公路市政化改造路桥拓宽技术的运用

文／张建伟 烟台公路继续教育中心 山东烟台 264000

引言：

在城市化进程的加快下，路面上的机动车辆增多，公路交通量也随之增长，在这样背景下，以往的公路工程建设已经无法满足城市现有交通量的通行需要。为了能够解决公路工程建设和城市发展不匹配的问题，需要相关人员立足实际情况，就现有的公路实施扩建改造。路桥拓宽技术是公路市政化改造的重要技术形式，在该技术的支持下能够保证人们的出行质量，并促进我国公路工程的长远化发展。为此，文章结合公路市政化改造路桥施工实际情况，就公路市政化改造路桥拓宽技术的应用问题进行探究。

1、公路市政化改造路桥拓宽技术的应用内容和应用意义

在公路市政化公路改造工作中对于路桥拓宽工作可以具体划分为新建和扩建两个类型，其中，新建的公路市政化改造桥梁工程是在以往的桥梁结构技术上重新建设道路。扩建的公路市政化改造桥梁工程是在原有的基础上进行拓宽。不管是怎样的建设方式则是需要施工单位能够提前做出拓宽设计方案，在设计方案中会牵扯到道路一边的全新线路以及两边的拼接路线，至于是选择怎样的拼接方式则是需要施工单位结合市政公路路桥路面的实际情况来做出施工技术的选择和施工现场操作管理。同时，在施工之前还需要对公路沉降量进行控制。当前，有很多的公路使用年限超标，在长期的压力影响下基本完成了基本沉降量。在这样背景下如果是在公路上开展拓宽施工，则是需要提前做好填方处理，采取积极的措施减少外部环境对公路市政化改造路桥拓宽技术应用的不利影响。

在道路桥梁工程的深入发展下，我国公路交通水平也有所提升，城市道路交通的建设发展使得人们的出行方式日益丰富，车辆在公路上的行驶稳定性、安全性也由此得到了保障。在社会经济的快速发展下，车辆开始普及到人们的生活中，在道路车辆增多的情况下，人们对道路的运行需求也得到提升。然而从当前发展实际情况来看，现有的公路发展水平和不断增长的车辆数量没有匹配，为了能够更好的协调日益增长的车辆和城市道路建设的关系，需要相关人员积极思考如何拓宽公路道路。将路桥拓展技术引入到公路市政化工程中能够为人们的生活提供重要的便利支持，方便人们的日常出行。在路桥拓宽技术的支持下，不仅能够增加慢行车道，而且在铺设的期间还会增加其他公共基础设施、路灯、绿化等建设，最终有效拓展公路道路。

2、公路市政化改造路桥拓宽施工存在的重难点问题

2.1 旧水泥混凝土路面病害防治

在公路市政化改造路桥拓宽施工之前，需要施工人员提前了解整个公路市政化工程的路面情况，具体包含路面的破损程度、路面的弯曲沉降情况、路面接缝传递荷载的能力。在经过全面的调查研究之后来更为详细的了解之前所使用的混凝土的结构特点和基本使用情况，在旧水泥混凝土路面的基础上采取必要的措施来增强其承载力，实现对路面的优化处理。在处理路面的时候可以根据路面施工潜在的问题采取对应的解决措施，如果是路面板块遭受了严重的损坏，施工人员要在第一时间更换破碎板、重叠裂缝板块；对于一些破损不严重的板块可以采取恰当的措施对其进行修补处理，通过修补来改善板块的性能。

2.2 路桥拼接的注意内容

在对市政道路工程拓宽处理的时候会牵扯到路面和桥梁的拼接工作，在实施路面和桥梁拼接操作的时候，施工人员会使用一些跨径相同、结构相同的施工方法来组织施工，即从桥梁本身的两边通过拓宽处理来完成桥梁拼接。

桥梁拼接施工所牵扯到的工艺形式众多，具体包含上下不连接、上下连接等拼接形式，桥梁基础是路桥拼接施工的前提，通过稳固桥梁能够提高桥梁的拼接施工质量。

在路桥拼接操作中，对于一些使用年限较长的桥梁，在实施拓宽建设之前要密切关注桥梁结构的稳定性，在拼接的时候要尽可能的保持桥梁结构的稳定性。

2.3 路面反射裂缝防治技术

在公路市政化改造路桥施工中所牵扯到的反射裂缝包含两个类型，也就是温度反射裂缝和荷载反射裂缝。在路桥路面上铺设的沥青层、新旧混凝土层之间的物理属性差异较大，因而，在温度、荷载等因素的综合作用下，公路路面的新旧板材接缝、裂缝位置上很容易发生位移，位移出现后会使得加铺沥青层也出现反射裂缝。为了能够有效规避反射裂缝，需要施工人员采取必要的技术来缓解反射裂缝。从实际操作上来看，土工织物夹层就是防范反射裂缝的重要关键。

3、公路市政化改造路桥拓宽方案的数值分析

文章选择使用有限元分析方法对公路路桥拓宽方案的数值实施模拟分析，在ANSYS软件的支持下打造出了对应的公路市政化改造路桥拓展有限元分析模型，之后在划分网络和设定好荷载数值之后来对一系列仿真数据信息进行模拟分析。

3.1 有限元模型

为了能够方便有限元分析模型的打造，减少计算信息的冗余，可以结合以下参数来打造出有限元分析模型，将路桥设定为足够长的平面，使用Mohr-Coulob理想弹性模型开展模拟分析。公路市政新旧路桥在界面变形的时候不会出现相对脱离和滑落移动。

文章以某公路市政路桥拓宽工程项目实施为例进行分析，项目区域所牵扯到的路段包含K4822+020-K4864+100、K4865+600-K4897+922.888路段。整个公路工程的沿线设施设备比较稳定，满足三级公路建设技术要求，路桥宽度在7.5m到8.5m之间，高度在0m到2.0m之间。在施工之前，对公路市政化改造道路的基本参数进行调研，经过调研发现各个技术指标达到了设计时速为60km的二级公路标准。

模型区域范围内各个材料的计算参数如表1所示，在分析参数的基础上打造出长宽为7mx2m的路桥模型。

表1 模型区域范围内各个材料的计算参数

3.2 模型的加载

在获得网络模型之后还需要因地制宜的进行载荷的设置，从实际操作上来看，对道路变形产生影响的荷载包含路桥自身重量、路面结构重量、行车荷载。在原本路桥力量的影响下道路已经产生变形，因而，在分析路面拓宽工程项目设计的时候只需要考虑其外部荷载对路面引发的变形即可。新增加的改造路桥拓宽结构参数表2所示。根据表2数据信息计算出来的单位长度路面结构层静线荷载计算如下：Pm=9.8x（2.36x4+2.1x18+2.2x15）x10x1=7.9KN/m。

表2 路桥拓宽结构参数

3.3 仿真分析的处理

文章所探讨的是路桥拓宽对原本路桥的沉降影响，选择原本路桥顶面0m到2m范围内的沉降变化作为案例进行分析，经过实地测量来打造出旧路路桥顶面竖向移动曲线，具体如图1和图2所示。根据图1、图2的信息我们发现，位移数值会呈现出从中间到两边不断增大的状态，位移的最大、最小数值差值构成了最大沉降差。图1路桥顶面最大沉降差为5.2mm，图2路桥顶面最大沉降差为5.7mm。在ANSYS团建中对模型加载情况开展模拟仿真分析，根据绘制出来的地基内位移云图信息我们可以发现，水平位移会朝着内侧路基中线的方向发展，最深位置能够达到12m。受拓宽路基下方路基沉降的干扰，路基坡脚最外围地基比较浅的区域会向地基中线的方向移动，在路基坡脚外侧深度在21m位置上的时候是正向最大水平位移位置，数据信息为18.62mm。地基内出现竖向正向的最大位移位置在拓宽路基坡肩周围。

图1 模型1原路桥顶面竖向位移曲线

图2 模型2原路桥顶面竖向位移曲线

3.4 不同路桥拓宽方案对地基变形所产生的影响

第一，加宽方式的影响。对路桥模型开展单侧加宽或者双侧加快模拟试验分析，通过分析获得路桥顶面竖向位移曲线和地基内部位移云图。通过对图纸的分析总结出模型在双侧加宽下的沉降要比单侧加宽更加具备优势，但是在具体实施操作中两边加宽存在施工规模大，对周围民众干扰严重、施工技术难度大的问题，在具体实施操作的时候需要相关人员能够结合施工情况进行综合权衡分析。第二，填筑高度的影响。在对路桥拓宽处理的时候，要求路桥顶端海拔高度的变化能够在固定的区间范围内。在测试期间，公路天然地基起伏变化、人工填筑路基变形都会影响到参数。文章通过模拟1m到4m变化路桥对模型的影响得出路桥表面沉降随着填筑高度变化的曲线，通过对曲线的分析发现，路基表面沉降和水平位移会随着填土厚度的增加而逐渐增加，在路桥填筑达到1m的时候，在偏载和路桥卸载的影响下路桥表面的沉降会出现上台的现象。

4、公路市政化改造路桥拓宽施工技术的应用

4.1 桥梁拼接技术

公路市政化改造路桥拓宽技术中桥梁拼接技术在使用的时候要密切关注以下几个方面的内容：第一，在正式施工之前对原本桥梁实施必要的勘察，了解桥梁的通行情况、孔隙数量、孔径大小、结构形式，在了解以上信息的时候需要施工人员能够做好桥梁平纵面的测量工作，全面收集原本桥梁建设的资料信息，并将收集上来的测量数据和资料中的数据进行综合比对，由此实现对桥梁形状的精准定位，综合比对数据信之后实施桥梁改造。第二，对数据信息的调查和对比结果进行分析，在提高原本桥梁承载力的基础上尽可能的选择应用经济性较强的加固技术形式予以加固处理，常见的加固技术形式包含局部替换薄弱构件、贴碳纤维等。第三，在进行全面的调查研究之后选择适合的拼接方式。比如针对改造区域范围内沉降差较小、地质良好的现象可以使用上下连接的方式；对于新旧桥梁拼接位置的侧分带、中分带采取上下不连接的方式。第四，在新旧桥梁拼接位置上格外注重沉降数值和沉降内力的分析。第五，为了能够减少拼接位置上的沉降，需要对新建设的桥梁开展堆截预压分析。

4.2 道路拓宽技术

在公路市政化改造路桥工程中应用的道路拓宽技术包含以下几种：第一，借助道路拓宽技术，在正式施工之前充分掌握被改造道路的建设现状以及病害程度，从而为整个工程的后续改造奠定良好基础支持。第二，明确影响路桥道路拓宽的因素，具体牵扯到路网的管线布置、交通适应性分析、环境情况、路网布置规划、地质条件等。第三，在开展市政化道路改造施工中需要根据工程施工影响因素、工程管理、工程投资等因素来选择适合的改造方案。第四，在道路拓宽工作中要通过提前做好必要的防治措施来减少道路拼接沉降差，提高道路拓宽质量。

4.3 湿喷桩技术

湿喷桩技术主要是利用清淤换填的方式来对被改造公路中的软土地基进行处理，在对软土地基处理之后使用喷施桩技术形式来完成拼接区域内的施工，由此来有效处理路桥工程中的不良地基，提升道路工程的承载力，解决新旧路基中的沉降差。在路桥拓宽施工中，对于一些特殊性的软土地基，不能够将沉降差作为重要控制目标，而是需要在综合考虑新旧路基影响因素的情况下来衔接各个路面。

4.4 台阶施工技术

石灰材料是公路拓宽施工中的常用材料，在公路拓宽施工中通过发挥石灰材料的应用优势能够提升路桥路面的压实度。从实际应用操作上来看，公路拓宽施工对台阶的设定有着对应的标准，即要求台阶的宽度不能够低于1m，只有严格控制台阶的宽度才能够有效保障路面和台阶的顺利衔接，使得路桥的新旧台阶形成完整的整体。

5、公路市政化改造路桥拓宽施工技术的管理

为了能够更好的发挥出路桥拓宽施工技术在公路市政化改造工程中的应用作用，在应用技术的时候需要加快打造出一个良好的公路拓宽施工技术交流例会制度，通过召开施工例会、定期召开技术交流会的方式来就公路市政化改造路桥施工中可能遇到的问题进行分析，根据问题提出对应的解决方案。

在路桥拓宽施工技术应用到时候各个施工部门可以将自己部门中具有针对性的施工技术拿到例会上进行讨论交流，供大家学习和借鉴参考。和一般性的施工技术一样，公路拓宽技术也可以在彼此的技术交流中来积累更多的经验，在这个过程中壮大公路市政化改造施工队伍的综合实力，有效解决公路市政化改造路桥施工中所遇到的问题。

公路市政化改造路桥拓宽施工技术交流会制度可以不制定对应的奖惩制度， 但是在具体发展的时候需要拥有良好的奖惩制度来鼓励各个部门的施工，使得各个部门能够拿出自己的好的具体的施工技术来进行技术交流，对在交流工作中表现积极的员工要予以相应的奖励，反之则是需要予以一定的惩处。

结语：

综上所述，公路市政化改造路桥拓宽技术在公路市政化改造路桥施工中的应用能够有效缓解城市道路交通压力，为人们的出行提供重要便利支持。从实际操作上来看，在公路市政化改造路桥拓宽施工中通过选择恰当的拓宽技术形式能够在保证工程施工质量的情况下减少工程施工成本的消耗。文章以某公路工程改造为研究对象，使用有限元分析方法和ANSYS软件来打造出宽为7m和8,5m的模型模拟现场路基加宽，通过仿真模拟了解到拓宽对地基沉降作用的原理，深入分析路基拓宽施工技术对工程建设的影响。为了能够更好的提升路桥拓宽技术在公路市政化改造路桥施工中的应用作用，需要相关人员在施工设计阶段做好路面和路面、桥梁和桥梁之间的衔接处理，在这个期间，对于施工中可能出现的问题，相关人员要在第一时间采取措施予以处理，从而有效提升公路市政化改造路桥拓宽施工效率，减少公路市政化改造路桥施工对周围环境的不利影响，提高整个工程施工的经济效益和社会效益。