路桥过渡段差异沉降分析及处理

张林

摘要：公路建设是我国经济发展的重要组成部分，相对于其他交通运输方式，公路运输具有较高的灵活性和优越性。公路建设是我国经济发展的一项基础产业，近年来公路运输行业不断发展，推动我国社会经济持续发展。但是目前我国的高速公路建设中仍然存在较多问题，大部分高速公路路面的台背回填位置容易出现断裂或者沉陷，导致车辆通行过程中发生跳车现象。本文针对路桥过渡段差异沉降产生的原因，对我国公路建设中存在的主要问题进行具体分析，并且提出了相应的解决措施。

关键词：高速公路建设；路桥过渡段差异沉降；原因；措施

随着我国高速公路建设的不断发展，交通运输过程中对于公路的安全性、舒适性和经济性提出了更高的要求，高速公路建设中存在的问题对交通运输发展具有严重影响，制约了高速公路的运行效益和正常使用功能的发展。主要体现在车辆经过高速公路桥头时，路桥过渡段的差异沉降容易使车辆发生振动，从而使整个车辆中的人员处于振动状态，车辆振动对车辆司乘人员的身体健康、工作效率和舒适性具有较大影响，应该全面分析路桥过渡段的差异沉降产生的原因，并通过有效措施进行处理和改善。

一、路桥过渡段差异沉降的具体分析

（一）设置搭板的情况下进行路桥过渡段沉降分析

在路桥过渡段设置钢筋混凝土搭板，将搭板的一端固定在桥台的背部位置，搭板的另一端利用枕梁固定在引道的土体上，在分析过程中假设搭板纵坡和桥面纵坡相等，搭板在发生沉降时绕简支端进行转动的过程可以看做平直的刚体，而且搭板和桥面的厚度、结构等相等，没有差异沉降量。

1、路桥过渡段差异沉降的产生

可以将路桥过渡段差异沉降产生的过程分为两个部分进行分析。高速公路建设完成后到搭板面和桥面纵坡相等时为一个部分，該部分的差异沉降的产生是受墩台发生沉降现象导致桥面纵坡发生变化的影响，应该严格控制该部分的沉降差异，避免桥面发生损坏，导致路桥支座能力下降、伸缩缝被破坏。第二部分是指路桥沉降逐渐稳定直到整个高速公路引道的土体稳定，该部分搭板纵坡和桥面纵坡不相等，二者之间具有明显的纵坡差，而具体的纵坡差大小直接影响到高速公路的行车质量和舒适性。

2、运用表达式说明差异沉降量

其中Sa表示搭板稳定后的总沉降量，Sb表示路桥预期完工后的基础沉降量，?S表示搭板与桥台之间的具体沉降差异。

其中α1表示路桥过渡段基础功的沉降量在总沉降量中的比例系数，不同地基土质条件下该比例系数不同，地基的压缩性越高，则对应的比例系数越高。α2指的是桥台的基础形式系数，通常情况下扩大基础系数要大于摩擦桩基础系数。L值得是公路桥梁的跨径大型。L表示搭板的具体长度值[1]。

（二）不设置桥头搭板情况下进行路桥过渡段沉降分析

高速公路桥梁主要是沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，这种类型的路面容易受到路桥过渡段桥台与引道土体之间的差异沉降量影响，从而造成路面出现台阶、陡坎等，严重影响了该地段的行车舒适性和安全性。在进行表达式表达时，可以将引道土体开始沉降到沉降稳定阶段的总沉降量同样分为两部分表示，具体表达式为Sa=Sb+?S其中Sa表示预期工后路桥的引道土体沉降稳定时的总沉降量，Sb表示桥台的基础沉降量，?S表示桥台和引道土体间的差异沉降量，即产生的台阶或陡坎的高度，严重影响了高速公路的行车舒适度。

二、路桥过渡段差异沉降的处理措施

（一）台背地基

公路地基主要包括人工地基和天然地基，其中天然地基主要指的是直接放置在公路基础的天然土层，而人工地基指的是针对土质较差或者比较软弱的天然地基，需要人工进行处理、加固后，修筑成公路地基基础。其中针对软土地基的处理方法主要有深层搅拌法、排水固结法、超载预压法、喷射注浆法、换土法等。

深层搅拌桩法中普遍采用粉喷桩，首先对空气进行压缩，再通过深层搅拌设备，向地基中喷射出水泥等固化浆体，将周围土体中的水分吸收，在地基土质中发生反应，促使软土地基转变成强度较高的复合型地基，大大提高软土地基的载荷能力，从而减少路桥过渡段的差异沉降量，提高地基的稳定性。

（二）桥头路基

公路建设过程中要求桥头过渡段路基应该材质均匀、土质紧实、稳定性好，而影响桥头路基稳定性的主要因素是地下水，应该采取相应的措施对地下水进行拦截或者将其排出，必须保持桥头路基处的地质比较干燥。在台背回填区域应该使用强度较好、透水性强、摩擦角大的材料，有利于排出从路基缝隙中渗入的水分，避免雨水对路基的损坏，提高路基的紧实性，减少地基应力，降低差异沉降量，提高桥头路基的安全性。也可以采用轻质材料填充台背，减少路基的载荷量，有效降低路基对公路桥台的压力。很大程度上减少了路堤的重量，防止路桥过渡段发生沉陷[3]。

（三）路面处理

在路桥过渡段设置相应的桥头搭板设施，从而将柔性公路地基处产生的差异沉降向刚性桥台处过渡。将搭板的一端放置到桥台处，利用锚筋将搭板固定在桥台上，应该及时在过渡段接缝处用沥青玛蹄脂进行封填，避免雨水渗入。搭板的另一端与公路路基相连，当路基发生沉降时，搭板也会随之发生滑移，因此应该在搭板和桥台之间用锚栓进行固定。搭板通常包括台阶形、变厚和等厚三种形式，而搭板的具体长度应该通过计算路基的工后沉降量制定。同时应该在搭板末端设置相应的变厚式搭板，防止出现二次跳车现象。

结论：

综上所述，目前我国高速公路建设施工过程中，在路桥过渡阶段普遍存在差异沉降现象，差异沉降现象会造成高速公路运行过程中出现桥头跳车现象，影响了行车的舒适性，严重情况下还会危及行车安全。因此在高速公路建设过程中应该重视路桥过渡段差异沉降问题，在正式施工前对施工现场进行全面调查，根据各项试验结果，经过科学准确的理论计算，全面掌握路桥过渡段差异沉降的规律，加强路桥台面地基以及桥头地基的管理，做好路面处理比如在搭板末端设置相应的变厚式搭板，建立科学合理的路桥排水坡度，完善排水设施，提高公路路堤的施工质量，减少建设差异沉降量，不断提高高速公路行车的安全性和舒适性。

参考文献：

[1] 屈浩.路桥过渡段的路基沉降分析[J].科技创新与应用，2014，（16）：191-191.

[2] 魏巍.路桥过渡段差异沉降引起的动荷载计算分析[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（28）：4141-4143.

[3] 陈景星，冯忠居，郑木莲等.基于安全性的路桥过渡段差异沉降控制标准[J].公路交通科技，2013，30（2）：26-31.