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摘要：在我们路桥施工过程中有些常见问题长期以来未得到根本性的解决，比如桥面平整度差、早期损坏较普遍和桥台路基沉陷等问题。本文在分析路桥过渡段路基路面常见病害产生原因的基础上,对路桥过渡段施工质量控制措施进行了论述。
关键词：施工方法；实施；措施
一、施工
（一）路桥过渡段路基路面施工常见病害分析
在我们的施工过程中或多或少会遇到一些常见的问题，我们称之为“通病”！在桥涵、通道等构造物与两端路堤联接的路桥过渡段,路基、桥涵常因不均匀沉降而出现台阶,当此台阶达到一定数值,会使行车产生明显的颠簸跳动。由于车辆荷载的作用,一般的台阶呈中间低两边略高的形态。桥涵两端台阶的产生和形成,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度视公路等级、路面类型、台阶高度、车辆种类和行车速度而异。
（二）设置搭板三种方法的利于弊
任何一种施工方法都有利与弊的地方，扬长避短才能把我们的工作做得更好！搭板的设置方法有三种:方法一从理论上讲是完美的,在搭板长度L 范围内,在车辆荷载作用下,路面的弯沉逐渐变化,但这种方法给实际施工带来很大困难。方法二,它的特点是克服了方法一的施工困难,而且又有效地解决刚柔过渡的问题,其中图1 中的b 值应根据实际情况经计算而定,一般不应小于8 cm。第三种方法是采用预留反向坡度,即搭板与桥台连接处标高一致,而与路面连接端则高于设计标高,形成一个预留的反向坡,坡度大小根据路桥之间的沉降差而定,此法的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下,确定沉降差和预留反向坡度。搭板与桥台间的锚固有竖向和水平向两种方法。考虑到搭板自由端在车辆荷载作用下必然发生竖向位移,而水平向的锚固更符合这一受力状态,并有利于桥台受力,因而搭板与桥台间宜采用水平锚固。
在实际施工过程中我们应不应该设置枕梁呢？国内曾有人研究后认为枕梁布置在搭板尾端对于搭板受力没有影响。我们进一步研究后认为,枕梁设在搭板尾端对于控制板底弯拉应力是不利的,它可使板底最大弯拉应力增大约三分之一,如果板端枕梁附近一定范围内板下地基处理不当,将发生局部下沉,造成二次跳车。但是,枕梁可以将搭板传递下来的荷载分布到较大面积的地基上,还可以增加搭板的横向抗弯刚度,故加设枕梁确是有利的。有关资料表明,枕梁下的路基内设置碎石桩或水泥石屑桩,可以改善枕梁及其下部路基土承载能力,减少该处沉降。经实践检验,这种处理方法效果显著,而所需费用不大。因此,我们认为搭板可作成不设枕梁和设枕梁两类,若设枕梁,将其分为设置碎石桩或水泥石屑桩和不设两类,对这三种情况应在实践中进一步检验其优劣。
图1 搭板的设置
有关研究表明,设置115 m 宽路肩可以使搭板底部最大弯拉应力减少20 % ,因此,设置搭板时,应注意修筑好路肩,以改善搭板的受力状况。搭板的长度确定至关重要,其长度与路堤填高成正比,并与路基状况有关。依据实际沉降差的大小来确定搭板的总长,是成功防止桥头跳车的重要技术措施。一般地说,设置与否需论证确定,如设置,搭板长度可为5 m。小桥涵搭板、中桥的搭板长为5～8 m ,大桥搭板长度为8～12 m。搭板下面地基的非均匀特别是脱空,能显著地增大板底的弯拉应力,对搭板效用发挥极为不利。由搭板的受力分析可知,当地基从均匀到非均匀再到脱空,其相应的最大竖向位移各增大100 %左右。而增加搭板厚度能显著地增大搭板抵抗弯拉应力和变形的能力,研究表明,板厚从20 cm 增到30 cm ,板底最大弯拉应力减少30160 % ,相应的竖向位移也减少19185 %。因此按弹性地基板和脱空板分别计算板厚,根据实际情况确定厚度,对钢筋混凝土搭板可取板厚为30 cm 左右。
在高等级公路在大中桥头处均设置搭板以被广泛应用,但搭板一旦破坏,不仅严重影响车辆的正常通行,而且施工难度大、维修费用高。德国、意大利等国在桥头处不设置搭板。
如果不设置搭板,则应对台后填筑作周密设计和认真施工,对填料和压实应有更高要求,或采用专门的结构措施,如铺土工格网、填筑聚乙烯块等。具体做法在台后填筑和地基处理中加以论述。
（三）台后填筑
由地基、路基、路面三部分压缩变形组成属于桥梁路堤的沉降。其中,地基的压缩变形由路基路面的恒载和车辆荷载引起,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。对于面层,若搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同,则不会产生沉降差,因此搭板上和桥面上应采用相同的面层结构和厚度。
车辆荷载对路面的影响很大。但实践证明,由于填料自身固结和施工要求不严,若不对整个台背填方作加固处理,则不能彻底解决桥头跳车问题,国内一些成功解决桥头跳车的实例也证明需对整个台背填方作加固处理,如济青高速公路要求所有构造物台背回填透水性好的砂性土或石灰土,许漯高速公路要求原设计95 %区由素土改为石灰稳定土,压实度要求从地基开始均为95 %。因此,对整个台背填筑从地基开始应采取适当的加固措施,采用砂性土、砂砾、碎石土填筑,必要时用石灰或水泥进行稳定处理,也可采用半刚性材料填筑,以此减少路基工后沉降,同時相应提高压实度要求。
土工合成材料的使用可以有效地控制填土荷载作用下的变形和自然沉降,尤其是不均匀沉降。另外我们还可以,配合设置桥头搭板,对路基的压实必须进行有效的控制。在压实时,距路基顶面1 m 左右范围内最好用振动式压路机,或其它小型压实机械,每层填筑厚度视压路机械的振压作用深度定,按分层填筑、分层碾压、分层检测法施工。为了使压路机尽量靠近构造物,可将路基纵向填筑成10°～15°的斜坡,使与构造物(如翼墙) 成钝角,以便压路机碾轮尽量接近。此角度不宜过大,便于碾压机械作业稳定安全。该段坡长不小于5 m。
（四）地基处理
处理好桥背软弱地基也是关键之所在。对软基处理方法很多,可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
修建在软土地基上的桥台通常采用桩基础。有时我们也可以采用桩板法、轻质填料、连接箱式桥台、支撑连续板等措施可有效地减少路基的沉降。
（五）台背排水
水沿桥台路基连接处下渗,降低路面结构层的稳定性都有可能是由于排水不当引起的,故应根据台背填料类型、降雨资料及渗水量等选择适宜的排水方式,以疏干台后填料的水分。
（六）桥头换填施工技术控制
在以往的桥头回填施工中,因换填石灰土多处于素土包围之中,施工场地狭窄只能用小型机具进行处理,而且由于与素土接头处施工不便,往往出现问题,所以在公路施工中,应当把台背处的路基全部挖开,统一填筑石灰土,不再保留周围的素土。
（七）桥台混凝土搭板及其顶层施工技术控制
在混凝土搭板施工中,严格按规范规定要求立模,并保证混凝土表面坡度与平整度。因搭板靠近桥头处混凝土顶面距基层顶面距离较小、基层较薄,当压路机通过时,容易被压碎或形成薄饼。为了解决这个问题,规定凡搭板混凝土顶面距基层顶面不足10 cm 的,在铺筑下面层时一律将铺好的水泥碎石基层凿除,统一用下面层沥青混凝土填筑、找平, 从而保证了整个台背回填的整体强度。
二、存在的问题及改进措施
1．台背回填压实度、灰剂量达不到设计要求,整体强度差,在车辆荷载作用下产生沉陷都是造成桥头跳车的主要原因。
2．桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基要存在允许变形,因此刚性桥面与柔性路面的衔接必然产生沉陷变化,这个问题在施工中仍没有彻底解决的方法,只能采用适当加长过渡路段长度予以缓解。
3．由于施工场地狭窄不利于操作及人为的疏忽,过渡段与路基衔接处往往是桥头的薄弱环节,易发生裂缝和桥头沉陷现象,因此台背回填土最好能与相邻路基同体施工,若确实不具备同体施工条件的则必须逐层加宽至少10 cm 成倒台阶施工,严禁直上直下填筑台背填土。
4．在实际施工中,有可能因路面结构层和桥面结构层施工不同步,在标高控制上产生误差。
5．为增强桥面结构层强度,将原设计的沥青混凝土铺装变更为5 cm 粗粒式沥青混凝土加4 cm 中粒式沥青混凝土,并向桥头两侧各延伸10 m ,并同时在40 m 范围内用1 %的纵坡进行调整。为保证路桥结合顺畅,结构形成一致,对变更前已施工的沥青混凝土统一用铣刨机进行铣刨处理。
6．伸缩缝施工不好也可能产生桥头跳车现象,伸缩缝的常规作法为先在伸缩缝处填土或砂并压实,待整体沥青混凝土铺筑完成后,再挖出伸缩缝内填土,进行伸缩缝施工,则在沥青摊铺时可能因伸缩缝内填土不实或伸缩缝、桥面、路桥过渡段三者标高不连续(具体见图2) ,造成悬导梁和摊铺机跳动,摊铺厚度不均匀。
图2 伸缩缝结构形式示意图
三、结论
以上是本作者对对现代路桥过渡段施工技术的分析，仅供参考！
作者简介：周勇（1977- ），男，浙江奉化人，宁波市政工程建设集团股份有限公司道桥工程师；张涛（1973- ），男，吉林人，宁波市政工程建设集团股份有限公司道桥工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：施工方法；实施；措施
一、施工
（一）路桥过渡段路基路面施工常见病害分析
在我们的施工过程中或多或少会遇到一些常见的问题，我们称之为“通病”！在桥涵、通道等构造物与两端路堤联接的路桥过渡段,路基、桥涵常因不均匀沉降而出现台阶,当此台阶达到一定数值,会使行车产生明显的颠簸跳动。由于车辆荷载的作用,一般的台阶呈中间低两边略高的形态。桥涵两端台阶的产生和形成,使车辆的行驶速度受到不同程度的影响。车速的降低幅度视公路等级、路面类型、台阶高度、车辆种类和行车速度而异。
（二）设置搭板三种方法的利于弊
任何一种施工方法都有利与弊的地方，扬长避短才能把我们的工作做得更好！搭板的设置方法有三种:方法一从理论上讲是完美的,在搭板长度L 范围内,在车辆荷载作用下,路面的弯沉逐渐变化,但这种方法给实际施工带来很大困难。方法二,它的特点是克服了方法一的施工困难,而且又有效地解决刚柔过渡的问题,其中图1 中的b 值应根据实际情况经计算而定,一般不应小于8 cm。第三种方法是采用预留反向坡度,即搭板与桥台连接处标高一致,而与路面连接端则高于设计标高,形成一个预留的反向坡,坡度大小根据路桥之间的沉降差而定,此法的关键在于考虑路线纵断面平顺的前提下,确定沉降差和预留反向坡度。搭板与桥台间的锚固有竖向和水平向两种方法。考虑到搭板自由端在车辆荷载作用下必然发生竖向位移,而水平向的锚固更符合这一受力状态,并有利于桥台受力,因而搭板与桥台间宜采用水平锚固。
在实际施工过程中我们应不应该设置枕梁呢？国内曾有人研究后认为枕梁布置在搭板尾端对于搭板受力没有影响。我们进一步研究后认为,枕梁设在搭板尾端对于控制板底弯拉应力是不利的,它可使板底最大弯拉应力增大约三分之一,如果板端枕梁附近一定范围内板下地基处理不当,将发生局部下沉,造成二次跳车。但是,枕梁可以将搭板传递下来的荷载分布到较大面积的地基上,还可以增加搭板的横向抗弯刚度,故加设枕梁确是有利的。有关资料表明,枕梁下的路基内设置碎石桩或水泥石屑桩,可以改善枕梁及其下部路基土承载能力,减少该处沉降。经实践检验,这种处理方法效果显著,而所需费用不大。因此,我们认为搭板可作成不设枕梁和设枕梁两类,若设枕梁,将其分为设置碎石桩或水泥石屑桩和不设两类,对这三种情况应在实践中进一步检验其优劣。
图1 搭板的设置
有关研究表明,设置115 m 宽路肩可以使搭板底部最大弯拉应力减少20 % ,因此,设置搭板时,应注意修筑好路肩,以改善搭板的受力状况。搭板的长度确定至关重要,其长度与路堤填高成正比,并与路基状况有关。依据实际沉降差的大小来确定搭板的总长,是成功防止桥头跳车的重要技术措施。一般地说,设置与否需论证确定,如设置,搭板长度可为5 m。小桥涵搭板、中桥的搭板长为5～8 m ,大桥搭板长度为8～12 m。搭板下面地基的非均匀特别是脱空,能显著地增大板底的弯拉应力,对搭板效用发挥极为不利。由搭板的受力分析可知,当地基从均匀到非均匀再到脱空,其相应的最大竖向位移各增大100 %左右。而增加搭板厚度能显著地增大搭板抵抗弯拉应力和变形的能力,研究表明,板厚从20 cm 增到30 cm ,板底最大弯拉应力减少30160 % ,相应的竖向位移也减少19185 %。因此按弹性地基板和脱空板分别计算板厚,根据实际情况确定厚度,对钢筋混凝土搭板可取板厚为30 cm 左右。
在高等级公路在大中桥头处均设置搭板以被广泛应用,但搭板一旦破坏,不仅严重影响车辆的正常通行,而且施工难度大、维修费用高。德国、意大利等国在桥头处不设置搭板。
如果不设置搭板,则应对台后填筑作周密设计和认真施工,对填料和压实应有更高要求,或采用专门的结构措施,如铺土工格网、填筑聚乙烯块等。具体做法在台后填筑和地基处理中加以论述。
（三）台后填筑
由地基、路基、路面三部分压缩变形组成属于桥梁路堤的沉降。其中,地基的压缩变形由路基路面的恒载和车辆荷载引起,填料的压缩、固结、次固结引起路基路面结构层因行车作用而被压缩。对于面层,若搭板上和桥面上的面层结构和厚度相同,则不会产生沉降差,因此搭板上和桥面上应采用相同的面层结构和厚度。
车辆荷载对路面的影响很大。但实践证明,由于填料自身固结和施工要求不严,若不对整个台背填方作加固处理,则不能彻底解决桥头跳车问题,国内一些成功解决桥头跳车的实例也证明需对整个台背填方作加固处理,如济青高速公路要求所有构造物台背回填透水性好的砂性土或石灰土,许漯高速公路要求原设计95 %区由素土改为石灰稳定土,压实度要求从地基开始均为95 %。因此,对整个台背填筑从地基开始应采取适当的加固措施,采用砂性土、砂砾、碎石土填筑,必要时用石灰或水泥进行稳定处理,也可采用半刚性材料填筑,以此减少路基工后沉降,同時相应提高压实度要求。
土工合成材料的使用可以有效地控制填土荷载作用下的变形和自然沉降,尤其是不均匀沉降。另外我们还可以,配合设置桥头搭板,对路基的压实必须进行有效的控制。在压实时,距路基顶面1 m 左右范围内最好用振动式压路机,或其它小型压实机械,每层填筑厚度视压路机械的振压作用深度定,按分层填筑、分层碾压、分层检测法施工。为了使压路机尽量靠近构造物,可将路基纵向填筑成10°～15°的斜坡,使与构造物(如翼墙) 成钝角,以便压路机碾轮尽量接近。此角度不宜过大,便于碾压机械作业稳定安全。该段坡长不小于5 m。
（四）地基处理
处理好桥背软弱地基也是关键之所在。对软基处理方法很多,可以根据实际情况应用,以改善地基性能,提高承载力,减少沉降,缩小桥台与路堤的沉降差,避免错台。
修建在软土地基上的桥台通常采用桩基础。有时我们也可以采用桩板法、轻质填料、连接箱式桥台、支撑连续板等措施可有效地减少路基的沉降。
（五）台背排水
水沿桥台路基连接处下渗,降低路面结构层的稳定性都有可能是由于排水不当引起的,故应根据台背填料类型、降雨资料及渗水量等选择适宜的排水方式,以疏干台后填料的水分。
（六）桥头换填施工技术控制
在以往的桥头回填施工中,因换填石灰土多处于素土包围之中,施工场地狭窄只能用小型机具进行处理,而且由于与素土接头处施工不便,往往出现问题,所以在公路施工中,应当把台背处的路基全部挖开,统一填筑石灰土,不再保留周围的素土。
（七）桥台混凝土搭板及其顶层施工技术控制
在混凝土搭板施工中,严格按规范规定要求立模,并保证混凝土表面坡度与平整度。因搭板靠近桥头处混凝土顶面距基层顶面距离较小、基层较薄,当压路机通过时,容易被压碎或形成薄饼。为了解决这个问题,规定凡搭板混凝土顶面距基层顶面不足10 cm 的,在铺筑下面层时一律将铺好的水泥碎石基层凿除,统一用下面层沥青混凝土填筑、找平, 从而保证了整个台背回填的整体强度。
二、存在的问题及改进措施
1．台背回填压实度、灰剂量达不到设计要求,整体强度差,在车辆荷载作用下产生沉陷都是造成桥头跳车的主要原因。
2．桥梁为刚性结构,基本不产生沉陷,而路基要存在允许变形,因此刚性桥面与柔性路面的衔接必然产生沉陷变化,这个问题在施工中仍没有彻底解决的方法,只能采用适当加长过渡路段长度予以缓解。
3．由于施工场地狭窄不利于操作及人为的疏忽,过渡段与路基衔接处往往是桥头的薄弱环节,易发生裂缝和桥头沉陷现象,因此台背回填土最好能与相邻路基同体施工,若确实不具备同体施工条件的则必须逐层加宽至少10 cm 成倒台阶施工,严禁直上直下填筑台背填土。
4．在实际施工中,有可能因路面结构层和桥面结构层施工不同步,在标高控制上产生误差。
5．为增强桥面结构层强度,将原设计的沥青混凝土铺装变更为5 cm 粗粒式沥青混凝土加4 cm 中粒式沥青混凝土,并向桥头两侧各延伸10 m ,并同时在40 m 范围内用1 %的纵坡进行调整。为保证路桥结合顺畅,结构形成一致,对变更前已施工的沥青混凝土统一用铣刨机进行铣刨处理。
6．伸缩缝施工不好也可能产生桥头跳车现象,伸缩缝的常规作法为先在伸缩缝处填土或砂并压实,待整体沥青混凝土铺筑完成后,再挖出伸缩缝内填土,进行伸缩缝施工,则在沥青摊铺时可能因伸缩缝内填土不实或伸缩缝、桥面、路桥过渡段三者标高不连续(具体见图2) ,造成悬导梁和摊铺机跳动,摊铺厚度不均匀。
图2 伸缩缝结构形式示意图
三、结论
以上是本作者对对现代路桥过渡段施工技术的分析，仅供参考！
作者简介：周勇（1977- ），男，浙江奉化人，宁波市政工程建设集团股份有限公司道桥工程师；张涛（1973- ），男，吉林人，宁波市政工程建设集团股份有限公司道桥工程师。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。