道路桥梁沉降段路基路面施工技术分析.pdf

29现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 2 卷第 7 期2023 年 4 月Vol.2 No.7Apr.2023道路桥梁沉降段路基路面施工技术分析纪 伟，刘泽龙（北京路桥瑞通养护中心有限公司，北京 101399）摘 要：分析道路桥梁沉降段路基路面施工技术，并就施工原料选择、搭板设计、压实施工、排水施工等关键问题展开讨论，通过研究分析，提出了一系列优化施工工艺、监测预警和加强现场管理等改进方案。路基路面的施工技术对于控制道路桥梁沉降问题有着至关重要的意义，在实际施工中，一定要严格执行各项技术要求和优化措施，进一步提高施工质量和施工效率，实现这类技术的升级和改良。关键词：道路桥梁；沉降段；路基；路面；施工技术中图分类号：U416.04;U445.4 文献标志码：AAnalysis of Construction Technology for Roadbed and Pavement of Road and Bridge Settlement SectionJi Wei,Liu Zelong(Beijing Road and Bridge Ruitong Maintenance Center Co.,Ltd.,Beijing 101399)Abstract:This paper Analyzes the construction technology of roadbed and pavement in the settlement section of roads and bridges,and discusses key issues such as construction material selection,slab design,compaction construction,and drainage construction.Through research and analysis,it proposes a series of improvement plans such as optimizing construction technology,monitoring and warning,and strengthening on-site management.The construction technology of roadbed and pavement is of crucial significance for controlling the settlement of roads and bridges.In actual construction,it is necessary to strictly implement various technical requirements and optimization measures,further improve construction quality and efficiency,and achieve the upgrading and improvement of such technologies.Keywords:road and bridge;settlement section;roadbed;road surface;construction technique 作者简介：纪伟（1987），男，北京路桥瑞通养护中心有限公司助理工程师，研究方向为道路桥梁与施工。1 道路桥梁沉降段路基路面施工概述1.1 道路桥梁沉降段路基路面施工存在的问题我国的道路桥梁建设正处于蓬勃发展时期，然而在实际的施工过程中，沉降问题仍然是一个普遍存在的难题。道路桥梁沉降段路基路面施工现状存在着施工材料选用不当、施工工艺不够先进、规划设计不够合理等问题。这些问题容易导致道路桥梁沉降段出现裂缝、变形等安全隐患，增加车辆磨损和维修成本，影响城市交通。因此，在施工中，应优化材料选用，改进施工工艺，加强规划设计，并定期监测和评估沉降情况，及时采取有效措施，以降低沉降问题给道路桥梁带来的不良 影响。1.2 道路桥梁沉降段路基路面施工技术应用的意义随着城市化进程的不断推进，交通工具数量增加，道路使用量增大，道路桥梁沉降问题逐渐凸显出来，为了保证道路的安全性和可持续发展，采用科学有效的路基路面施工技术显得尤为重要。这项施工技术采用高效的路基加固方法和优质的路面材料，能够有效降低道路的沉降速度，减小沉降程度，保证道路在使用中不会出现严重的坑洞和路面塌陷等问题，从而提高道路的使用寿命；针对不同程度的沉降，采用适当的路基加固方法，可以增加路基的承载力，从而提高道路的承载能力，同时采用高品质的路面材料，还可以提高路面的抗压能力和耐久性，从而保证道路在使用中不会出现严重的磨损和龟裂等问题；采用合适的路面设计和路面材料，能够提高道路的防滑性和排水性，从而减少因雨雪天气等原因引起的交通事故，保障行车安全，同时减少道路对交通工具的损伤，提高驾驶的舒适度。2 造成沉降的主要原因2.1 桥台背路堤压实度不足桥台背路堤是指桥台后面的填方路堤，它是桥梁的30现 代 工 程 科 技2023 年 4 月第 2 卷第 7 期重要组成部分，能够有效分担桥梁的荷载。但是，如果填方路堤的压实度不足，就会导致路堤下沉和桥梁沉降。填方路堤的压实度不足通常由填方施工不当、路堤土质不合适、施工时天气湿度过大等引起。2.2 设计环节考虑不充分设计环节考虑不充分通常是由于设计人员对场地环境、材料性能、荷载情况等方面考虑不足，导致设计方案存在缺陷，进而引起道路桥梁沉降等问题。该类问题可能存在于施工的各个环节，如路基设计、路面设计、桥梁设计1。比如在路基设计中未能充分考虑到路基土质的特性，可能导致路基的稳定性降低。2.3 土质结构问题土壤是支撑道路和桥梁的重要基础，而它的组成和结构决定了其承载能力2。当土质层中含有较多的有机质或水分，或者存在较大的空隙时，稳定性和承载能力就会降低，受到地震、地下水位变化、气候变化等因素的影响，会导致土壤的变形和沉降。当道路桥梁发生沉降时，会使路面出现明显的坑洼和凹陷，影响行车的舒适度和安全性，路基路面下沉变形还会导致桥梁的支撑结构产生变形和破坏，进而威胁桥梁的安全。2.4 绑带技术应用问题绑带施工技术是通过在桥梁的支撑结构上加装钢绳或钢带等材料，提高支撑结构的强度和稳定性，如果应用不当会导致桥梁支撑结构出现变化引发桥梁使用问题，如桥梁支撑结构的腐蚀和疲劳，这些现象也会加速桥梁的老化和破坏，甚至增加桥梁倒塌的风险。3 施工技术重点分析3.1 地基回填地基回填的施工技术包括土方开挖及土方运输、回填、夯实等多个环节。其中，回填是地基回填的关键环节，它涉及土壤的压实和密实度的控制，如果回填土压实不够，会导致路基松散、不稳定，从而引发道路桥梁的沉降问题3。在地基回填施工过程中，首先需要对填筑土的类型和特性进行分析和评估，以确定最佳填筑方案。在填筑土料的过程中，需要根据设计要求控制填筑厚度和均匀性，并采用合适的压实设备进行压实，以保证填筑土的均匀性和密实度。只有严格按照规范要求进行地基回填施工，才能保证道路桥梁沉降段的路基路面质量达到设计要求。3.2 沉降搭板施工沉降搭板施工方式主要采用钢制品进行支撑，以解决沉降段路基路面下沉的问题，在施工中需要注意以下关键技术点：临时板的尺寸和数量需要根据实际情况进行精确计算，要根据沉降深度、支撑范围和地基承载力等因素确定搭板长度、宽度和数量；临时支架的布置需要满足支撑均匀、刚度适宜的要求。实际施工过程中需要掌握好工作平台的起吊、拼装和固定技术，使用专业的吊装设备，并按照规定的起吊点和起吊角度进行操作，拼装需要注意接缝处的严密性和平整度。3.3 排水施工施工过程中，需要对路面下的排水系统进行清理、检查和修缮，针对现有的设施可以进行升级或重新设计，以满足路面引水要求。处理填方和排土时，可以采用加筋、加厚或改变路基结构等方式来提高路面的承载能力和排水效果4。在施工过程中，需要对路面覆盖层进行施工，选择沥青混凝土、水泥混凝土等覆盖层，并严格控制施工质量和厚度，以确保路面的平整度和耐久性。在埋设排水管时要选择合适的管材、管径和埋深等参数，以确保排水管的承载能力和排水能力。在排水井建设中，需要考虑井体材料的选择、井盖的固定和防盗措施等，以确保井体的稳固性和安全性。3.4 压实施工在压实施工过程中通常会使用碎石、砂土等材料进行填充，然后使用压路机进行分层压实（图1），要根据不同材料和厚度采用不同的压路机和操作方法，以确保压实效果和路面承载能力。压实密度一般使用动态压实度（DD）或静态压实度（SD）进行评价，需要根据不同路面厚度和材料选择适宜的压实密度。例如，砂土填料的DD值一般控制在93%97%，碎石填料的SD值一般控制在92%96%。在施工中，还需要对压路机进行调整和维护。压路机的调整包括轮胎气压、钢轮数量等参数的调整，维护包括润滑、清洗、更换配件等，其压实时间要根据压实材料和厚度进行合理安排，以确保压实效果和路面承载能力。3.5 桥头搭板设计桥头搭板是指在桥头或桥尾位置临时搭建的平台，用于安装桥墩或拆除桥梁等作业，选址需要考虑施工区域、地形地貌、施工工序等因素，确定合适的搭板位置。例如，钢结构桥头搭板一般把沉降率控制在0.5%以内的3131建造科技纪 伟，刘泽龙：道路桥梁沉降段路基路面施工技术分析区域作为选址范围，钢混凝土结构桥头搭板要求选址地基承载力不小于3MPa。桥头施工平台的结构设计需要满足安全性、稳定性和可靠性要求，计算需要考虑荷载、风荷载、地震荷载等因素。例如，钢结构桥头搭板的承载能力需要考虑荷载类型、荷载分布情况、板材厚度等因素，一般要求承载能力大于设计荷载的1.5倍；钢混凝土结构桥头搭板的承载能力需要满足设计荷载和工作荷载的要求，一般要求其承载能力大于设计荷载的1.2倍。图1 压实施工3.6 施工原料选择选择合适的原料可以保证路基路面的稳定性和承载能力，还可以提高施工效率和降低成本。具体的原料选择包括以下几个方面：以不同地质条件和施工工序为前提选择不同的原料，软土地质条件下可以选择砂土或碎石进行填充和压实，在硬土或岩石地质条件下可以选择钻孔灌注桩或钢筋混凝土进行加固和支撑，根据不同的厚度和承载能力要求选择不同的原料。对于较厚的路基路面，需要选择厚度较大、承载能力较高的材料进行填充和压实，一般采用混凝土或沥青混合料；对于较薄的路基路面，可以选择砂土或碎石进行填充和压实。通常采用动态压实度（DD）或静态压实度（SD）来评价压实材料的压实效果和承载能力，混凝土的强度要求在30MPa以上，沥青混合料的压实度要求达到93%以上5。3.7 填筑施工填筑施工是道路桥梁沉降段路基路面施工中的重要环节。具体施工流程包括清理场地，根据设计要求和地质条件分层填筑，控制填筑层高度不超过30cm。填筑材料需要加水、拌和并加固压实，压实度一般要求动态压实度（DD）不低于95%，静态压实度（SD）不低于100%。填筑材料含水率一般控制在6%8%之间。填筑层完成后进行验收，确认填筑层高度、密实度和平整度等达到设计要求，并进行填筑层的测量以检查均匀性和承载能力。在施工中需要严格按照设计要求和施工规范进行操作，以确保施工质量和安全。4 道路桥梁沉降段路基路面施工技术的改进方面4.1 路基加固传统的路基加固方式主要采用填筑加固的方法，即通过在沉降段上进行填筑加固，以提高路基的承载能力。但是，这种方法存在很大的局限性，如施工周期长、成本高、影响道路通行等问题。为了解决这些问题，现代技术在路基加固方面进行了改进，其中一种新的技术是地基加固技术，通过对路基下方的土层进行加固，以提高路基的承载能力。此外还可以采用新型聚合物材料进行路基加固，这种材料具有强度高、耐久性好、重量轻等优点，能够有效地提高路基的承载能力和稳定性，或者使用地下加固技术，如灌浆加固、钻孔加固等，通过对地下进行加固来提高路基的承载能力和稳定性。以某市快速路路基加固工程为例，在施工前要对作业路面进行清理，勘测原路基存在的沉降和龟裂问题，并有针对性地采用了新型聚合物材料进行加固，具体步骤如下：首先，在路面下方进行了注浆孔的钻孔工作，钻孔深度与路基的厚度相同，钻孔直径为50mm，孔距为1.2m；然后，在钻孔中通过高压注浆设备注入聚合物材料，将聚合物材料充分注入路基下方的土层中。在注浆过程中，可以根据现场实际情况进行调整和控制，确保注浆效果良好；注浆完成后，等待聚合物材料凝固和固化，即可达到增强路基承载力和稳定性的效果。4.2 施工工艺优化近年来，随着新技术的不断发展，施工工艺得到了进一步改善。逐步引入无人机技术对施工现场进行巡检和数据采集，实现了对施工现场全面的实时监控和数据采集；利用智能化施工机器人，自主完成路面施工任务，提高施工效率和精度；采用先进的材料和设备，如高性能混凝土、激光平整仪等，达到提高路面平整度和耐久性的目的，保证了施工质量。同时，还出现了基于数字化和信息化的施工管理和控制系统，通过实时数据的采集、处理和分析，实现了施工全过程的智能化管理和控制。在广州市的某高速公路改造工程中，项目组采用了自动化的填筑设备提高施工效率和减少人工误差，进行路面施工时利用激光平整仪对道路进行测量和评估，以便确定路面的平整度和需要加固的位置，然后采用高性32现 代 工 程 科 技2023 年 4 月第 2 卷第 7 期能混凝土进行路面的施工，并在施工过程中进行严格的施工质量控制，以确保路面的平整度和耐久性；同时使用物联网技术对施工设备的状态和工人的工作进度进行实时监控，及时对施工方案做出调整和优化。通过引入新工艺和新技术，优化了施工路径，提高了沉降段路基路面的施工效率。4.3 监测预警通过在施工过程中设置合理的监测预警系统，能够及时发现和解决施工中的问题，保证施工质量和安全。具体而言，监测预警技术包括传感器监测、数据采集与处理、预警模型建立等环节。传感器监测可以采用应变计、压力传感器等多种传感器对施工现场进行实时监测，获取数据并传输到数据采集与处理系统中。在数据采集与处理系统中，通过对采集到的数据进行处理和分析，建立相应的预警模型，实现对施工现场的实时监控和预警。其中，预警模型的建立是监测预警技术的重要环节。通过对施工过程中的数据进行分析和处理，可以建立相应的模型，并根据模型输出的结果进行预警和管理决策。据统计，通过实时监测和预警，能够提高施工质量和效率，同时降低施工事故发生的概率，取得了较好的经济效益和社会效益。以深圳市南山区海岸城市路扩建工程为例，该工程是南山区政府为提升海岸城市路交通状况，改善市民出行体验而实施的，主要包括路面扩建和交通设施升级等工程内容。在该工程中，施工方为提高施工质量和安全性，采用了监测预警技术，设置了应变计、压力传感器等传感器，通过数据采集与处理系统，建立了相应的预警模型，并设置了合理的预警阈值。一旦监测数据超出了预警阈值，就会自动发出预警信号，提醒施工人员进行相应的管理决策。4.4 设施完备设施完备主要包括基础设施、工具设备、施工材料等方面，在道路桥梁沉降段路基路面施工过程中，充分准备和合理配置设施，能够有效提高施工效率和施工质量，减少施工中的事故和质量问题。以上海市A10公路路基加固工程为例，该工程是为了解决长期运输和过重车辆导致路基沉降等问题而规划实施的，主要包括路基加固和路面铺装等工程内容。在该工程中，施工方为保证施工质量和安全性，充分准备和合理配置了相关设施。在基础设施方面，配备了完备的道路、排水、通信、供电等设施，并进行了充分的规划和布局，确保施工过程中各项工作顺利进行，在实际的路基加固施工中，配备挖掘机、压路机等设备进行土方开挖、回填和压实，同时准备充足的石料、水泥等加固材料；在工具设备方面，配置了各类施工机具、测量设备、安全设备等，如各类钢筋、模板工具，还预先采购了加固材料的测量设备，确保加固材料的配合比例符合要求。因此，设施完备提高了施工效率和质量，为道路桥梁沉降段的加固工程提供了有力的保障。4.5 加强现场施工管理传统的施工管理主要依靠人工经验，缺乏科学、精细的管理手段。而现代施工管理采用信息化技术，通过对施工现场的数据实时采集、传输、处理和分析，从而实现现场施工管理的数字化、信息化和智能化。常用的管理手段包括实时监测设备、工程管理软件、远程监控系统等，可以大大提高施工现场的管理效率和管理水平。以上海市某桥南延线工程为例，项目部在施工现场设置监控摄像头，实时监控施工现场的安全情况和施工进度，以及检测工程质量，及时发现和解决施工中的问题。采用BIM（建筑信息模型）技术进行设计和施工管理，能够实时对施工进度、质量、成本等方面情况进行监测和预警，并实现了施工材料的全程监管和全周期溯源。上述措施的实行取得了显著成效，有效地提高了施工品质和安全性，为道路桥梁沉降段路基路面的工程施工提供了强有力的保障。5 结语综上所述，要通过对传统施工方式的分析和改进，利用新技术、优化工艺、加强管理等多种手段提高施工效率和质量，从而更好地满足社会发展的需求。从业者应持续关注道路建设中的施工技术，并通过不断研究和实践来提高技术水平和施工质量，为社会发展做出更大的贡献。参考文献1 张灵通.道路桥梁工程中沉降段路基路面施工技术分析J.新型工业 化,2022,12(8):113-117.2 胡君胜.道路桥梁隧道软土地基处理J.安徽建筑,2023,30(2):148-150.3 吴相霖.道路桥梁管理及养护分析J.运输经理世界,2023(5):125-127.4 安冠众.市政道路桥梁施工质量通病预防J.砖瓦世界,2023(6):133-135.5 张大明.市政道路施工中的沉降段路基路面施工技术J.建材发展导 向,2023,21(6):157-159.