專利名稱：一種治理公路橋頭跳車的施工方法
一種治理公路橋頭跳車的施工方法技術領域
本發明涉及道路工程、橋梁工程，特別是公路橋(涵)頭的處理工藝，具體地說是一種治理公路橋頭跳車的施工方法。
背景技術：
公路橋(涵)頭跳車是一個世界性的技術難題，主要原因是橋(涵)臺為剛性結構， 自身壓縮幾乎為零，基本不發生沉降；而橋頭臺背填土及其地基在自然環境和荷載作用下發生較大沉降，使橋頭出現顯著的縱坡變化。從而導致車輛通過時產生跳躍的現象，誘發、 加重橋梁病害，縮短交通工具的使用壽命，并影響交通安全。
為了解決橋頭跳車的技術難題，現有技術中設置橋頭搭板，即將搭板的一端頭放在與橋背臺連接的支腿上，另一端頭搭放在路基上；其中靠近橋的搭板端頭與橋面水平，另一端頭頂面與基層平齊或比基層低一些。搭板實際的應用效果是橋面的順延，在搭板處及路基與搭板的連接處，出現了跳車，這是普遍現象。出現這種現象的原因，一是剛柔連接沒有過渡區，二是各連接縫漏水，使路基發生形變或掏空，導致橋頭下沉、跳車。
文獻號為CN102041759B的中國專利公開了一種治理橋頭跳車的過渡路基，其在原路堤位置設置了端部支撐件，并在橋臺與端部支撐件之間傾斜設置鋼筋混凝土空心板、 形成了過渡段路基。該過渡路基可在一定程度上緩解橋頭跳車的技術問題，但是存在以下缺陷(I)施工工藝復雜，需要單做匹配的端部支撐件，當鋼筋混凝土空心板的跨度超過5m 時，還需要做樁基支撐件；(2)從施工角度看，由于臺背施工空間狹窄，大型壓實機的使用受到限制，要達到要求的壓實度十分困難，就在臺背形成欠壓實區，這也是橋頭產生較大沉降的一個潛在原因，上述專利的過渡路基即使設置樁基支撐件(中部支撐件)，仍無法解決臺背的壓實度問題。發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種施工工藝簡單、臺背密實度大于100%的治理公路橋頭跳車的施工方法，其采用強力夯實機強化路基承載力、減小路基自身形變，并設有鋼筋混凝土板提高基層的剛度，形成剛柔過渡段，減小了輪壓沖擊能量，緩解了橋頭跳車的問題。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種治理公路橋頭跳車的施工方法，包括路基處理、基層處理和路面施工，具體包括下述步驟步驟A、在臺背處采用素土或輕體材料分層填壓，每層壓實厚度不超過20cm，每填高 2^3m及路基標高頂面采用強力夯實機夯實、形成穩定的臺背路基；步驟B、制作與橋面等寬的鋼筋水泥混凝土板，并與基層材料在臺背路基上分層鋪設、 形成帶有鋼筋水泥混凝土板的剛柔過渡層；步驟C、在橋面、所述剛柔過渡層上同步進行路面施工。
優選的，所述強力夯實機對路基的接地壓強大于I. 4MPa，單點作用次數大于100 次，擊點間距為擊點直徑的I. 5-3倍。
步驟A中在最佳含水率時夯實的密實度大于100%。
所述強力夯實機的結構中包括帶有振動錘、驅動電機和激振器的振動機構，在振動錘底面的邊緣處設有作用面呈凹圓弧面的斷壓凸條、在振動錘底面的中部均布作用面呈外凸圓弧面的均壓凸條。斷壓凸條切斷振動錘對土體產生的外側向壓力，以減小對橋梁臺背的影響。
步驟B中，所述鋼筋水泥混凝土板的強度不小于20MPa，與臺背的立墻之間預留 2飛cm縫隙，并用浙青砂柔性材料填滿夯實。
采用上述技術方案產生的有益效果在于(I)本發明利用體積較小的強力夯實機對臺背路基進行夯實，所述強力夯實機的振動錘底面的邊緣處設有作用面呈凹圓弧面的斷壓凸條，這樣可以將振動錘的力限制在擊點，防止土體產生的外側向壓力，以減小對橋梁臺背立墻的影響，從而有利于形成穩定的路基、并有足夠的承載力；(2)帶有鋼筋水泥混凝土板的剛柔過渡層的剛性比橋面的剛性小、比普通基層的剛性大、將臺背路基制成一個剛柔過渡段，從而減小了輪壓沖擊能量，減小這一段的振動，縮小了其與橋臺以及普通路基之間的沉降差，緩解了橋頭跳車，而且克服了普通搭板只是橋面順延的缺陷；(3)鋼筋水泥混凝土板有很好的封水作用，與臺背立墻的連接處，用浙青砂搗實，既能起到永久封水的功能， 又是不同材料間的一個彈性體，防止剛性的鋼筋水泥混凝土板對橋臺結構產生破壞；(4) 本發明無需在路基上進行其他的施工，方法簡單、成本低、周期短，且地基穩固、使用壽命長。
圖I是本發明的路基和基層的剖面結構示意圖；圖2是擊點布局結構示意圖；圖3是強力夯實機的結構示意圖；圖4是振動錘底面的A向視圖；其中，I代表導向支架，2代表振動錘，3-1代表均壓凸條，3-2代表斷壓凸條，4代表激振器，5代表驅動電機,6A代表第一導向輪組,6B代表第二導向輪組,7、擊點，10代表橋梁板， 20代表立墻，30代表浙青砂，40代表上基層，50代表鋼筋水泥混凝土板，60代表下基層，70 代表路基。
下面結合附圖對本發明進行詳細描述。
具體實施方式
參看圖1，本發明的治理公路橋頭跳車的施工方法，包括路基處理、基層處理和路面施工，具體包括以下步驟。
步驟A、在臺背處采用素土或輕體材料分層填壓，每層壓實厚度不超過20cm，最佳含水率時壓實度大于95%，每填高2 3m及路基標高頂面采用強力夯實機夯實、形成穩定的臺背路基70。所述輕體材料是指密度較小的填料，由于填料密度較小，由橋頭自重引起的沉降量較小，可大大減少對地基所施加的壓力，從而有利于解決橋頭跳車的技術問題。
在最佳含水率時夯實的密實度大于100%。現有技術中，密實度較低是產生橋頭跳車的一個根本問題。之所以密實度較低，主要有兩方面的原因，一是夯實的強度較低，另一個是在距離臺背立墻較近的區域內大型的夯實設備不適用，而且距離立墻較近會對立墻造成損傷，損傷橋梁基礎，因此造成與橋頭相接區域的欠壓實狀態。在試驗本發明的密實度的過程中表明，現場施工的路基密實度能夠達到甚至大于100%，究其原因，主要是現有的規范中標準較低，普通技術人員被設計規范束縛，很難突破。本發明中強力夯實機對路基的接地壓強大于1. 4MPa，而且能夠避免對立墻造成損傷。其主要原理是通過振動錘的振動對路基實現連續強烈振動，達到土粒的共振效率，利用共振原理在土粒浮滑狀態下向土基施加強大壓實功，達到路基的快速穩定；同時通過作用底板底部中間的均壓凸條，將振動錘機構的作用力進行均勻分散，同時又通過緣邊處的弧形溝槽條切斷振動錘機構對土體的側壓力,避免對橋的邊緣造成過大的側壓力，從而損壞橋體。
本實施例中給出了一種強力夯實機具體結構，參見圖3和4，強力夯實機的結構中包括帶有振動錘2、驅動電機5及激振器4的振動機構，在振動錘2的底面面均勻分布有凸條，所述的凸條結構包括兩種一種是設置在振動錘底面的邊緣處、且作用面呈內凹圓弧面的斷壓凸條3-2，一種是均布在振動錘的底面中部且作用面呈外凸圓弧面的均壓凸條3-1， 斷壓凸條3-2切斷振動錘2對土體產生的外側向壓力。其結構中還包括導向支架I以及設置在振動機構上的第一導向輪組6A和第二導向輪組6B,振動機構借助第一導向輪組6A 和第二導向輪組6B與導向支架I的豎梁形成豎直向滑動配合。所述的激振器4設置在振動錘2內腔，驅動電機5設置在振動錘2的頂端并借助配套傳動機構與激振器4連接。
采用上述強力夯實機，距離臺背立墻20約20cm處，開始對路基施壓，每點作用 10s，約100次。擊點7采用梅花形布局，如圖2所示。由于夯實機距臺背立墻20的距離較近，較大的夯實力會破壞臺背立墻，使之產生裂痕。因此，在該處施工時，采用的夯實機的振動錘作用底面是改進后的，即在振動錘的邊緣處設有切斷側向壓力的斷壓凸條2，這樣振動錘I的作用力不會波及到臺背立墻20。
步驟B、制作與橋等寬的鋼筋水泥混凝土板50，并與基層材料在臺背路基上分層鋪設、形成帶有鋼筋水泥混凝土板的剛柔過渡層。
所述鋼筋水泥混凝土板的強度不小于20MPa，其采用單層Φ12螺紋鋼焊網、寬度與橋(涵)等寬、長度為20-30m。
剛柔過渡層可以是單層、雙層、三層或者多層。圖1是以剛柔過渡層為三層時的結構示意圖，可以看出，當為三層時，所述剛柔過渡層分為上基層40、中基層和下基層60，鋼筋水泥混凝土板50位于中基層，其厚度為依照相關規范設計的中基層厚度。
首先按照公路浙青路面施工技術規范JTG F40-2004對下基層進行拌合、攤鋪和壓實的施工。然后按照公路水泥砼路面施工技術規范(JTJ034-2000)進行鋼筋水泥混凝土板的施工鋪設；鋼筋水泥混凝土板與臺背的立墻20之間預留2飛cm縫隙，并用70#浙青砂填滿夯實，浙青砂30既能起到永久封水的功能，又是不同材料間的一個彈性體，防止對結構產生破壞。最后按照公路浙青路面施工技術規范JTG F40-2004進行上基層的施工。本發明剛柔過渡層的剛度介于橋面與普通路基之間，形成一個剛柔過渡段。所述浙青砂為沙子與一定比例的浙青拌合形成的混合料。
當所述剛柔過渡層為兩層，其分為上基層和下基層，鋼筋水泥混凝土板位于下基層，其厚度為依照相關規范設計的下基層厚度。
當所述剛柔過渡層中的基層為單層時，剛柔過渡層由鋼筋水泥混凝土板和單基層構成，鋼筋水泥混凝土板位于單基層與路基之間、厚度不小于18cm，所述單基層的厚度為按照相關規范設計的厚度。
步驟C、在橋面以及所述剛柔過渡層上同步進行路面施工，形成一體化路面結構。
浙青路面施工時，禁止在橋面與路面基層連接處停機、掉頭、接頭。路面的接頭應避開橋頭處，施工規范同現有施工規范的要求。
綜上，本發明的設計和施工均是基于現有的設計規范和施工規范，無需另外做支撐件，設計規范、施工簡單，主要通過設立剛柔過渡層和夯實路基能夠有效解決橋頭跳車的技術難題。
權利要求
1.一種治理公路橋頭跳車的施工方法，包括路基處理、基層處理和路面施工，其特征在于具體包括下述步驟 步驟A、在臺背處采用素土或輕體材料分層填壓，每層壓實厚度不超過20cm，每填高2~3m及路基標高頂面采用強力夯實機夯實、形成穩定的臺背路基； 步驟B、制作與橋面等寬的鋼筋水泥混凝土板，并與基層材料在臺背路基上分層鋪設、形成帶有鋼筋水泥混凝土板的剛柔過渡層； 步驟C、在橋面、所述剛柔過渡層上同步進行路面施工。
2.根據權利要求1所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于步驟A中所述強力夯實機對路基的接地壓強大于1. 4MPa，單點作用次數大于100次，擊點間距為擊點直徑的1. 5-3倍。
3.根據權利要求2所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于所述強力夯實機的結構中包括帶有振動錘、驅動電機和激振器的振動機構，在振動錘底面的邊緣處設有作用面呈凹圓弧面的斷壓凸條、在振動錘底面的中部均布作用面呈外凸圓弧面的均壓凸條。
4.根據權利要求1所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于步驟A中在最佳含水率時夯實的密實度大于100%。
5.根據權利要求3所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于步驟B中，所述鋼筋水泥混凝土板的強度不小于20MPa，與臺背的立墻之間預留2飛cm縫隙，并用浙青砂填滿夯實。
6.根據權利要求1所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于步驟B中所述剛柔過渡層由上基層、中基層和下基層構成，鋼筋水泥混凝土板位于中基層，其厚度為依照相關規范設計的中基層厚度。
7.根據權利要求1所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于所述剛柔過渡層由上基層和下基層構成，鋼筋水泥混凝土板位于下基層，其厚度為依照相關規范設計的下基層厚度。
8.根據權利要求1所述的治理公路橋頭跳車的施工方法，其特征在于所述剛柔過渡層由鋼筋水泥混凝土板和單基層構成，所述鋼筋水泥混凝土板位于單基層與路基之間、厚度不小于18cm。
全文摘要
本發明公開了一種治理公路橋頭跳車的施工方法，包括路基處理、基層處理和路面施工，具體按照下述步驟進行步驟A、在臺背處采用素土或輕體材料分層填壓，每層壓實厚度不超過20cm，每填高2~3m及路基標高頂面采用強力夯實機夯實、形成穩定的臺背路基；步驟B、制作與橋等寬的鋼筋水泥混凝土板，并與基層材料在臺背路基上分層鋪設、形成帶有鋼筋水泥混凝土板的剛柔過渡層；步驟C、在橋面、所述剛柔過渡層上進行路面施工。本發明施工方法簡單、成本低、周期短，且地基穩固、使用壽命長，有效解決了橋頭跳車的問題。
文檔編號E01C3/04GK102979021SQ201210474679
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者李來賓, 李殿雙, 李文清 申請人:邢臺路橋建設總公司