高速公路路基与桥涵过渡段施工技术研究

【摘 要】十一五以来，山西的高速公路为了适应交通运输业的飞速发展而得到了长足的发展，特别是近年来每年新通车里程都在1000km以上，我国民经济的发展起到了积极的作用。但是，在高速公路建设过程中，在路基与桥涵过渡段往往会出现不均匀的沉降，加速了路面的早期破坏。本人结合多年的施工实践，并对路基与桥涵过渡段的施工技术进行了专题研究，现总结成文，供大家在今后的施工实践中参考。

【关键词】路基与桥涵；过渡段；施工技术

1 导语

以往的路基与桥涵过渡段采用由柔性路基与刚性桥涵台身的突变过渡，这种过渡往往会在结合部位出现裂缝和不均匀的沉降，造成路面的早期破坏。本人在多年的施工实践中，针对以往桥涵过渡段施工面临的薄弱点，进行了相关探索。经过查阅大量的技术资料和借鉴铁路施工的成功经验，在国家高速公路网青岛至兰州公路山西境临汾至吉县段高速公路路基第22合同段清水河4号大桥进行了路基与桥涵由柔性路基向半刚性过渡段过渡，再由半刚性过渡段向刚性桥涵台身过渡的渐变过渡试验，取得了较好的效果。

2 目前过渡段施工存在的问题

桥涵过渡段是当前高速公路施工的薄弱环节，特别是一些施工企业基于工程造价和工期的影响因素，桥涵两侧的台背回填材料基本与路基填筑料相同，机械化施工又受场地狭小的限制，人工回填质量达不到设计的要求，更有的施工单位贪省事、求速度，对过渡段的基底不进行特殊处理。由于这些问题的存在，过渡段的填筑质量得不到保证，桥涵两侧过渡段经常会出现明显的下沉，既影响行车的舒适性和安全性，又容易导致路面的早期破坏。

3 渐变过渡试验概述

针对路基与桥涵过渡段直接由柔性路基过渡到刚性桥涵台身极易出现不均匀沉降，导致路面早期破坏的现实，本人在国家高速公路网青岛至兰州公路山西境临汾至吉县段高速公路路基第22合同段清水河4号大桥主持进行了路基与桥涵渐变过渡的试验。总结试验经过，可作如下表述：在桥涵两侧留有足够的便于施工机械作业的空间，将一定级配的碎石经过机械拌和作为过渡段的填料，从桥涵基坑开始进行级配碎石的填筑，并分层碾压；对于机械碾压到达不到的部位，在级配碎石中掺加3-5%的水泥，采用小型夯实机械击实到要求的密实度。

4 施工工艺

4.1 工艺流程

路基基底清理按设计要求人工开挖台阶拌制级配碎石汽车运输至施工现场级配碎石摊铺级配碎石碾压养护。

4.1.1 基底清理

清除表面腐殖土、种植土、结构物施工时产生的垃圾等，所有清表杂物外运至指定的弃土场。对基底进行整平，使基底至路基中线向两侧不小于2%的横向排水坡。对原地面坡度大于1:5的开挖台阶，台阶的宽度大于2m，高度不大于20cm，以便压路机进行碾压。压实后对原地面进行K30检测其承载力，应满足地基系数，改良细粒土的地基系数大于等于110MPa/m；砂类土和细粒土的地基系数大于等于130 MPa/m；碎石类及粗粒土大于等于150 MPa/m。无论是何种类型的土质，其动态变形模量均应大于等于40。砂类土和细粒土、碎石类及粗粒土的空隙率均应小于28%。

4.1.2 级配碎石的筛分

级配碎石的筛分时使用的筛孔孔径：0.075mm、0.5mm、2.5mm、5mm、l0mm、25mm、30mm。其通过率分别为：2%～10％、10%～30％、20%～50％、30%～65％、50%～80％、95%～100％、100％。

所用碎石一定满足设计强度要求，符合一定标准。经过筛分试验，累计经过筛孔的重量比分别为5％、18％、45％、58％、84％、98％、100％，均符合设计要求。试验得出该级配碎石的最大干密度为2.29g／cm3，密度2.62 g／cm3，最佳含水量为6.3。该碎石级配不均匀，较小颗粒可以填充较大颗粒间的孔隙。

4.1.3 级配碎石配合比的确定

根据以上筛分结果，级配碎石配合比确定为：（碎石粒径10～30）：（碎石粒径5～10）：石粉＝29：23：48。

4.1.4 级配碎石的拌和

拌和级配碎石选用山西榆次筑路机械厂生产的SWB300水泥稳定土拌和设备，电脑控制上料的重量，确保计量的准确。各种集料从料斗出口出来后，经皮带传送至拌和缸，搅拌均匀。经搅拌缸拌制成的成品，经传输皮带输送至成品料仓。为尽量减少成品料在下料时产生离析，成品料仓放料门采用气泵定时控制开关，定时卸入运料车的车斗内。搅拌整个过程中的加水量视具体情况而定，主要依据为保证级配碎石的最佳压实效果。

4.1.5 级配碎石的运输

用自卸汽车直接将碎石从拌杂站运至桥涵位置，为减轻运输过程中级配碎石产生离析，运料车在运输时采用慢速行驶。根据设计要求计算出摊铺所需的级配碎石量，保证运输车辆一次就位。在施工现场，级配碎石筛分试验每2000m3为一个批次进行，不符合要求的级配碎石要立即清退出场。对涵洞群间级配碎石施工，若运输车辆不能直接将材料运送到现场，则采用长臂挖掘机进行二次倒运。

4.1.6 级配碎石的摊铺

路堤填土摊铺完毕后，确定级配碎石的摊铺范围，划分摊铺边界。一般情况下，过渡段级配碎石的摊铺因受场地条件限制，推土机和平地机工作不太方便，采用人工将级配碎石摊平。每层摊铺的厚度应不得超过20cm。为便于掌握每层级配碎石的摊铺厚度，我们在桥涵的台身标注了厚度控制线。由于级配碎石的稳定性较差，所以，我们在级配碎石两侧填筑包边土，在台身后填筑防水保护层。根据设计要求，对于过渡段与台后路堤不是同时填筑时，需在已经填筑好的路基预留1:2的反向台阶，一般台阶高度为30cm-50cm，宽度为60cm-80cm，以确保衔接处连接成为一个整体。

4.1.7 级配碎石的碾压

为了保证级配碎石有足够的压实度，碾压时，先静压，后振动，遵循先慢后快，先轻后重的原则，压路机速度不超过4km／h。过渡段所在曲线段由内向外碾压，直线段由两边向中间碾压。碾压时，前后两次的碾压段需要纵向重叠0.4m，横缝处的搭接长度不小于2m。第一层摊铺完成后，若含水量适中，先静压一遍后，最好用平地机进行平整，如果平地机无法作业，则采用人工挂线整平，然后用振动压路机振动碾压。若大型压路机不便碾压，则采用小型压路机配合蛙式打夯机进行夯实。碾压流程：静压（2遍）一弱振（2遍）一强振（2遍）一静压抛光（1遍）。采用小型压路机碾压时，碾压遍数应适当增加，以达到要求的压实标准为宜。假设摊铺整个过程中缺乏水分，要准时添加水，碾压结束后还应洒一遍水，保持密闭状态8～10h。

4.1.8 级配碎石的养护

碾压完一层级配碎石层后，需要洒水养护，提升固结度，并且注意，养护期间不答允受较大荷载。

4.2 试验检测内容和检测方法

4.2.1 过渡段基底原地面平整后，用振动压路机碾压密实，使K30地基系数大于等于60MPa。

4.2.2 填筑前，要对碎石加工厂进行选择，现场取样，做室内分析试验，确定配合比及其它质量要求。

4.2.3 填料分层压实，台背两端大型压路机能够碾压的部位尽量采用大型压路机碾压，其余采用小型压路机或蛙式打夯机碾压或击实，采用大型压路机碾压时，最大压实厚度控制在30cm以内，但最小不得小于15cm。采用小型压路机碾压时，压实厚度控制在15cm以内。

4.2.4 过渡段填筑检验：每压实层采用灌砂法做空隙率检验，每填高约30cm做EWd及空隙率试验，每填高约60cm做K30、EWd及空隙率试验。试验结果应满足以下规定：基层表层部位孔隙率n小于18，K30大于190Mpa／m；基床底层以下部位孔隙率n小于28，K30大于150Mpa／m。

5 结束语

经过国家高速公路网青岛至兰州公路山西境临汾至吉县段高速公路路基第22合同段清水河4号大桥过渡段级配碎石施工工序的操纵，使我对该施工工序有了系统性的认知，并针对该施工工艺的优缺点进行了探索。在整个工程的施工整个过程中，施工人员精心准备，合理安排施工进度，使得过渡段级配碎石都符合要求，补充了以往桥涵过渡段施工面临的薄弱点，保证了台身两侧过渡段路基的高稳定性，高平顺性。