吴瑜
(广西天等县公路管理所 广西天等 532800)
浅析公路桥头跳车原因分析及沥青路面调坡处治设计
吴瑜
(广西天等县公路管理所 广西天等 532800)
现阶段,桥头跳车问题公路运行中屡见不鲜,加强其原因分析与处理十分必要。本文首先探讨了桥头跳车产生的原因,其次分析了公路桥头出现不均匀沉降的类型和具体原因,提出沥青路面的调坡设计方式,以供相关人员参考。
沥青路面;桥头跳车;原因分析;调坡处治设计
当前,我国公路施工规模越来越大,公路桥梁越加常见,相应的桥头跳车事故也成为了公路运行的一个重要关注点。桥头跳车主要是指道路跟桥梁衔接部分跟路面之间存在高差,一旦车辆快速行驶此路段时,车轮受到来自路面的冲击后,车辆出现的跳跃颠簸越来越严重。等级越高的公路,其路线的标准也更为严格,桥头跳车对于公路安全以及舒适性有着十分重要的影响。
1.1 桥台后路基沉降
桥头跳车的主要原因在于桥台的后路基出现沉降,而桥涵施工、通道施工以及路基施工时都是要同步进行的,其中对于桥墩台地基承载能力要求较高,为减小工后的沉降,则需要对地基进行加固,或者使用桩基础进行施工。而台后填方路段地基除特殊原因外,一般不进行地基加固处理,若是台后地基施工以及填土施工时出现的沉降较多,则使得桥头路段出现严重的跳车问题。
(1)路基土出现沉降:由于高速公路的路基填土较高,一般需要完成桥涵结构施工后才能进行后续的填筑施工,这样一来,后路挤土碾压以及施工的面积较少,常会有碾压盲区存在,因此,主要都是利用人工的方式进行压实,当路基的压实度难以保障时,车辆在冲击荷载作用下会出现沉降问题。
(2)路基地基沉降:若公路的路基为软土地基,受到路面上覆的荷载后,路基的填土以及地基的土壤长期在受到土体压力后,会出现沉降。
1.2 桥头搭板处跳车
设置桥头搭板能改善桥头跳车的基本状况的同时也隐藏着一系列的安全隐患。而桥头搭板下主要路基土,有雨水下渗时搭板会有脱空的问题发生,并且路面的结构也会有下沉的问题发生,使得桥头的搭板位置出现跳车问题。
1.3 沥青混凝土的二次压密
当沥青混合料用户桥梁伸缩缝处时,压实难度也会有所增加,公路在通车后,路面依旧受到来自车辆的荷载,二次压密此段路面的沥青混合料,使得桥头的路段路面的标高会降低,其桥头则会出现跳车问题。
1.4 其它
除上述几点原因,后台路基填土水损害问题,桥台的结构出现下沉等问题会对桥头跳车产生影响。
2.1 桥头不均匀沉降的类型
总体而言,高速公路的桥头出现不均匀沉降,分别为如下所述:①纵向坡道(引道)的沉降,其为沉降中最为常见的一种类型,构筑物跟路面不够连顺即为其常见的表现,断点断线则常出现于纵向坡面上,刚柔结构链接处连接的也不够顺利,搓台出现一高一低的问题,常有两种沉降形式,即整体沉降以及局部沉降。②桥头道路横向沉降,当桥头路堤的横断面以及路拱坡度变化较大时,桥头结合的部位横向出现高低不平以及犬牙交错的问题,究其原因主要在于路堤中心跟路肩中处存在应力差距,因此会出现不均匀的沉降,此类沉降一般会出现在软土地基高路堤段处。③破坏沉降。车辆在路面长期行驶以及雨水长期侵蚀路面,会破坏其路堤的强度,接顺处有不规则的“坑”出现,此类沉降一般会在台背的过渡地段出现。
2.2 桥头不均匀沉降成因分析
2.2.1 桥台地基的沉降
浇筑公路的桥台时需要使用刚性较大的钢筋混凝土,因此,公路的桥台以及涵洞都为刚性结构。但出于施工安全,需要从设计以及施工方面控制好桥台构造物的地下沉降以及稳定性,因此,结构在施工后出现沉降的量较少,会导致桥头出现搓台。
2.2.2 路堤下天然地基的沉降
桥头出现不均匀沉降的主要原因在于天然地基出现了沉降,一般会从建设道路初期就会出现,施工会破坏道路原有的平衡性以及稳定性,并且随着路基填筑施工的不断进行,天然地基所能够承受的自重,以及路堤受到车辆荷载后,发生沉降的速度变慢。道路通车后,受到的车辆荷载越来越多,则会出现工后沉降,道路发生变形,变形程度大,且变形趋于稳定,持续的时间较长。而天然路基然路基的沉降还会受到路基所使用的填料的性质以及填筑的高度所影响,出现变化不一的沉降。
2.2.3 桥头路堤排水不畅,破坏道路渗水
桥涵跟路堤相连的部位有缝隙存在,因此会有雨水渗入到缝隙中,浸泡、冲刷以及侵蚀路堤以及路面结构,使得路面以及路堤结构中的含水量不断增加,会流失其中的细粒土,降低填土的实际强度。而路堤跟路面结构在遭到破坏后,桥头会有沉陷问题发生,路面护发生开裂的问题,产生搓台,发生桥头跳车问题,因此,未能够进行及时的养护,则会加快道路破坏的速度。
设计桥头调车的调坡时需要分别涉及深层处治以及表层处治,其中深层处治主要利用压浆以及复合地基的形式加固路基的土体,避免出现更深的沉降;表层的处治则是在处治了跳车路段的路基后,调整桥头的跳车路段的纵断面,保持其顺利,并且为了能够重新恢复路面的平整度,则需要在其表面加铺沥青混合料。跳车调坡的相关要点如下所述:
3.1 桥头跳车纵断面调坡竖曲线半径及坡长的取值
设计的桥头跳车的断面以及实际新建公路的断面之间存在的差异较大,例如,新建的公路设计的速度为80km/h,而凸型的竖曲线的最小半径则为4500m,凹型的竖曲线的最小半径则为3000m,竖曲线长度一般值为170m,坡长最短为200m,并且桥头出现明显跳车的路段只有20~30m的范围,为了便于道路的养护以及施工的开展,对调平路段进行设计时,要保持在50~80m的范围内,但此设计长度难以跟设计规范中最短坡长以及竖曲线的程度需求相满足,因此,设计桥头跳车的纵断面时要以原先的纵坡为参照,对路段的碎坡进行调整,使其能够成为原路线中纵坡的一部分。
桥头出现跳车的主要原因在于桥头的道路出现了沉降,因此根据以往的工作经验,经过调整的碎坡大多数都是凸型的竖曲线,究其原因主要在于碎坡的竖曲线的半径能够符合极限值的要求,同时利用该规范设置凸型的竖曲线半径时,能够对纵坡路段行车的舒适度以及安全度进行调整。
3.2 控制牵头跳车的纵断面的加铺厚度
对桥头跳车的调坡纵断面进行加铺时,其厚度要根据沥青混合料的实际类型来定,例如选用的沥青混合料未AC-16,此型号的混合料压实厚度最小为4.0cm,压实的厚度要控制在5.0~8.0cm。而为了便于后期的施工以及养护,则不能够重复进行调平,一般重复两次即可,因此,加铺的沥青混凝土的厚度不能够超过16cm。而控制前后接头位置时,需要先根据铣刨4cm的范围内厚度标准进行加铺厚度的控制,铣刨的长度不能够过长,一般以坡度的2‰为适宜,防止对原路面结构产生严重的破坏。
3.3 控制桥头跳车调坡纵断面前后接坡坡差
在桥头跳车调坡纵断面50~80m范围内设置碎坡时,要合理的控制前后接坡之间的坡差,防止破碎前路面的接头位置跟碎坡尾部接桥头位置处有跳车问题出现,尽管对桥头原沉降路段严重的跳车部位进行了调顺,但在接头部位依旧会有新的跳车问题发生,因此要严格的控制并设置好前后坡差。根据相关设计经验,一般接坡前后控制坡差不宜大于一般值3‰,极限值要控制在5‰之内。
总而言之,在对公路进行养护管理时常会出现桥头跳车的现象,并且以现阶段道路纵断面设计的相关规定处治桥头跳车问题时还具有一定的难度,因此,要善于对桥头跳车调坡工作的外业测量进行经验总结,并做好内业调平问题,进一步提高道路的运行质量和效率,保证运输安全。
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U416
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1004-7344(2016)36-0211-02
2016-11-20
吴 瑜(1978-),女,助理工程师,大专,主要从事公路设计、公路测量、公路养护工作。