关于路桥过渡段路基路面施工技术的分析应用

精品文档-下载后可编辑关于路桥过渡段路基路面施工技术的分析应用摘要:在公路与桥梁过渡段上路面的合理结构形式、高质量的材料和先进的施工工艺等问题引起了工程界的关注,本文主要是在路桥过渡段路基路面施工技术进行研究,从而提出了施工质量控制措施。

关键词:施工技术改进措施质量控制

1路桥过渡段路基路面施工技术

1.1路桥过渡段路基路面施工常见病害分析

在桥涵、通道等构造物以及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,一般的台阶呈现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。公路等级越高所设置的结构物也越多,成许多高低不一的桥头台阶。因为桥头台阶导致汽车减速行驶,使得车辆不可能在高等级公路的全线(或某一区段)以设计速度运。根据观察和测试,汽车遇到桥头台阶,一般要提前150m～200m减速,驶过台阶以后还需要大约相同的距离加速以恢复正常行驶速度。

高速公路的线型标准的高度,桥头引道路的路堤,非常容易的产生沉陷与变形,出现桥台与引道错台、桥台路基下沉、路面裂缝、不平,甚至积水等病害。这些病害使快速行驶的车辆颠簸、振动、跳车,产生噪音。为解决这一问题,应从设计与施工两方面着手研究。

1.2设置搭板

搭板的设置方法可分三种: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8cm。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以及水平向这两种方法。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。对于是否设置枕梁,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。

有关研究表明,设置1.15m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5m。小桥涵搭板、中桥的搭板长为5m～8m,大桥搭板长度为8m～12m。

搭板下面地基的非均匀尤其是脱空,能够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20cm增到30cm,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,依据实际情况确定厚度,对钢筋混凝土搭板可取板厚为30cm左右。

1.3台后填筑

桥梁的两端路堤沉降是由地基、路基、路面等三个部分压缩变形组成。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。

车辆荷载的作用的影响深度一般2m左右,因而一般搭板下的加强层不超过2m。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,同时相应提高压实度要求。

1.4地基处理

一定要处理好桥背的软弱地基是控制桥头跳车的主要防范措施，对于那些软基处理目前国内已经有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、深层搅拌法和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法,可以依据实际情况应用,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经常采取桩基础。如果在相当厚的软土层修筑高路堤,则软土会因回填材料的质量而向侧向挤动并对基桩施加很大的力。其后果是使桥台产生水平位移或转动。这将损坏支座、伸缩缝,有时还会损坏桥面和桥台。

1.5台背排水

在路桥过渡段如果排水处理的不恰当,会使水沿桥台路基连接处下渗,降低路面结构层的稳定性,路基和地基的稳定性,加剧错台和跳车。因此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。

台背路基填筑的时候,应在原地基土拱上亦设置泄水管或盲沟。在基底上,必须先作必要的处理。然后填筑横坡为3%～4%的夯实粘土形成土拱,再在土拱上挖成双向坡的地沟(地沟尺寸一般宽为40cm～60cm,深为30cm～50cm)。在台背后全宽范围内满铺一层隔水材料(可用油毡或下垫尼龙薄膜上盖油毡)。在地沟内四周铺设有小孔的硬塑料管(塑管直径一般不小于10cm。其上小孔孔径为5mm,布成梅花形,间距控制在10cm以内)。塑料泄水管的出口应伸出路基外或桥头锥坡外。在硬塑料管四周填筑透水性好、粒径较大的砂石材料。再分层填筑台后透水性材料,直到路基顶面。

2存在的问题及改进措施

(1)桥头跳车形成的最关键原因是台背回填压实度、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,从而形成桥头跳车。

(2)桥梁是为刚性结构,它基本上是不会产生沉陷的现象,但是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,只能采取适当加长过渡路段长度予以缓解。

(3)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。

(4)伸缩缝施工不好也可能会产生桥头跳车现象,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