淺析橋頭跳車的成因及防治措施

付向陽

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，公路成為連接人們經(jīng)濟(jì)的橋梁，不同地區(qū)之間進(jìn)行交流和溝通的交通方式之一。近年，我國(guó)投入高速公路運(yùn)營(yíng)的成本也在不斷地增加，公路建設(shè)的不斷完善下，橋頭跳車現(xiàn)象卻一直存在著，橋頭跳車不僅對(duì)行車安全造成困擾，也會(huì)對(duì)公路的日常維護(hù)工作帶來巨大的負(fù)擔(dān)，而行車速度也會(huì)受到不同程度的影響，因而對(duì)公路或者橋面帶來較大的沖擊載荷，造成橋面或者路面不同程度的毀損。本文就橋頭跳車這一問題入手，分析跳車的原因，并從這些原因入手進(jìn)行分析，找出適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?，以減少公路路面建設(shè)的經(jīng)濟(jì)開支，減輕路面維護(hù)人員的工作，降低橋頭或者公路路面的毀損，延長(zhǎng)公路及橋頭的使用壽命。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車；成因；措施

截止2016年年底，根據(jù)中國(guó)工程院的不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)公路橋梁數(shù)將達(dá)60萬座，總長(zhǎng)4593萬米，成為世界第一的公路橋梁大國(guó)。伴隨著飛速發(fā)展的公路建設(shè)事業(yè)，我國(guó)公路橋梁建設(shè)水平也在不斷地提高，然而仍舊有許多公路橋梁建設(shè)隱患未被解決。

橋頭跳車作為公路建設(shè)運(yùn)營(yíng)中“八大通病”之一，至今仍然沒有找到徹底解決該問題的方案，而橋頭跳車現(xiàn)象無論從政府財(cái)政支出還是個(gè)人安全角度來講，都是一個(gè)重要的課題。

一、橋頭跳車的危害

橋頭跳車現(xiàn)象之所以要解決，是因?yàn)樗鼛淼牟粌H僅是駕車時(shí)顛簸，造成的不僅僅是駕駛舒適感的缺失?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面分析橋頭跳車現(xiàn)象帶來的危害。首先從駕駛方面進(jìn)行分析，駕駛者在長(zhǎng)期的行車過程中，遇到突然的顛簸容易給駕駛者的心理造成過大的負(fù)擔(dān)，且當(dāng)汽車遭遇顛簸后，汽車輪胎與道路表面都會(huì)產(chǎn)生極大的沖擊載荷，長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷過大的沖擊載荷，容易使道路表面產(chǎn)生斷裂、橋梁橋臺(tái)、伸縮縫、橋臺(tái)等不同程度的毀損。其次，過大的沖擊載荷對(duì)于道路的磨損，汽車輪胎的磨損，都是巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，路面的養(yǎng)護(hù)工作量無疑會(huì)加大，而輪胎更換的次數(shù)也會(huì)被提高。最后，橋頭跳車現(xiàn)象在夜間行車時(shí)，容易造成行車安全問題，夜間駕駛時(shí)駕駛者的精神狀態(tài)本就不是很好，當(dāng)駕駛者在駕駛過程中遇到橋頭跳車現(xiàn)象，往往容易出現(xiàn)操作失控等問題，最終對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全帶來巨大的損失。

二、橋頭跳車現(xiàn)象原因分析

（一）地基沉降。

公路建設(shè)選址多數(shù)是在野外或者是暴露的自然環(huán)境中，地基多為天然地基土，在天然地基上修建道路橋梁時(shí)，筑堤過程中往往會(huì)由于來來往往的車輛，不斷地在其基土之上施加連續(xù)載荷，導(dǎo)致天然基土的土質(zhì)發(fā)生變化，原本的天然土地成為欠固結(jié)土，從而導(dǎo)致地基變形以及沉降，地基的變形沉降勢(shì)必引起道路的沉降，橋頭跳車現(xiàn)象也就必然會(huì)發(fā)生。

但是路面的沉降方式根據(jù)不同的情況有幾種不同的沉降模式，一般是局部沉降現(xiàn)象較為普遍，根據(jù)對(duì)已建高等級(jí)公路路橋過渡段的調(diào)查，對(duì)不同不均勻沉降表現(xiàn)形式進(jìn)行了歸類如下：

1.縱坡變化。當(dāng)臺(tái)背與構(gòu)造物不均勻沉降較大時(shí)，有可能造成引道縱坡變化。

2.局部沉降。局部沉降指在構(gòu)造物臺(tái)背的一段過渡段上發(fā)生局部高低差的現(xiàn)象。據(jù)其發(fā)生的位置又分為2種形態(tài)。

（1）垂直錯(cuò)臺(tái)。局部沉降發(fā)生在臺(tái)背與過渡段結(jié)合處，即最大沉降深度距離橋臺(tái)背很近，形成錯(cuò)臺(tái)。有時(shí)過渡段路面不發(fā)生局部沉降而是相對(duì)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高整體下沉，這種情況也會(huì)造成垂直錯(cuò)臺(tái)。

（2）凹陷。局部沉降的最大深度距離橋臺(tái)背有一段距離，局部沉降范圍較錯(cuò)臺(tái)要大。局部沉降是過渡段上局部位置土體與橋臺(tái)以及其他位置上過渡段土體之間不均勻沉降較大而產(chǎn)生的。

3.過渡段橫坡變化。當(dāng)橋梁過渡段為高填土路堤時(shí)，路堤中心和路肩處由于土中應(yīng)力不同而產(chǎn)生不均勻沉降，從而引起路堤橫斷面及路拱坡度變化，這種情況在軟土地基高路堤上發(fā)生較多，過渡段路堤橫斷面及路拱坡度變化，從路線方向來看，橋臺(tái)與填土路堤之間就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，愈靠近路中錯(cuò)臺(tái)高度愈大。

（二）排水不暢及填土的流失。

在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會(huì)沿縫隙滲入，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層和路堤產(chǎn)生沖刷和侵蝕，增加路面各結(jié)構(gòu)層和路堤的含水量，甚至造成各種細(xì)粒土的流失，隨著路堤和各結(jié)構(gòu)層的破壞，在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路堤沉陷，產(chǎn)生跳車現(xiàn)象。甚至在有些環(huán)境質(zhì)量堪憂的地區(qū)，雨水中所含的酸性物質(zhì)較多，對(duì)路橋的破壞能力更大，路面與橋面的結(jié)構(gòu)層將會(huì)遭受雨水的持續(xù)破壞，而路基的填土抗剪切能力都會(huì)下降。當(dāng)達(dá)到一定的時(shí)長(zhǎng)，路面結(jié)構(gòu)會(huì)將會(huì)極度的不平整，造成更嚴(yán)重的跳車現(xiàn)象。

（三）填土壓縮沉降及滑移。

1.填土壓縮。地基沉降的部分值是路基壓縮量造成的。路基壓縮量是由于兩方面的原因造成的，一方面的原因是路堤自身重量的加載，另一方面的原因是汽車垂直所加的載荷以及汽車的振動(dòng)作用，兩方面的載荷導(dǎo)致路面填土被壓縮，填土之間的縫隙減小，填土的密度增大，再加以一定的時(shí)間，整個(gè)路堤的填土?xí)l(fā)生大的變形。

而填土壓縮的程度也會(huì)根據(jù)填土材料的不同發(fā)生變化，不同填土材料會(huì)造成不同的壓縮效果。而一般情況中要盡量少使用具有較大壓縮彈性的材料，材料的壓縮彈性大，就代表材料所能發(fā)生的壓縮率就大。

除去材料會(huì)造成較大的填土壓縮量外，道路橋梁建設(shè)的施工場(chǎng)地也能對(duì)填土的壓縮程度造成影響，一般的建筑施工次序是先搭建橋涵構(gòu)造物，再對(duì)兩側(cè)的路堤進(jìn)行筑建，而當(dāng)施工環(huán)境較為惡劣的情況之下，譬如施工的場(chǎng)地面積小、工期短等情況，就會(huì)造成車輛的對(duì)填土的壓縮不充分，有些地方的填土物沒有被充分地壓縮，橋梁的死角被施工隊(duì)忽略或者由于施工難度而放棄某些位置的壓縮。這種情況下，就會(huì)造成橋梁的局部區(qū)域的壓實(shí)度難以到達(dá)要求水平。

最后，雨水、沿海地區(qū)的水位上漲等不可抗力，都會(huì)造成填土壓縮。

2.填土滑移。造成路面的填土滑移的原因有幾點(diǎn)：①對(duì)橋以及路面進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)的考察工作不到位，導(dǎo)致選擇的路基土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，填土本身就會(huì)發(fā)生滑移現(xiàn)象。而考察失誤，導(dǎo)致建造的路面和橋頭填土自然滑移。②雨水或積水等對(duì)地基的長(zhǎng)期沖刷，導(dǎo)致細(xì)小顆粒物的滑移，路面結(jié)構(gòu)遭受破壞，而這種情況的發(fā)生尤其是當(dāng)填土為沙粒時(shí)的情況。③天然災(zāi)害譬如洪水等侵蝕，導(dǎo)致的填土滑移。

（四）其它原因。

除了以上因素外，汽車的超載、橋頭與路面搭板搭接形式也能夠造成橋頭跳車現(xiàn)象。一般來說路面載荷承受能力有限，長(zhǎng)期過載負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致路堤沉降量加大。而在很多情況中，結(jié)合地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，會(huì)發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)路面的結(jié)構(gòu)破壞情況不一樣。這是由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來中，運(yùn)輸出入情況的不一致導(dǎo)致的，結(jié)合該種問題，路面的搭建鋪設(shè)應(yīng)當(dāng)考慮到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展，結(jié)合路面所需要承受的載荷，設(shè)計(jì)填土材料和路面結(jié)構(gòu)。

而橋頭與路面的搭板搭接方式，在填土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)無故障的前提下，成為橋頭跳車現(xiàn)象的主要的原因。而搭板搭接的失誤，造成的橋頭跳車現(xiàn)象的后果比以上集中因素造成的危害要大得多，因?yàn)榇畎宕罱邮д`往往會(huì)造成二次跳車。而搭板搭接的不當(dāng)往往是施工操作不規(guī)范造成的。

三、橋頭跳車的防治措施

（一）換填法。

當(dāng)臺(tái)背地基經(jīng)充分碾壓后承載力仍無法滿足要求，但臺(tái)背填土高度又不大時(shí)，臺(tái)背基底可做淺層換填處理，如換填當(dāng)?shù)厣暗[或中、粗砂，條件許可時(shí)也可換填石渣、塊石，當(dāng)缺乏上述材料時(shí)，可采用石灰或水泥做淺層加固處理。換填材料要高出地表一定高度以對(duì)地基進(jìn)行超壓。采用換填法時(shí)要求填料符合工程要求，要切實(shí)保證換填土性質(zhì)的均勻性（特別在橋基礎(chǔ)處） ，嚴(yán)格按照規(guī)范有關(guān)要求碾壓夯實(shí)； 如遇到有水情況，還要考慮填筑時(shí)的排水措施。換填法的處理深度宜控制在0. 5～ 3 m以內(nèi)，換填層太薄，效果不顯著； 換填層太厚，處理費(fèi)用太高，且工期較長(zhǎng)。

（二）排水固結(jié)法。

在臺(tái)背填土較高，軟弱土層較厚，地基沉降變形很大時(shí)，僅靠換填不能有效解決問題，需對(duì)地基進(jìn)行深層處治，此時(shí)可考慮采用排水固結(jié)法。排水固結(jié)法是在修筑構(gòu)造物前，對(duì)天然地基或已設(shè)置豎向排水體的地基加載預(yù)壓，使土體固結(jié)沉降基本或大部分完成，從而提高地基土的強(qiáng)度，減少地基工后沉降的一種地基加固處理方法。

排水固結(jié)法處治臺(tái)背地基的簡(jiǎn)單原理是在臺(tái)背正式回填之前，在地基表面垂直打入排水通道，鋪設(shè)砂墊層，然后在砂墊層上填土，填土高度大于路堤設(shè)計(jì)標(biāo)高，迫使地基土密實(shí)，促使其提前下沉，待地基強(qiáng)度及變形達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即開挖臺(tái)背進(jìn)行構(gòu)造物的施工。這樣就可以減少或消除橋臺(tái)地基和臺(tái)背地基間的不均勻沉降。

（三）CFG法。

在工期較緊，容許的工期內(nèi)采用排水固結(jié)法難以達(dá)到工后沉降要求時(shí)，則宜考慮采用水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基方案。CFG樁在碎石樁基礎(chǔ)上發(fā)展而來， 主要是由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥和水拌和而成的一種具有一定粘結(jié)強(qiáng)度的樁。碎石是該樁體的粗骨料，石屑是填充碎石孔隙，改善骨料級(jí)配的次骨架材料，粉煤灰具有填充作用。CFG樁和樁間土一起通過褥墊層（由碎石和石屑組成）形成CFG復(fù)合地基，對(duì)于CFG樁處治構(gòu)造物臺(tái)背地基而言，為了使沉降變形達(dá)到遞減變化的目的，可以通過調(diào)節(jié)樁進(jìn)入地面以下的長(zhǎng)度來控制地基的沉降量，即采用漸變樁實(shí)現(xiàn)橋臺(tái)與路堤的剛?cè)徇^渡。

（四）壓力注漿法。

壓力注漿法就是指利用液壓或氣壓把能凝固的漿液均勻地注入填料地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，驅(qū)走土顆粒間的水分和空氣后填充其位置，經(jīng)過一定的時(shí)間后，漿液將原來松散的土粒膠結(jié)成一個(gè)整體，從而使土基得到加固，減少工后沉降。此方法是應(yīng)用最廣泛的一種處置辦法，近幾年，隨著高速公路橋頭跳車問題的日漸突出，采用注漿技術(shù)處治橋頭過渡段已逐漸在國(guó)內(nèi)多條高速公路上得到應(yīng)用。四川省國(guó)道線廣北路年開始對(duì)部分沉降較大的地段進(jìn)行了注漿處治，達(dá)渝高速公路二期工程完工后也對(duì)橋頭路堤進(jìn)行了注漿處治，從后期營(yíng)運(yùn)觀測(cè)來看，與同期建設(shè)的其他項(xiàng)目相比，路基的不均勻沉降明顯減少。

（五）強(qiáng)夯法。

強(qiáng)夯法是將重型夯錘從一定高度自由落下，從而對(duì)土體產(chǎn)生巨大的沖擊能，沖擊能一方面可有效地提高土體的密實(shí)度，另一方面使路基附近的橋臺(tái)等構(gòu)造物受到振動(dòng)沖擊力的作用。因此，采用強(qiáng)夯法加固橋臺(tái)背路堤，一方面要研究強(qiáng)夯動(dòng)力作用下對(duì)路基土的夯實(shí)效果； 另一方面也要研究附近結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)夯振動(dòng)沖擊波的承受能力，以及由于構(gòu)造物的存在，對(duì)路基強(qiáng)夯效果的影響。在確保橋臺(tái)允許變形和穩(wěn)定的情況下，對(duì)臺(tái)背路堤進(jìn)行強(qiáng)夯補(bǔ)壓處理較經(jīng)濟(jì)；且強(qiáng)夯設(shè)備簡(jiǎn)單，強(qiáng)夯完畢，設(shè)備一退場(chǎng)，下一道工序或工程即可開始，無須等待，因而與其他處治方法相比，可大大縮短工期。

（六）設(shè)置橋頭搭板。

橋頭搭板是目前我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)中常用的方法，通過搭板把集中的不均勻沉降量分散在搭板長(zhǎng)度范圍內(nèi)，使在柔性路堤產(chǎn)生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺(tái)上，起勻順縱坡的目的，使車輛通過時(shí)跳躍現(xiàn)大為減少。合理設(shè)置橋頭搭板可有效解決局部沉陷和錯(cuò)臺(tái)或橫坡變化的狀況，但不能解決縱坡變化情況，因?yàn)楫?dāng)橋臺(tái)和臺(tái)背路堤之間發(fā)生不均勻沉降后，搭板兩端分別隨兩者下沉，即橋頭搭板繞簡(jiǎn)支端轉(zhuǎn)動(dòng)，縱坡變化仍然存在。

（七） 采用過渡型路面。

根據(jù)橋涵的長(zhǎng)度和路基的容許工后沉降值等，在橋頭一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋪設(shè)過渡性路面，待路堤沉降基本完成（一般為3～ 5年）后，再改鋪原設(shè)計(jì)永久性路面。過渡性路面可采用預(yù)制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或?yàn)r青表處過渡層等類型。其中水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌僅適用于水泥混凝土路面，最大優(yōu)點(diǎn)是翻修處理速度快；但不易鋪砌平整，行車有抖動(dòng)感覺，且其砌縫應(yīng)采用防水材料，以防雨水滲入，損害路基。值得推廣的簡(jiǎn)便有效方法是瀝青表處過渡層類型，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)出現(xiàn)較大沉降時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充鋪設(shè)一層瀝青混凝土或?yàn)r青砂，便能確保行車暢順，有效避免跳車現(xiàn)象。

四、結(jié)束語

本文通過橋頭跳車現(xiàn)象的研究現(xiàn)狀入手分析，分析了我國(guó)路橋出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象的原因，并通過一系列的原因，提出相應(yīng)的處治方案。由于各種因素綜合作用，對(duì)于橋頭跳車采用單一措施處治的作用與效果總是有局限性的。因此，為了解決橋頭跳車病害或使防治作用更為有效，需要綜合考慮，同時(shí)采用多種措施進(jìn)行綜合防治。例如，為減少路橋過渡段不均勻沉降，在對(duì)地基進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，考慮臺(tái)背路堤處理措施，譬如采用土工合成材料或者輕質(zhì)回填料回填臺(tái)背，當(dāng)發(fā)現(xiàn)臺(tái)背路堤壓實(shí)度不能滿足要求時(shí)，可采用強(qiáng)夯法予以補(bǔ)壓； 最后在路面或者半剛性材料層下設(shè)置完善排水設(shè)施。

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