路桥工程中过渡段的防沉降设计研究
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摘要：路桥施工中过渡段的沉降问题对路桥的施工质量有着十分重要的影响。本篇文章主要针对路桥过渡段的不均匀沉降原因，提出了防止路桥过渡段沉降的设计方法，以期为我国路桥工程建设的发展完善做出贡献。
中图分类号：S611文献标识码： A
引言
目前，在我国高速公路事业的良好发展过程中，路桥过渡段的不均匀沉降已经成为了一个亟待解决的问题，引起了业内众多人士的关注。路桥过渡段的沉降会降低车速，破坏道路的安全性和舒适度，增加运营成本;另外，由于路桥过渡段的不均匀沉降还会导致跳车现象，一方面，这会使桥梁、路面以及车辆受到损伤而加速，另一方面，还会使车辆失控，甚至会导致交通事故的发生，严重损害公路行车的安全性和舒适性。本文通过引起路桥过渡段沉降原因的分析，找出了对其造成危害的影响因素，并根据具体原则，提出了相应的结构设计措施，从而使公路的质量有所保证。
一、路桥过渡段沉降产生的原因
1、施工材料性能差异
路桥工程中，路基与桥台的施工材料性能不一，是导致发生不均匀沉降的主要因素之一。由于路基填料土体的硬结性较差，使路基的强度下降；另外路桥过渡段的不均匀沉降，将引起错台现象，随着错台现象的发展，跳车情况将更加严重。且随着车辆的荷载作用，将使不均匀沉降的中心沉降加剧，最后成为了周边略高中间较低的土坑。
2、地基沉陷
地基沉陷是导致路桥过渡段产生沉降的关键因素，其产生的原因是地基在路面自身的重量和车辆载力的作用下而产生的。而由于路基和地基具有很多种类型，其地基土质的构成也不尽相同，因此，即使地基承载的负荷力一致，也会产生不同程度的沉陷，但是在路基地基下的土体质量相同而所受承载力不一致的情况下，同样会使地基沉降程度不一致。
3、路面的沉降
随着我国公路建设的大量增加，其设计要求也逐渐升高，大多路面的设计结构厚度都不会低于60cm，在进行垫层、基层的施工作业中，会常常出现碾压机械无法接触或超出桥台的情况，而这些情况的发生通常会使桥身之后的部分范围达不到需要的压实度标准。通常在工程竣工通车之后，由于受到车辆长期载荷力和振动作用的影响，垫层和基层压实度逐渐上升，路面结构层会受到压缩，从而产生一定的沉降。这种类型的沉降通常会比较弱，但是会在通车之后很快形成，增加了桥头跳车发生的概率。
4、刚度的差异
不同于桥梁的刚性结构，道路作为柔性结构的组合，由柔性路面和柔性路基组成;而桥梁的刚度则较大，会受到车辆长期行使引起的负荷作用，加上桥跨结构不会产生很大程度的变形，因此，变形程度并不明显;而路基地基则会由于自身的重力和外力的共同作用而产生不可逆的变形。
5、设计原因
目前国内的路桥工程大多将路桥过渡段设计为搭板结构，使沉降问题得到了一定的改善，但并非完全杜绝了不均匀沉降的发生，且桥头搭板经常出现断裂的问题。其主要原因分析如下：一是，根据相关规范得知，桥梁长度与桥头搭板的长度关系如下，大中型桥梁，搭板长度为8米。小型桥梁及填土高度低于0.5米的涵洞与通道，搭板长度为5米。另外，桥头搭板的设计长度要合理，并有效的进行顺接，否则将导致行车出现桥车隐患；二是，就目前阶段的桥头搭板设计而言，仍需进行不断的发展。且公路桥涵的设计标准也没有明确的对桥头搭板的设计进行规定。在实际的路桥施工中，通常不对桥头搭板进行专门的设计。从以往的路桥工程施工经验中可知，路桥工程路基应具备良好的压实度，并合理的对软土路基进行处理，对路基的不均匀沉降进行有效的控制，进而充分的发挥桥头搭板的作用，杜绝桥头跳车的现场再次发生。
二、针对路桥过渡段沉降问题的设计对策
1、路基的设计
在对路基进行设计之前，对路桥桥台进行了严格的分析，了解到其具有较大的刚度，因此在路基结构的设计方案中可以采用刚度较小的沥青混凝土结构，将两者结合起来使用可以有效控制过渡段的路基作用力，可以适当缓和路桥过渡段的沉降现象。一般情况下可以对软土的地基进行适当的处理，对路堤的设计亦可以采用此方法。一般会在桥台和路基之间设置一条大约宽50m的地带，设计其具有逐渐增大的强度，用不同的配料对该地带进行填充处理，以保证路堤的过渡链节。在这个过程中，假如采取土工合成土堤的方式，则在加强地基承载力上不会有较为明显的效果，不能有效预防过渡段的沉降情况的发生。因此，必须要先让地基具有足够的承载力，才能保证其在面对填充和相关车辆的重量作用时其沉降不会有太深的程度，从而能够保证土工合成材料能够发挥足够的作用。需要注意的是，需要保证路基的沉降差值在5cm之内，其沉降的坡度需要在0．4%之内。
2、结构类型
2.1在策划路桥过渡段的路基时，可以采用土工格栅技术，运用该项技术能够在最大程度上发挥土工结构的抗剪强度，能够在很大程度上承受车辆的负载和自身重量，而不会产生过大的侧向变形，能够很好地控制填土方面的侧向推动作用，增强了路基结构的稳定性。另外，利用该技术，可以有效降低台背的垂直作用力，达到减缓沉降程度的效果。
2.2对搭板的长度和强度应具有合理科学的规划。在策划搭板长度时，需要根据三个原则进行分析:第一，在公路的使用年限之内，由路面沉陷引起的纵坡，在路基出现沉陷问题之后，设置的搭板倾角需要在1/200到1/300之间。第二，保证其长度要超过桥台台背，在一定时期内难以被碾压，或者超过桥台台背和预留的缺口相连。第三，按照搭板本身的受力状态，应选择具有弹性的低级测量长度。在确定搭板强度时，需要按照搭板和桥台台背填土所产生脱空现象的可能性进行策划，还需要在搭板的等级分类基础上确定搭板的强度。
2.3在实际运行当中，还存在由于路基和搭板之间可能出现工程裂缝，在下雨时会引起路基漏水而导致的土质结构软化出现的沉降，从而出现桥头跳车的现象。针对这一问题，需要对工程的设计方案进行相应的改进，促进其相应问题的解决。
3、路桥过渡段的变形控制
①根据交通部《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》JTJ017-96规定，路桥连接处最大容许工后沉降为10cm。②从高等级公路的路况调查结果可知，当路面局部纵坡达到0.5%时，车辆行驶会产生晃动或摇动现象。
4、合理设置缓和过渡段
由于不同的结构型式，从桥台刚度大的混凝土结构逐步过渡到柔性的填土路基结构和沥青砼路面结构，其强度不一致。因此，软土地基处治时，各段不同强度之间需设置强度过渡段。
5、选取科学的路堤填筑材料
对各类土体进行可压实性试验得知，不同的土壤在相同的压实设备的施工作业下，压实度、压实次数及松铺厚度存在一定的关联，因此进行路堤填土施工时，应选取合适的土壤类别作为填筑材料。集料的选取应严格考虑下列几个方面的内容：首先应充分考虑骨料的级配、二灰碎石混合料等的配比问题。根据相关施工经验可知，传统使用的持续性级配颗粒胶小，在进行施工时应适当的对粗骨料的配合比进行提高，另外还有降低胶结材料的运用，控制填料的收缩。进行拌合的配水量试验中，应保证版拌合物具有良好的性能特征，并合理的进行运输时间的控制，保证能够在规定时间内将拌合物进行充分的压实。还需要加强对路堤压实的养护，保证压实面具有良好的湿度，这些方法都能有效的降低路基发生不均匀的沉降。
6、轻微沉降的处理措施分析
路桥过渡段发生轻微的不均匀沉降时的处理措施如下：一是，改善路基填土的压实施工，更换填筑材料，使用灰土、碎石块及砂石等，并进行合理的压实，使路基的压实度得到有效的保证；二是，合理的将桩间距进行调整，合理的桩间距，能够对沉降起到缓解作用；三是，采取粉煤灰及发泡珠岩，对路基土质进行改善，提高压实度；四是，设置柔性桥台。上述措施都能对发生轻微沉降的路桥工程进行维护治理。随着时代的发展，我国的科技得到了巨大的进步，这必将带动各行各业的发展，对于路桥工程过渡段的沉降问题，也将得到更好的方法进行处理。
结束语
通过对路桥过渡段沉降影响因素的分析，找出了相应的影响因素，即地基沉陷、路面的沉降、刚度的差异、设计原因等。同时，针对这些实际建设工程中的问题，采取了相应的措施，主要体现在路基的设计和结构类型的设计上，不仅对设计方案中的技术进行了一定程度的改进，而且对方案中的具体参数也进行了相应的改进，减少了工程中沉降现象的发生。
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