简析路桥结构过渡段病害及防治措施
李三妮1
（石家庄铁道大学，河北省石家庄市 050043）
摘要：随着路桥工程规模迅猛扩大，路桥过渡段的施工质量问题也成为亟待解决的问题。而在路桥设计施工中，过渡段的结构设计是至关重要的。路桥结构过渡段如果没有科学的设计，那么极有可能引起过渡段路面结构开裂或大的沉降差，这对于行车的舒适度，高效运行，车辆的使用寿命，尤其是安全性会产生极大的影响，还会加速桥台台背、桥头伸缩缝以及接缝路面的破坏。文章通过对路面结构开裂以及差异沉降常见的病害产生原因进行分析，从路桥过渡段的结构设计方面，施工工艺等方面总结国内外几种措施并介绍各措施及其效果，以便于选用合适的措施有效的避免过渡段发生路面结构开裂和大的沉降差，提高公路的整体质量。
关键字：路桥过渡段；不均匀沉降；结构设计 中图分类号： U447 文献标识码： A
Simple introduction of diseases and prevention measures
of the transition section of road and bridge
Li San-ni1
(Shijiazhuang Tiedao University，Shijiazhuang 050043，China)
Abstract: With the scale of road and bridge construction expanding rapidly， the quality problem of the construction of ransition section of road and bridge has become a problem to be solved. In the design， the structure design of transition is critical.Without scientific structure design， it most likely cause transition section pavement cracking or larger differential settlement， which will produce great influence for driving comfort， efficient operation， the service life of the vehicle， especially security and will also accelerate the damage of abutment back， the bridge expansion joint and joint surface . By analyzing the common diseases of pavement cracking and uneven settlement， this paper Summarizes several measures at home and abroad and introduces their effects of the measures in order to choose the appropriate measures to effectively avoid the diseases of transition section and improve the overall quality of the road.
Key words: Transition section of road and bridge ; Uneven settlement; Structure design 1
作者简介：李三妮，土研12 -2班，120120111，道路与铁道工程，shan0614@163.com
随着公路桥梁和城市立交桥的大量建起，我国各相关行业对桥梁公路的设计技术已相当成熟。但相对而言，对路桥过渡段上的路基路面研究和设计显得薄弱。路桥过渡段是目前道路病害的多发地段，其直观表现形式为桥头跳车。虽然在具体的工程设计中采取了不少处治措施，也取得了一些成功的实例。可从实际情况来看，桥头跳车的现象不仅在旧的桥头路堤存在，同时也存在于许多新建的高等级公路。为了更好地解决这个难题就需要我们加强对于道路桥梁过渡段常见病害原因的理解 ，只有这样才能更好地进行管理和维护。
1 路桥过渡段路面开裂的原因
1.1路基土原因
路基有着重要的作用，起巨大的支撑作用，承载路面上的压力，需具有很强的强度以及稳定性。而当路桥过渡段的路基发生如深度远不够、软基处理不适、密度不够、填料差异等这些问题，就会导致路桥过渡段的路面开裂。 1.2基层原因
基层可以分为刚性基层、柔性基层与办刚性基层三种，我国主要以用半刚性基层为主。要了解导致路面开裂的基层原因，需要了解半刚性基层的结构缺点，由于它具有干燥收缩的特点，所以铺就时期，随着水分的减少，它就会产生裂缝。造成其干燥收缩的原因主要包括水泥用量过高、标号不对，施工温度控制不当等。 1.3路面原因
造成路面开裂可能由于集料或者沥青的路用性能两个方面的原因。沥青材料由于受到较大温差的影响，自身进行调节不了的时候就可能产生开裂的现象；若集料中的土含量或者砂含量比较高的话，也可能发生相应的开裂现象。 1.4温度变化
温度的变化也会对路桥过渡段的路面结构产生较大的影响，如果温差过大的话，将会对路面结构的承受能力造成一定的破坏。再加上大量的行车作用，材料在水平方向和竖向等发生了相应的位置，加之路桥过渡段接缝的不稳定性，面层结构就会发生相应的断裂，甚至导致自身的结构被拉裂。 1.5荷载过大
长期的超载也会对路桥过渡段的路面结构造成一定的影响。经过行车的反复作用，使得路基的结构长久处于刚性 ，从而导致相应路面结构的刚性裂缝。 1.6施工工艺监督不严
我国的路桥施工工艺虽相较于以前有了很大的提高，但是施工队伍还是有些不能很好地按照施工工艺流程进行施工，这也会造成相应的路面结构开裂问题。
2 路桥过渡段沉降差异原因
2.1构造不同
桥梁为刚性体，而高等级公路基础相对于桥台明显为柔性体结构。路桥接头处在结构刚度上差异很大，压力相同沉降量必然不同，因此在接头处会产生沉降差异。 2.2 设计问题
桥梁工程师只负责桥梁设计，道路工程师只负责路基面设计。桥设计着重在地基承载力、结构和稳定性方面的验算，而路面设计是则以整体弯沉和弯拉应力作为控制指标，路基设计又以压实度和高度来控制竖向变形。这样在路桥过渡段没有统一的设计控制指标，路桥分别按各自的验算指标进行设计，加上结构上又没有特殊的设计，势必造成路桥过渡段结构的不连续，这必然会引起荷载作用后的沉降差异。 2.3施工工艺方面
桥台为混凝土浇筑或拼装砌筑而成，较路堤填土均质而密实，整体性好，而后台尤其是靠近台背一定范围内填土的压实，在施工中往往会是薄弱环节，大部分施工会是是桥台完工后填台背，到时候作业面小，填筑和碾压都会受到限制，而且甚至在靠近台背一定范围内存在碾压不到的死角。因而，施工上就留下桥头沉降差异隐患。 2.4自然环境影响
在路基与桥梁的连接处，有些是设计了接缝，有些是连续铺装，在使用中自然会形成裂缝。这种接缝
和裂缝一般竖向很深，雨水容易渗入，对路面结构层和土基产生冲刷和浸蚀，造成粒料流失并增加了结构层与土基的含水量，降低路面刚度，引起大的沉降差异和变形。 2.5 台背调料的原因
在对台背进行填筑的时候往往中部用沙砾，两侧用包边土，而这种结构对于水的下渗有利而不利于水的排除，在水的下渗作用下，就造成了台背结构变坏，长此以往就会造成相应的差异沉降现象。
3 措施及其效果
由于桥台一般为刚性材料，而路基较桥台为柔性材料，此本体结构刚度的不同为路桥过渡段病害出现的根本原因，所以国内外采取措施大的思路可分为两个。一是将柔性路基刚性化；二是将刚性桥台柔性化。
3.1柔性路基刚性化方面的措施及其效果 3.1.1路面类型过渡
桥头不均匀沉降原因多，且难于根除，应根据桥的长度和连接处填方长度在桥头一定
长
度
范
围
内
铺
刚
性
过
渡
层
或
沥
青
过
渡
层
。
对桥头路面接缝进行处理：
（1）桥梁与水泥混凝土路面间的接缝处理不好常形成错台，产生桥头跳车，使板局部遭到破坏，采用图1所示形式连接处理。可减小板底结构的不均匀沉陷形成的错台，并实现板底由半刚性向桥台刚性过渡的设计要求，避免了因局部薄弱而产生的病害。
图1 桥梁与水泥混凝土路面间的接缝处理
（2）桥梁与沥青路面的接缝，往往由于该处沥青路面难以碾压密实产生沉陷、错台或沥青路面受推移造成拥包，可采取图2所示处理措施加以解决。
图2 桥梁与沥青路面间的接缝处理
（3）水泥路面与沥青路面间的接缝，亦可采用类似处理措施得到解决。
对沥青混凝土路面，在桥台连接处增设变厚式水泥混凝土埋板；而对水泥混凝土路面，则将连接处的路面板改为变厚式路面板。在搭板、埋板或变厚式板下，为保证连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均渐次变化，可采用强度及回到弹模量均高于土基的
路面结构层材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，利于减小错台幅度，调整不均匀沉陷。
3.1.2 缓和过渡段与地基、路基的设计
由于桥台刚度较大，而路基结构为刚度较小，两者不同的结构形式所以我们对缓和过渡段需进行更为合理的设计。我们可以通过铺设强度过渡段的地基来对软土地基进行相应的处理。在桥台与路堤之间设计大约50m左右的强度渐变带，填充不同的级配填料，以便于路堤更好的进行强度过渡。如果实际情况无法设置50m，也要确保渐变带的长度在 30m 以上。在对桥台引道路堤进行填筑时，如果使用的是土工合成加筋路堤，要让地基拥有相应的承载能力，过渡段地基在路堤填土与车辆荷载的双重力作用下才不会发生大的沉降，这时侯才能够更好的凸显出土工合成材料的优势。所以高级公路路桥过渡段必须要确保路基的沉降差小于 5cm，沉降坡差小于 0.4%。 3.1.3路桥过渡段的结构型式设计
（1）路桥过渡段的路基可以优先考虑使用土工格栅技术（如图3），土工格栅能在一定程度上将土体自身的抗剪强度更有效的发挥出来，能够和土体同时承受车辆以及土体自身的荷载力，让土体路桥过渡段不会产生很大的侧向变形，控制路基填土的侧向位移，从而提高路基的稳定性。另一方面，土工格栅和路基的填土产生摩擦作用，大大减少了桥台台背的一部分垂直应力，让路桥过渡段的路基承载能力得到相应提升，以起到降低沉降度的作用；而将土工格栅用水平方式进行摊铺，可以让其在车辆荷载力的反复作用下减少变形。
图3 土工格栅技术
（2）是要对搭板的长度与强度进行合理的设计。 搭板长度的设计通常根据三种原则来确定：
