路桥过渡段,常见施工技术大解析!

 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,因此形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)以设计速度运行。根据观察和测试,汽车遇到桥头台阶,一般要提前150~200m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。

高速公路线形标准高,桥头引道路堤高,极易产生沉陷和变形,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。

设置搭板

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。方法三,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,确定沉降羞和预留反向坡度。

搭板与桥台间的锚固有竖向和水平向两种方法。考虑到搭扳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。

不设置搭板

目前,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。

台后填筑

桥梁两端路堤沉降由地基、路基、路面三部分压缩变形组成。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,因此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。

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。

土工合成材料加固台背路基可以有效地控制填土荷载作用F的变形和自然沉降,尤其是不均匀沉降。这是由于土工合成材料可以增强土体本身颗粒间以及土颗粒与土工合成材料接触面问的磨擦咬合作用,使土体部分应力得到扩散和转移,从而使土体的垂直应力和水平拉应力明显降低,士体剪应力明显提高,土体承载能力和抗变形能力、抗裂能力因此而得到明显的提高。但地基为软基时,应先预以加固处理。

台背回填的压实质量是影响台背路基沉降与跳车的一个重要因素,台背回填因位于台背这个特殊位置成为碾压的一个薄弱部位,压路机难以碾压,且机械振动力太大时,对台墙有影响。因此,台背回填处的压实宜选用小型压实机具,分层压实厚度宜薄,一般应在10~15era范围内。在材料选择上,应选用易于压实的材料。实践证明,在达到同~雎实标准的条件下,台背回填处粘性土的压实功要比砂砾料或二灰碎石的压实功多一倍以上。要台背回填粘性土压实度达到95%以上,使用小型压实机具是相当困难的。

在路桥过渡段,若单纯依靠桥头搭板,由于路基压实度没有得到保证,路基下沉,将造成搭板下地基的非均匀甚至脱空,而这对搭板的受力是极为不利的,因此,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lm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而定,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1O~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5m。

地基处理

处理好桥背软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软基处理目前国内已有换土法、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。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。

为了避免不正常的位移的出现,必须减轻回填材料,或者增强地基土或用基桩,达到抵抗侧向流动的强度。

此外在桥头采用桩板法、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。

台背排水

在路桥过渡段如果排水处理不当,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。

台背路基填筑前,在原地基土拱上亦设置泄水管或盲沟。在基底上,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40~60cm,深为30~50em)。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5ram,布成梅花形,间距控制在1Ocm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。

横向盲沟的设置与上相同,取消泄水管,以渗透系数较大的透水性材料填筑地沟(加大粒径碎石)。用土工布包裹盲沟出口处,并对其作必要的处理。有时视需要可在台后填方中设排水垫层。

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