试论桥头跳车病害分析及防治技术

◎ 安徽省黄山市公路管理局屯溪分局 叶 军

目前，随着公路建设的高速发展，随着车辆行驶速度的不断提高，对公路的行驶舒适性和安全性要求也越来越高，从投入使用的公路营运情况来看，仍存在一些不尽人意之处，尤其是在构造物台背回填处普遍存在“桥头跳车”的现象。桥头跳车不仅严重影响了行车的安全、车速、舒适度，同时也影响了运行车辆的使用，如何有效地消除桥头跳车或将跳车减小到最低程度，已成为公路建设中亟待解决的问题。因此，深入开展公路桥头跳车防治技术的研究，提出措施，对最大限度减少甚至消除跳车现象，满足公路对行车速度、安全及舒适的要求，以及延长道路的使用寿命等，具有十分重要的现实意义。

1、桥头跳车的危害

所谓的“桥头跳车”，是指桥梁、涵洞等构造物本身及台背由于行车荷载和自重的作用而继续沉降，通常构造物沉降与台背沉降不一致即产生不均匀沉降，致使台背与构造物连接处的路面出现台阶，从而寻致高速行驶的车辆通过台背回填处产生颠簸跳跃的现象。桥头跳车的危害主要有：1）降低行车的速度。当车辆行至桥头陡坎时，为防止车辆的猛烈跳动，司机被迫刹车减速，降低了道路的使用功能。2）容易引起行车事故。由于车辆通过桥头陡坎引起跳车，使车辆颠簸，引起乘客及司机的不适，同时对司机产生相当不利的心理影响，严重时则会影响对车辆的正常操作，造成行车事故。3）影响车辆运营费用。桥头跳车的出现，提高了车辆的运营成本。4)影响公路养护费用及使用寿命。台阶的存在使得车辆通过时产生跳动和冲击，从而对桥梁和路面造成附加的冲击荷载，加速桥头路面及伸缩缝的破坏。

2、桥头跳车的病害分析

引起桥头跳车主要有不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等因素。而就公路路况而言，主要是台背填土与构造物的不均匀沉降。下面对桥头跳车成因进行简要分析。

2.1 填筑材料的压缩

桥台台后一般填土较高，按施工程序，都是在完成桥涵结构以后再填筑两端路堤，这样就在桥头形成一个填土较高、施工面狭窄、工期紧迫的作业段，大型机械很难进场操作，既使小型压路机，在台背碾压时也会有死角碾压不到，给土方压实工作带来很大的困难。

2.2 路堤本体填土的沉降

大型机械很难进场操作，即使小型压路机，在台背碾压时也会有死角碾压不到，给土方压实工作带来很大的困难。而实际施工时，土方往往又不能达到最佳含水量，且台背一定范围内土方压实往往辅以人工夯实，压实功较小，局部密实程度很难达到质量要求。因此，在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下，路基填料逐渐被压缩，孔隙率降低，密实度逐渐增大，从而在一定期限内产生路堤本体的沉降。

2.3 排水不畅及填土流失

在桥涵与路堤的连接部位，由于存在缝隙，雨水会沿缝隙渗透，下渗水对桥台一般不产生破坏作用，但是对土类填料，易产生浸蚀和软化，雨水对路面结构层和路基土产生冲刷和浸蚀，增加路面各结构层和路基土的含水量，造成各种细粒土的流失，随着路基和各结构层的破坏，在外部车辆荷载冲击作用下，必然造成桥头路基沉陷，产生跳车现象。

2.4 其它因素

工程结构本身设计方案、施工工艺以及采取的处治措施等对桥头跳车都有较大的影响，设计上除对路基断面结构和边坡防护上有所考虑外，其他多数情况下对高路堤设计上并无特殊的要求，如压实度等指标均与一般路堤相同，因而，在填筑以后受到自重和行车荷载的作用，路堤填土必然要产生竖向变形；再如当前一些施工单位盲目追求进度，没有严格按施工规程作业，台背填土速度过快，对地基造成扰动和破坏，没有充分时间固结，这些都是引起跳车现象的原因之一。

3、桥头跳车综合防治技术

3.1 地基处理

1）强夯法。强夯法广泛的应用于地基沉降处治工程中。强夯法一般采用100～400KN的重锤，从6～4m的高处自由落下，对地基土施加强大的冲击能，在地基中形成冲击波和动应力，将地基土压密、振实，以加固地基土，达到提高强度、降低压缩性。对于天然地基采用强夯处治后，地基承载能力将会成倍提高。对于粘土，承载力可提高1～3倍，而且减少不均匀沉降 ，缩短工期。2）水泥粉煤灰碎石桩。CFG桩是在碎石桩基础上发展而来，主要由碎石、石屑、粉煤灰、掺适量水泥和水拌和而成的一种具有一定粘结强度的桩。碎石是该桩体的粗骨料，石屑是填充碎石孔隙，改善骨料级配的次骨架材料，粉煤灰具有填充作用和火山灰作用。CFG桩桩径较大时，一般用钻孔灌注桩的成孔设备：桩径较小时(350～400mm)，采用振动沉管桩打桩机或螺旋机，有时用振动沉管机和螺旋钻机联合使用。施工前一般须进行试桩确定有关技术参数后，再组织大规模施工。

3.2 路堤处治技术

1）施工工序的合理安排。为保证桥台盖梁下填土的压实质量，要求必须先将台背填土至盖梁底面标高，再浇注桥台盖梁。为避免桥梁、伸缩缝、路堤三者标高不一致形成错台，要求铺筑路面时，先将伸缩缝预留槽临时用沥青填筑，待路面铺筑完毕，再对预留槽进行切缝安装伸缩缝。

2）土工格栅处治台背填土。土工格栅处治桥头跳车的原理是，在填土中沿路线方向分层平铺土工格栅，格栅层的一端固定于桥台，另一段与台背连接，利用土工格栅变形的连续性及其高强度、高弹性、大变形特性，将车辆荷载及上部土体的自重荷载部分地传递到桥台，在台背局部范围内，分层阻止填料沿台背沉降；与此同时，通过格栅与土体的相互作用，改善局部荷载作用下土体内部的受力状态，将荷载扩散到一个较大的范围内，从而达到减少外部荷载对土体的压缩沉降，延长沉降特征长度，使台背与填土交界部位的阶梯状沉降变为连续渐变沉降。

3.3 路面处治技术

1）设置桥头搭板。为了避免不均匀沉降对行车造成的不良影响，目前在我国高等级公路建设中常用的方法是在桥台上设置桥头搭板。桥头搭板一端支撑于桥台，另一端通过枕梁或直接与路基相连。桥头搭板设置把集中的不均匀沉降量分散在搭板长度范围内，使柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，从而起匀顺纵坡的目的，使车辆通过时跳跃现象大为减少。为了减少板底部弯拉应力，可以采取在板底设置一层或二层水泥稳定碎石层。水泥稳定碎石层改善了板底的局部沉降，为搭板提供了均匀支承、使搭板的受力更加均匀一致；同时，水泥稳定碎石层也改善了枕梁处应力集中的现象，进一步避免搭板和路堤衔接处出现局部沉陷，从而消除了因设置搭板而引起的二次跳车。

2）采用过渡性路面。根据桥涵的长度和路基的容许工后沉降值等，在桥头一定长度范围内铺设过渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般为3～5年)后，再改铺原设计永久性路面。过渡性路面可采用预制水泥混凝土六棱块、条石铺砌、半刚性过渡层或沥青表处过渡层等类型。其中水泥混凝土六棱块和条石铺砌仅适应于水泥混凝土路面，最大优点是翻修处理速度快；但不易铺砌平整，行车仍有抖动感觉，且其砌缝应采用防水材料，以防渗入雨水损害路基。值得推广的简便有效方法是沥青表处过渡层类型，其优点是当出现较大沉降时，可及时补充铺设一层沥青混凝土或沥青砂，便能确保行车畅顺，有效避免跳车现象。

4、结语

总之，桥头跳车是高速公路常见病害，成因复杂，处治技术难度大，面对桥头跳车问题，除了在设计上进行处理外，还应完善施工工艺、方法和强化施工质量加强建设监理工作，对台背施工的填土材料、压实机具、填土厚度进行检查，分层验收，层层把关，严格执行工序验收制度，这样才能确保桥涵两端填土和路堤施工质量。