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解決路橋過渡段病害的施工技術及防治措施
經過近年來的持續(xù)快速發(fā)展，我國公路交通基礎設施總體服務水平實現(xiàn)了歷史性跨越，我國高速公路總量雖然位居世界前列，但是路橋過渡段路基病害廣泛而嚴重，為滿足將來高速公路車輛量級荷載的不斷增大，需要對路橋過渡段路基結構加強進行研究。由于組成線路的結構物如橋梁、涵洞等在同路基相連接地段，強度、剛度、變形、材料等方面的差異巨大，以及較大差異沉降的產生和存在，這必然會引起軌道的不平順，車輛通過路橋(涵)過渡段，常常會產生“跳車”現(xiàn)象，大大降低了車輛運行的安全性和舒適度。因此，論文重點針對路橋過渡段的病害的成因進行分析，并提出防治措施。
1過渡段病害問題的產生原因
1.1過渡段病害問題的產生
對于高等級公路(特別是高速公路)，路橋過渡段存在較為普遍的問題是：路面在橋臺背后回填土處沉陷或開裂，車輛通過臺背回填處“跳車”，橋頭“跳車”使快速行駛的車輛顛簸、振動，產生噪音，車輛在跳動時會使車輪損失部分牽引力，當橋面結冰時，跳動還可能使車體失控、滑移，這樣不僅影響行車速度和行車舒適性，還會使橋臺臺背、橋頭伸縮縫以及接縫路面遭到破壞，嚴重時還會導致交通事故。對于鐵路路橋過渡段，當路橋(涵)間沉降差達到一定程度，會破壞線路的平順，危及行車安全和旅客的舒適度，這種動力作用會加劇沉降差發(fā)展，加速路基破壞，還可能使過渡段處結構破壞，導致路基排水不良，積水下滲到路基內部，從而降低土體強度，使沉降增大。這種危害不僅增加維修養(yǎng)護的工作量和難度，而且影響線路上列車的運行速度，從而在整體上影響運輸?shù)慕洕蜕鐣б妗Ｒ虼?，對過渡段問題的研究就變得具有異常重要的意義。
1.2路橋過渡段線路結構變形不一致的原因分析
1）地基條件原因?，F(xiàn)在許多既有線路都是修筑在條件差并未經很好處理的軟弱地基土上。在軟土地基上，路橋過渡段的路和橋的工后沉降是不同的，因此在路橋過渡段處必有沉降差。路橋過渡段由于其結構的原因，橋頭路基的填筑高度較大，產生的基礎應力也較高，因此在路橋過渡段產生的沉降較其他的路段要大些。2）路臺后路堤填料的原因。橋臺后路堤填料一般全是填土。由于施工的原因，往往作業(yè)面相對狹小，碾壓質量不易控制，其壓實度達不到設計要求。即使施工時壓實度全部達到了設計的要求，但因運營時路堤填土本身的自重和動荷載的作用，也將使路堤填土進一步壓縮變形，使得路橋過渡處出現(xiàn)沉降差。3）施工原因。施工時對路橋過渡區(qū)段的回填料不按設計要求填筑，或采用不良填料，或碾壓厚度超過要求，或壓實度達不到設計要求，都將造成質量缺陷。施工時碾壓器械配置欠佳，壓實功率不夠，不進行分層次質量檢查，也會使壓實質量達不到控制要求。
2解決路橋過渡段病害的關鍵施工
1）施工前，應調查強夯范圍內地表附著物與地質情況、地下構造物和各種地下管線的位置及標高等，對影響施工的各種不利因素，采取切實可行的措施消除各種隱患。2）施工前要測量夯錘落距。通過檢測不同夯擊能、夯擊次下不同深度土的干密度、地基承載力、含水量、濕陷系數(shù)、夯沉量，判定濕陷是否消除或消除濕陷深度及地基承載力是否滿足設計要求。3）.施工使用的起重設備應選用起重能力大于錘重1.5~2.0倍的帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機或其他專用設備，但必須滿足提升高度的要求，并設置安全裝置。施工中應經常性對夯錘、脫鉤裝置、吊車臂桿和起重索具等關鍵部件進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施。4）施工單位必須按施工規(guī)范要求，開夯前檢查夯錘重量及落距，以確定單擊夯擊能量符合設計要求。5）強夯時土塊、石子等飛擊，現(xiàn)場人員必須戴安全帽，做好安全措施，畫出影響范圍，禁止閑雜人員進入。6）其它未盡事按有關規(guī)范及規(guī)定辦理。
3路橋過渡段病害處理方法
3.1優(yōu)質填料填筑法
使用強度高，變形小的優(yōu)質填料(如級配碎礫石、低標號混凝土等)進行過渡段的填筑。使用輕質力學性能較好的材料，如EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)、人工氣泡混凝土(泡沫水泥砂漿)、火山灰、粉煤灰等，填筑路橋過渡段是近年來國內外研究、開發(fā)和應用的一種減輕構筑物自重的工藝方法。采用粉煤灰粉煤灰和一般細粒上相比具有自重輕(減小20%以上)、強度高、壓縮性小，透水性能良好等特點。在一定的工藝條件下，可形成具有一定強度的整體性材料。用其填筑路堤，可有效減小橋頭路堤的總沉降。與地基處理進行綜合考慮，能降低地基的處理費用，減小地基處理的范圍和縮短施工工期。
3.2加筋土法
在過渡段路堤填土(必要時也可包括路基)中埋設一定數(shù)量的拉筋及上工合成材料，形成加筋土路堤結構。土工合成材料所以能用于土體的加筋、加固，主要是利用了在不能受拉的土體中加入了能夠受拉的材料。由于兩種材料彈性模量的很大差異，在共同受力作用下，其變形的不一致將會引起兩種材料的相互錯動趨勢，土筋(土工合成材料)之間將產生很大的摩阻效應。這一摩阻反映在加筋上使筋材受到了張力，反映在土體上是約束了土體的側向變形，從而提高了加筋土的整體強度，限制了加筋土的整體變形。加筋土不僅能增加路基的強度，還能大幅度提高路基的剛度，從而達到減小路基變形的目的。施工時可根據(jù)設計確定的過渡段長度與路堤和橋臺剛度的差值來調整拉筋材料的布置間距和位置，使路橋過渡段軌道下部結構的剛度變化平緩，達到路橋間線路平順過渡的目的。必須注意的是，拉筋埋設范圍與位置不同，將達到不同的處理效果。拉筋僅布置于基床內，其主要作用是加強基床結構，增大基床剛度，減小列車動荷載引起的路基變形。拉筋滿布于路基面以下的路堤(包括地基)內，既能增大基床的剛度，又能減小動載和自重引起的路基變形。實踐表明，當使用了土工加筋材料后，過渡段填土形成一個剛度較大的復合體，能夠將交通荷載分散在較寬面積上。一是能大大降低過渡段的沉降;二是將臺背與路堤交界面處的臺階或跳躍沉降變成連續(xù)的斜坡沉降;三是降低臺背處側向和豎向應力所引起的較大剪應力，自然也就限制了剪應力破壞區(qū)域的變形。
3.3擠密樁復合地基
采用擠密復合地基的方法來處理路基填土，是利用在填筑完畢的路基上成孔，通過擠密作用，使路基土密實度提高，然后在孔內填入材料并振動壓實成樁。隨著路基向橋臺的靠近，可通過樁變長或減小樁間距的方式，使路橋過渡段剛柔得到過渡。由于樁的擠密和置換作用，路堤填土的密實度提高，應力減小，路堤整體剛度增大，從而減小了路堤的壓縮變形。常用的擠密樁有砂樁、土和灰土樁及二灰土樁等。雖然土樁的材料較為低廉，但其需要一整套打入樁施工設，故在經濟上代價較高。劉紹云等提出了采用漸變混凝土樁根治橋頭跳車的方法。它首先在填筑完畢的路基上選擇適當長度范圍內，用麻花鉆機鉆40cm的干孔，平面布置成三組群樁(每組兩排，每排5根樁)，并且逐漸減短樁長，以此漸變路基變形量；然后灌入膨脹混凝土，使路基密實度增加。最后在混凝土樁頂鋪設鋼筋混凝土路面，由此形成漸變混凝土樁剛性過渡段。漸變混凝土樁屬于剛性擠密樁的范疇，但其相對于半剛性擠密樁造價偏高。劉代全等應用半剛性擠密樁實現(xiàn)橋頭剛柔過渡來處治橋頭跳車，該方法是利用半剛性擠密樁加固搭板枕梁基礎及附近一定范圍內的路堤，減小搭板路基端的沉降，從而實現(xiàn)沉降的過渡。
4結語
總之，論文從路橋過渡段路基變形產生的橋頭跳車病害出發(fā)，分析了產生原因，并基于施工組織、強夯實驗、施工工藝流程、施工中應該注意的事項等方面介紹了強夯施工，并重點從防治措施進行了簡要的探討。
