淺析橋頭跳車病害處治措施

杜娟

摘 要：橋頭跳車是由于路橋不均勻沉降引起，當(dāng)車輛從路橋銜接處經(jīng)過時(shí)極易發(fā)生車輪振動現(xiàn)象。不僅會影響到車輛運(yùn)行的舒適性，還會降低道路服務(wù)水平，加重橋面損壞程度。為此，本文在全面了解橋頭跳車病害原因的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體案例，提出了高聚物注漿法，以此有效改善橋頭跳車問題，消除病害。

關(guān)鍵詞：橋頭跳車;病害原因;高聚物注漿法

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

近年來，我國交通運(yùn)輸事業(yè)迅速發(fā)展，公路里程急劇增長。然而，在工程數(shù)量快速增加的同時(shí)，也存在一系列問題，尤其是橋頭跳車病害極為突出。橋頭跳車是指橋涵通道等構(gòu)造物與其臺背路堤之間的不均勻沉降而發(fā)生錯(cuò)臺或縱坡變化，此類病害的出現(xiàn)，車輛高速行駛過程中極易出現(xiàn)“跳躍”之感，若不及時(shí)處理，將會嚴(yán)重影響行車舒適性和安全性。因此，開展橋頭跳車病害處治研究具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 橋頭跳車病害原因

1.1 地基強(qiáng)度方面

基于工期等因素的影響，一般情況下，橋涵、通道、路基等工程可同時(shí)施工，橋涵等構(gòu)造物的剛性較大，在地基強(qiáng)度方面要求較高。但是天然地基承載力很難達(dá)到這一要求。為了有效降低不均勻沉降，需要采取行之有效的加固措施，以此提升路基強(qiáng)度。然而，在部分臺背路堤施工中往往未做加固處治，導(dǎo)致此部位地基強(qiáng)度相對較低，引起橋臺和臺后路堤之間強(qiáng)度不同，產(chǎn)生不均勻沉降現(xiàn)象，最終引起橋頭跳車病害。

1.2 排水方面

當(dāng)路面上雨水無法及時(shí)排除的情況下，雨水將會沿著路堤、橋涵通道等構(gòu)造物的縫隙下滲到路基等內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此時(shí)受雨水影響，路面各結(jié)構(gòu)層和路堤填料均會被侵蝕。加之，雨水的不斷沖刷，路基填土較細(xì)的顆粒甚至?xí)挥晁畮ё?，?yán)重破壞原有土質(zhì)結(jié)構(gòu)，致使路基承載力大幅下降，或在橋臺相鄰部位出現(xiàn)局部沉陷病害，進(jìn)而引發(fā)橋頭跳車現(xiàn)象。

1.3 施工方面

施工階段是工程轉(zhuǎn)化為實(shí)體的過程，施工質(zhì)量的優(yōu)劣將會對工程整體質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。若不注重施工質(zhì)量，必定會引發(fā)更為嚴(yán)重的病害，甚至影響結(jié)構(gòu)物使用狀況。因此，必須重視施工質(zhì)量。目前，在施工階段引發(fā)橋頭跳車的主要原因如表1所示。

在施工過程中，很大原因是人的問題，因此，應(yīng)提高人的質(zhì)量管理意識，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每一道施工工序，把好質(zhì)量關(guān)。

1.4 設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)是減少變更、避免返工、降低成本的關(guān)鍵一環(huán)。在路橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)形式不同，對工后沉降的影響也會存有差異，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮施工中的影響因素，保證設(shè)計(jì)合理、科學(xué)，且具有可行性。

2 工程概況

某路橋工程通車運(yùn)營多年，各路段均出現(xiàn)了不同程度的橋頭跳車病害，局部路段甚至已影響車輛行駛的舒適性，為此，決定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修施工。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本路段橋頭跳車的主要原因在于路基不均勻沉降，橋梁構(gòu)造物與路基沉降差過大等。為了進(jìn)一步了解病害情況，部分路段采用了鉆芯取樣法，通過橋頭臺背芯樣情況發(fā)現(xiàn)，本工程回填材料采用了河沙卵石，級配較差。在公路自重、車輛垂直荷載與振動荷載作用下，回填材料的孔隙率越來越小，填料漸漸被壓縮，密實(shí)度卻不斷增大，在行車荷載和自然因素反復(fù)作用下，橋頭路基出現(xiàn)差異沉降。通過歷年交通流量資料顯示，本路段重載車輛較多，交通流量較大，若長時(shí)間采用半幅封閉方式進(jìn)行橋頭沉降處治，將會嚴(yán)重影響路面通行效率。為了解決這一難題，加快橋頭跳車和路基沉降處治速度，改善公路通行質(zhì)量，本文結(jié)合病害調(diào)查情況，提出了高聚物注漿處治橋頭跳車病害的施工方案。

3 橋頭跳車病害調(diào)查與分析

為了詳細(xì)了解本工程橋頭跳車病害情況，本文提出了兩種檢測方法，即橋頭沉降高差測量和探地雷達(dá)測量。具體如下：

3.1 橋頭沉降高差測量

根據(jù)以往研究成果可知，表2為橋頭跳車評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。按照嚴(yán)重程度可將橋頭跳車病害分為4類。

本工程采用3 m直尺測量橋頭沉降高差，分車道進(jìn)行路基與橋臺構(gòu)造物路面之間最大高差測量，并與橋頭跳車評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，判斷本工程橋頭跳車嚴(yán)重程度。通過測量可得，本路段橋頭高差最大值超過15 mm，橋頭跳車嚴(yán)重程度可評定為一般跳車及嚴(yán)重跳車。其中上行方向，橋頭跳車最大沉降值為37 mm;下行方向，橋頭跳車最大沉降值為61 mm?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車輛通過橋頭時(shí)存在明顯的“跳躍”現(xiàn)象。

3.2 橋頭跳車?yán)走_(dá)圖譜分析

對于路基和橋臺構(gòu)造物基層狀況可采用探地雷達(dá)進(jìn)行檢測與分析。通過雷達(dá)圖譜進(jìn)行基層脫空情況判斷，最終可得出路基段基層與底基層范圍內(nèi)在0.5 m測線位置出現(xiàn)斜條狀加強(qiáng)信號，且出現(xiàn)正負(fù)多次起跳，判斷此處對應(yīng)路面裂縫位置，且裂縫已發(fā)展至底基層。路基段各層間粘結(jié)狀況較差，層間粘結(jié)處均出現(xiàn)了較為強(qiáng)烈的電磁波反射信號。判斷瀝青面層與基層粘結(jié)效果較差，存在分層和嚴(yán)重脫空現(xiàn)象。

4 高聚物注漿技術(shù)原理

作為一種膨脹性能強(qiáng)的高分子聚合物材料，高聚物注漿技術(shù)原理為在兩個(gè)不同容器內(nèi)，分別裝入專用樹脂和硬化劑材料兩種材料，通過加熱，轉(zhuǎn)化為液體。隨后通過壓力注漿機(jī)在一定壓力作用下，按設(shè)計(jì)配比均勻混合兩種液體材料，并由注漿管出口噴射到路面結(jié)構(gòu)，在壓力作用下，液體具有較強(qiáng)流動性，通過一系列化學(xué)反應(yīng)，兩種材料混合液在路面空洞、縫隙內(nèi)迅速膨脹，并快速形成體積較大、強(qiáng)度較高的固化物，進(jìn)而擠密、壓實(shí)路面縫隙和松散的基層，增加路面結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性，并形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，提升路面承載力。

5 橋頭跳車病害處治措施

5.1 高聚物注漿工藝

第一，施工準(zhǔn)備。施工前，針對需要修補(bǔ)路段進(jìn)行交通管制，隨后施工人員及機(jī)械設(shè)備入場，并做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

第二，鉆孔。鉆孔前，要將整個(gè)施工現(xiàn)場內(nèi)的雜物、垃圾等清理干凈，并對鉆孔位置進(jìn)行檢查，保證滿足施工標(biāo)準(zhǔn)，一般鉆孔誤差需控制在規(guī)定要求以內(nèi)，不得大于設(shè)計(jì)深度。鉆孔過程中，應(yīng)保證鉆機(jī)和鉆孔垂直，且鉆進(jìn)施工勻速穩(wěn)定。鉆孔后，需及時(shí)將現(xiàn)場浮渣等清理干凈，避免污染鉆孔，對后期注漿施工造成不利影響。

第三，注漿。注漿前再次檢查鉆孔情況，避免雜物影響注漿質(zhì)量。注漿時(shí)，需嚴(yán)格按照注漿深度切割注漿管，并向鉆孔內(nèi)插入注漿管，根據(jù)實(shí)際情況決定注漿所用注漿管的材質(zhì)。此外，還要清理干凈注漿帽凹槽，之后將其焊接在注漿管上端，保證注漿過程中不會由于注漿帽松動而導(dǎo)致壓力減小或注漿中斷。同時(shí)，還要調(diào)試好注漿設(shè)備，避免在施工期間出現(xiàn)問題。在施工過程中，應(yīng)將不同的注漿材料填至注射槍口，調(diào)節(jié)注漿管的速度，避免由于注漿速度過快或過慢造成無法填滿或溢出等情況。

第四，封孔。在鉆孔注漿后，及時(shí)密封鉆孔，避免受到雨水腐蝕。封孔時(shí)可采用路面專用材料，在160℃～200℃的高溫下加熱并澆筑于鉆孔，保證封孔位置平整，如果有漿液溢出，需及時(shí)整平。

第五，清理現(xiàn)場。完成上述施工后，同樣要清理干凈注漿位置，待路面干燥程度滿足規(guī)定要求后，即可開放交通。

5.2 施工檢測與分析

高聚物注漿完成后，需再次復(fù)查路面情況，本工程采用了“雷達(dá)波+鉆芯取樣”的方法，以檢測路面結(jié)構(gòu)密實(shí)情況為主，分析處治效果。根據(jù)注漿前檢測情況，對于注漿前彎沉大于300 μm的病害點(diǎn)，注漿后必須復(fù)測，要求注漿后彎沉平均值應(yīng)比注漿前降低30%以上，且最大彎沉不得大于400 μm，否則須補(bǔ)注漿。經(jīng)沿線注漿前后雷達(dá)波復(fù)查對比，病害部位基層密實(shí)度良好，未發(fā)現(xiàn)明顯空洞，所抽取芯樣密實(shí)，高聚物對脫空部分填充飽滿，整體性好。

目前，本路段已通車運(yùn)營一年多，經(jīng)檢測路況良好，處治過的路面仍未發(fā)現(xiàn)明顯的沉陷、開裂等病害，未出現(xiàn)唧漿等病害點(diǎn)，由此說明，高聚物注漿在處治橋頭跳車病害當(dāng)中具有顯著的應(yīng)用效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，改革開放40多年來，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國家在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投資越來越多。路橋工程作為交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的中堅(jiān)力量，如何提高工程建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。從公路運(yùn)營狀況來講，受行車荷載和自然環(huán)境等因素影響很大，仍存在一些急需解決的問題。橋頭跳車是路橋病害的主要形式之一，當(dāng)車輛從路橋銜接處通行時(shí)極易產(chǎn)生跳躍、顛簸之感，將會嚴(yán)重影響行車舒適性，甚至?xí)p害橋臺等部位，或造成更為嚴(yán)重的交通安全事故。因此，必須重視橋頭跳車問題，根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇處治措施，對癥下藥，最大限度提升道路使用性能，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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