公路橋頭跳車產生的原因及解決對策分析

胡顯昱　趙　越

摘要：隨著我國經濟的迅猛發(fā)展，高速公路的建設在全國各地也迅速展開，隨之而來的則是高速公路使用中不斷出現的各種病害。其中，長期困撓廣大工程技術人員的橋頭跳車這一難題也越來越突出。如何有效地控制橋頭跳車，保證高速公路運營的安全性和舒適性已越來越引起人們的廣泛關注。本文簡述橋頭跳車的原因及其對行車速度的影響，并從理論與施工上論述解決高等級公路橋頭跳車的措施。

關鍵詞：公路橋頭跳車地基路基路面處理方法

0引言

目前，已投入使用的高等級公路(包括高速公路)中，普遍存在一個問題：路面在臺背回填處出現不同程度的沉降斷裂，使車輛通過時產生跳躍和沖擊，從而對橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機和乘客感到顛簸不適，甚至造成車輛大幅度減速，嚴重的可導致交通事故(特別是車輛機械事故)。因此，如何解決高等級公路橋頭跳車問題，對于我們養(yǎng)護部門具有較現實意義

1橋頭跳車產生的原因

1.1地基土質不良造成的沉降橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多屬軟土。由于軟土一般都具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性強和抗剪強度低等特點，在軟土上填筑路基，便極易產生沉降(包括瞬時沉降、固結沉降和次固結沉降)。同時，橋頭路基填筑高度較其它地段大，產生基底應力相對較大，更易引起地基沉降，特別是工后沉降較大。

1.2臺背填料壓縮引起路基的沉降臺背填料因含水份，存在孔隙，施工中采取任何措施也難將填料顆粒聞的孔隙完全消除。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實度逐漸增大，便在一定期限內產生路基沉降。因此，壓縮沉降主要取決于填料性質、施工條件及臺前臺背的防護排水工程的設置等情況。根據有關資料調查研究：當土堤壓實度為95％時，每米填土工后的沉降約為lcm。

1.3剛柔突變引起的沉陷跳車剛度不同的路面在跳車處所產生的振動效果不同，柔性材料對能量的吸收要比剛性材料大。由于結構物橋臺一般采用剛性很大的堅石砌筑或鋼筋混凝土澆注而成，具有較大的整體剛度，屬剛性體；而與結構物橋臺相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬彈塑性體。顯然，道路與結構物橋臺之間存在著較大的剛度差，這個剛度差的存在必然引起道路與結構物橋臺之間產生較大的塑性變形相對差和較大的剛度突變，勢必增強橋頭跳車的振動效果。

2解決橋頭跳車的措施

2.1地基處理處理好橋頭軟弱地基，是控制跳車的關鍵。目前對橋頭軟弱地基處理，國內已有加固土樁法、料粒樁法、豎向排水體預壓法、堆載預壓法和淺層處治法等措施，下面介紹幾種行之有效的常用方法。

2.1.1采用深層攪拌法加固橋頭軟基該法屬加固土樁類型，主要適應于軟弱粘性土。深層攪拌法是借助于壓縮空氣，采用專門深層攪拌機械設備，從不斷回轉的中心軸端向四周被攪松的土中噴出漿體或粉體固化劑(如水泥等)，經葉片攪拌，并吸收周圍水份，在加固的深層軟土中進行一系列物理——化學反應，使軟土硬結成具有整體性和一定強度的優(yōu)質復合地基，從而提高橋頭軟土地基承載力，減少沉降量(特別是工后沉降)，縮短固結期，提高邊坡穩(wěn)定性。其主要施工工藝程序：整平原地面→鉆機定位→鉆桿下沉鉆進→上提噴粉(或噴漿)、強制攪拌→復拌→提桿出孔→鉆機移位。

2.1.2采用砂樁加固橋頭軟基該法屬料粒樁類型，適用于松砂地基、雜填土或軟土，對地基土起置換作用、豎向排水作用和擠密作用，在本世紀30年代起源于歐洲。主要施工工藝程序：整平原地面→機具定位→樁管沉入→加料壓密→拔管→機具移位。為加速地基固結，減少后期沉降，一般根據實際情況，配合堆載預壓或超壓施工，使地基強度顯著提高，同時改善地基的整體穩(wěn)定性。

2.1.3塑料排水板堆載預壓法該法屬豎向排水體預壓類型，主要適用于透水性低的軟弱粘性土。塑料排水板是由芯體和濾套組成的復合體，或是由單一材料制成的多孔管道板帶，自1983年在天津塘沽新港施工試驗成功以來，在全國各地高速公路軟基處理都得以廣泛推廣應用，其主要施工工藝程序：整平原地面一攤鋪下層砂墊層→機具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割斷塑料排水板→機具移位→攤鋪上層砂墊層。為加速排水固結，減少后期沉降，一般都配合堆載預壓或超壓施工，使地基土的有效應力增大、抗剪強度和承載力及穩(wěn)定性都得以提高。其特點是施工簡便快捷，造價較低，但效果比上述兩種類型略差，仍存在少量工后沉降。

2.2路基處理

2.2.1采用超輕質材料作路堤鋪設輕質材料可以減輕路堤自重，有效降低地基應力，減少沉降并增大穩(wěn)定安全系數，常用的輕質材料如粉煤灰等。使用泡沫聚苯乙烯塊，可大大減輕路堤體的重量，能成功地遏止橋涵連接路堤的過渡沉陷，從而避免垂直錯位：另外還具有施工簡便，不污染環(huán)境，能縮短工期等優(yōu)點；同時還可以減少橋臺等構筑物的土壓力及側向壓力，從而減少構筑物的移動變位，改善結構物的穩(wěn)定性。

2.2.2臺背回填處理方式橋臺后宜選用摩擦角大、強度高、壓實快、透水性好的填料，如巖渣、礫石、砂礫等。同時，選用內摩擦角較大的填料也有利于從臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝或泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水的危害，而且也有利于改善壓實性能，使路基容易達到設計要求的密實度。填料的鋪筑一般在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m且與路基相接處按不大于1:1設置斜坡或臺階，回填高度視路堤高度而定，一般取2～4m。橋頭回填處理的另一方式是在路基上部(約50cm范圍內)設置水泥穩(wěn)定料改善層次，使路堤體的剛度有所提高。

2.2.3臺背回填處的壓實為減少橋涵兩端路堤的工后沉降，從而使橋涵兩端路堤與橋臺結構物的相對沉降盡量小一些，一般可選填筑路堤預壓，讓路基排水固結，待路堤沉降基本完成以后再開挖涵洞或橋臺位置土方，然后再施工橋涵。臺背填筑前，宜在處理后的基底頂面上設置橫向泄水管或盲溝。臺背回填宜在完成臺前防護工程及橋涵上部結構吊裝之后進行，同時注意結構物兩端對稱填筑施工。臺背回填的壓實質量是影響臺背回填沉降的一個主要因素。

2.3路面處理

2.3.1設置橋臺搭板搭板設置可以使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，使車輛通過時跳躍現象大為減少。橋頭搭板長度設計應根據路基的容許工后沉降值計算確定，常取3。15m(當超Bm時，宜設計成兩段式或三段式搭板)。搭板的近臺端一般擱置在橋臺前墻頂面或其牛腿上。當橋頭引道為剛性路面時，搭板的縱坡可采用與路面設計縱坡平行方式(稱平置式搭板)。

2.3.2設置變厚式埋板為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設一段淺埋的變厚式埋板，其長度一般取3～5m，對于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式板。在搭板、埋板或變厚式板的下層，為保證與橋臺連接部位的剛柔層次在水平和垂直方向均能漸次變化，建議采用強度及回彈模量均高于其它路段相對應的路面結構層材料，以提高該部位的整體受荷和抗沖能力，有利于減少錯臺幅度，調整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現象。