工合成材料的加筋，才能发挥明显的效果。所以，等级较高的公路路桥的过度段相应的地基条件是：控制路基工后沉降不超过10cm，沉降坡差不超过0.4%，且沉降差<5cm的标准。《公路路基设计规范》JTJ013-95中写明，对国内高等级公路的路桥过渡段的路基条件要求为：土基的CBR值不低于8%；压实标准满足：当在路面底面以下0～0.8m时，路基的压实度不低于95%；当在路面底面以下0.8m～ 1.5m时，路基的压实度要不低于93%；当在路面底面在1.5m以下时，路基的压实度要不低于90%。
　　3.2 桥台台背路堤施工采用土工格栅技术
　　軟土地基上修建过渡段，地基与桥台之间的沉降是诱发轨面不平顺的关键因素。应对其处理方法进行特别设计。以综合处理方案为宜，或采用水泥搅拌桩或多向水泥搅拌桩加土工合成材料和砂垫层并利用长短桩逐渐过渡，靠近桥台处的水泥搅拌桩或多向水泥搅拌桩最长，最好桩端支撑在硬层上； 采用排水固结法加土工合成材料，并辅以超载预压，采用加密区、密疏过渡区和一般区方式，由桥台向路基过渡。关于竖向排水通道，大通道塑料排水板的处理效果要比袋装砂井好一些。因为在施工中对砂的质量和灌砂率难以掌握，可能会出现缩颈或隔断继而影响排水效果。 　　土工合成材料宜采用抗拉强度高的土工隔栅或土工格室。根不同地质情况上部荷载大小成桩机械特点及荷载在地基中的传递规律，采用加芯水泥搅拌桩长短桩疏密桩变截面桩水泥搅拌桩加塑料排水带等不同桩基共同承担荷载，结合搅拌桩刚性桩长短桩多向水泥搅拌桩等加固技术几种工艺组合扬长避短，可实现搅拌桩与芯桩作业同步进行，施工简单，桩体受力更趋合理，桩身强度提高2～10倍，大大提高工作效率，可有较大的填土速率，可缩短工期，是过渡段软基处理解决轨面不平顺的最有效的途径之一。
　　在路桥过渡段的路基施工中，大都会使用土工格栅技术。土工格栅能够和土共同来承受土体自身的荷载和车辆荷载，土工格栅技术也充分的发挥了土体本身的抗剪强度，约束了土体的侧向形变，总体上可以控制路基填土发生侧向位移，使路基的变形模量增大，路基的整体稳定性增强，降低布局范围土中桥台台背的垂直应力，各部位的压力分散使得整体的承载能力升高，也就有效地减少了公路路桥的沉降。
　　3.3 选择适合的桥台结构，有效减少公路路桥过渡段工后沉降
　　桥梁设计时，选用桩接台帽式桥台结构可以有效提高路面稳定性。在型式多样的桥台结构中，桩接台帽式桥台结构的施工过程包括填筑路堤，钻孔桩基施工，耳背墙和台帽施工。整个施工过程来看，路堤填筑一般在桥台结构的施工前期进行，这也减少了中期和后期施工作业中对路堤和路面的限制。使用大型机械进行碾压，并将其压实均匀，一些方法存在的施工死角问题得到有效解决，也使压实度能够满足设计要求。此外，一定的沉降期设置，也为桥台结构施工过渡段中的路堤填土和软土地基做好了准备，一定程度上减少了过渡段路堤工后的沉降。
　　3.4 选择合适的公路路桥过渡段路堤填料
　　选择施工路段的填料要根据实施公路路桥过渡段路堤建筑情况，要有目的地进行，并且采用各种土壤作对比试验。其试验项目包括以下两点。
　　（1）筛分和击实试验；测定土壤的液限和塑限联合。
　　（2）在相同压实机具下，各种土壤达到同等压实度时的压实遍数与松铺厚度的关系。实验结果和数据用于比较各种土壤的技术指标，选出最合适的土壤来作为过渡段的路堤填料。就地取材为最经济实际的方法，而且取材方面不誤工。选用渗水性好的材料和干容重大的砂类土是填料的最佳选择方案，一种优质的材料要求为有优良的级配水稳定性以及压实特性。如果采用的是非渗水性的土壤，则需要在土壤中加入外掺剂，如水泥、石灰等。