桥头跳车的成因分析及有效的防控措施

敖建辉 皇甫全显

摘要：本文主要通过对桥头跳车造成的交通、经济、社会等危害的分析，得出治理桥头跳车的重要性；接着对桥头跳车产生的原因进行了分析，总结出导致桥头跳车最重要的因素是路面与桥涵构造物之间发生的不均匀沉降；最后介绍了国内外常用的对路堤基础，路堤以及路面的处理技术来控制不均匀沉降的发生，从而降低桥头跳车现象的发生。

关键词：桥头跳车；路基工程；形成原因；地基处理

1.桥头跳车的危害

伴随着我国高速公路的不断发展，越来越多的地方需要修建桥涵构造物，特别是山脉过多的四川、贵州一带，桥隧比甚至达到了70%以上。如此多的桥梁，在与公路连接过程中势必会发生公路与桥梁过渡段的不均匀沉降问题造成桥头跳车，这不但影响了汽车的行驶安全，降低乘车的舒适性，还加快了桥梁及路面结构的损坏，降低了公路的使用寿命，为路桥维护制造障碍。其具体表现如下：（1）降低了驾驶人员通过此种道路的舒适性体验，甚至会产生安全问题。由于路面与桥面高度差的存在，司机行驶至此极易造成颠簸，若车速过快，还易造成行驶方向的改变，引起重大交通事故。（2）对通过此路段的车辆也造成严重汽车的磨损，特别是轮胎、底盘等。因跳车的影响，车辆不得不在此路段减速，从而避免颠簸，这就使得汽车的机件和轮胎收到不同程度的磨耗；同时，由于汽车速度的不稳定，又提高了车辆的燃油费用，加大了汽车运行时间，造成了不必要的运营成本。（3）降低了高速公路的使用寿命，由于桥头处有错台的影响，公路养护部门会加大养护费用，造成不必要的经济损失。公路与桥梁之间存在的差异性沉降，当车辆快速通过时，势必会对桥梁构造物产生较为严重的附加的冲击力，这就使得桥梁的零部件发生损耗（例如桥梁伸缩缝等），与此同时公路的养护费用也随着台阶的存在而提高，也降低了公路的通行效率。

2.成因分析

产生此种公路病害的直接原因是由于公路与桥台之间的不均匀沉降，而在实际工程中，想要消除这种不均匀沉降几乎是不可能的。

2.1路基的不均匀沉降

2.1.1桥台基础的沉降。在修建桥涵构造物时，我国大部分地区一般采用钢筋混凝土修建，众所周知，钢筋混凝土的刚度一般比路基大，路基一般采用半刚性或者柔性路面，其刚度也大大小于钢筋混凝土。如此大的刚度一般使其沉降在修筑完成后就已经完成，故桥台基础的沉降可以忽略不计。

2.1.2路堤天然地基的沉降。产生公路沉降的主要因素是大部分是由于天然地基的沉降造成。桥梁一般修筑在沟壑地段，土质大部分是松软的砂性土，且天然含水率较高，在这种土质上修筑路堤沉降极易发生。天然地基除了承受构造物本身的重力外，由于有车辆荷载的作用导致该类型土变成了欠固结土，而这种类型的土质在受到车辆荷载以及路堤作用后就会出现十分明显的沉降，特别是在道路的运营阶段，沉降持续时间更长。该类型沉降主要受填土性质以及填土高度影响。

2.1.3路堤填土的沉降。在施工阶段，施工单位一般是在桥涵构造物架设完成后，再对路堤进行下一步的填充。但由于桥涵构造物以及修筑完成，所留的对路堤填充的施工空间极为狭小，压实度很难得到保证。并且在土质自重应力以及车辆垂直荷载作用下，路堤填料逐渐被压缩，孔隙水被挤压出来整个路基的压实度增加，路基沉降产生。

2.2排水不畅以及填土的流失。排水不畅以及填土的流失造成“桥头跳车”主要是指在桥梁构造物以及路堤的连接部位，在雨季的影响下且路面和路基的排水不畅，雨水会通过接缝流入路基。持续不断的雨水的流入，势必会对地基的土壤造成冲刷磨损，造成土壤的流失。地基土一旦被冲刷的太多，地基的承载力就大大下降，再加上车辆的作用，路基极易发生塌陷现象。

2.3施工已经监理对工程质量把控不严

修筑好桥梁构造物以后，施工单位在进行回填时，没有按规范规定的工序施工，对填土厚度把控不到位，填土的质量要求不严格，再加上路面的防排水措施不完善。局部段落受到作业面的影响无法采用机械碾压夯实，但也没有采取人工夯实措施，造成了压实度达不到要求，在车辆荷载以及自重应力的持续作用下，引起“桥头跳车”。

3.“桥头跳车”的常见处理措施

根据“桥頭跳车”常用的处置措施，以路基沉降为基础，提出解决“桥头跳车”的综合解决方案。

3.1对基础的处理

为降低路桥连接处的不均匀沉降、有效控制“桥头跳车”，需要对路基进行加固处理，对路基的排水以及沉降控制。在对路基进行处理时，要综合考虑路堤的与桥梁的衔接部分，保证路桥过渡段衔接的统一。通过实地考察计算以及专家论证后，考虑选用防控手段要重视以下两点：（1）在路堤处理中，施工单位要注意路基基础的平衡，包括纵向和横向的平衡，纵向的平衡是要保证路面与桥面的平稳顺畅。（2）而对于路基的横向平衡，要保证路肩与路面之间的高度差不宜过大。

对路堤基础的软弱地基处理，目前国内较为常用的有：换填法、强夯法、减少附加应力法、竖向排水体预压法、深层搅拌法和高压喷射浆法、振动碎石桩法和浅层处治法等措施，经过施工以及运营阶段的检测证明，这些方法在一定范围内能有效降低路堤地基的沉降[6]。

3.1.1换填法。如果在施工过程中采用大型机械设备对路基进行碾压后检测其孔隙率仍然不能满足要求，施工单位便可以考虑对路堤基底做浅层的换填处理，采用换填法时需要注意：（1）保证换填土的一致性。（2）当遇到渗水情况，还要设置相应的排水设施，以保证水能顺利排出。

3.1.2排水固结法。当路堤基础填土过高，而且柔性土层较厚，路堤地基沉降大时，换填法不能满足工程要求，需要继续对其进行深层次结构的处理，排水固结法就适用于此种情况。排水固结法是处理天然地基较为普遍的方法，其步骤是先在地基中设置竖向排水设施，然后根据路堤本身重量进行加载；或者在台背回填土之前在其上先进行加载预压，使天然路基中的孔隙水排出，逐渐固结，地基沉降在填土铺设之前完成，同时荷载逐步加大。在运用排水固结法处理路堤基础时，其大致过程是首先在路堤填土回填之前，在基础表面采用垂直的方式打入排水通道，然后铺设一层砂性土来作为垫层，接着在垫层之上再进行填土，在填土的高度超过路堤的设计标高的时候，可以通过填土的自重应力来对地基土进行压实，让地基提前产生沉降，在路堤地基的承载力以及沉降都达到要求之后，再继续开展桥梁构造物的施工。通过排水固结法能够消除或者是降低路堤地基和桥梁构造物地基之间的不均匀沉降，从而避免“桥头跳车”现象的发生。

3.2对路堤的综合处理

路堤与桥梁的不均匀沉降是引起“桥头跳车”的重要原因之一，为了减少路堤的沉降，可以通过以下几点对路堤进行处理：（1）安排好施工工序，只有尽快对路堤地基以及路基填土进行沉降处理，才能保证地基有足够长的时间发生并完成沉降。（2）提高路堤回填路段的压实度，以降低由于路堤填土的自重应力以及车辆荷载的垂直作用下导致的路段压实度增加而产生的沉降。（3）合理选择填土的性质（包括其密实度，承载能力和排水固结能力），以降低填土的自重作用，避免路基由于上部自重应力过大而对下部地基产生过大的压缩沉降。（4）增加路堤自身的承载能力，减少路桥过渡段不均匀沉降。

3.2.1合理安排施工工序。（1）为了保证填土早日进行以期尽早完成填土的沉降压缩，在施工中应先进行桥台的施工，待桥台施工完成后，再开始桥墩的施工。（2）为保证桥台填土的夯实效果，施工中要先使路堤得填土高度达到桥台的标高，再进行下一步工序。

3.2.2强夯法处理台背路堤。强夯法处理基础在国内外得到广泛应用，但是将此种方法用于路堤基础的处理尚待讨论其可行性。强夯法夯实路堤基础是在路基回填完成后，但发现路基存在严重的压实不足的问题时所采取的补救措施。强夯法处理地基基础可以在短时间内提高地基的压实度，保证地基的密实度，从而极大提高土体的均匀性，降低路桥过渡段的不均匀沉降。

由于存在桥梁构造物，使用强夯法必须对桥梁构造物的承载能力（特别是其抗震强度）进行检验。运用强夯法处理路堤基础，不但要研究在重型夯锤作用下对土体的夯实效果，还要研究对于桥梁构造物在冲击力作用下会不会对构造物产生不利的影响。

运用强夯法处理路堤基础需要注意的是必须要确保桥台变形在较小范围内，且不影响结构的稳定性。其优点在于强夯法处理地基基础较为经济，并且强夯使用的设备较为简单，可以大大缩短工期，强夯结束设备退场后，即可进行下一道工序。

3.2.3合理选用回填土。由于此种公路病害在一方面是受路堤自重以及车辆荷载的共同作用的影响，故采用轻质填料不但可以降低对地基的压力作用，而且轻质填料也相较于其他填料更易被压实，沉降的发生极易出现。

3.3对路面的综合处理

3.3.1桥头搭板的设置。设置桥头搭板可以使得不均匀沉降量分散在搭板上从而减少桥面受荷载作用压力，路堤会生成较大的沉降量，这种沉降量逐渐过渡到刚性桥台上，以达到顺纵坡的目的，这种方法可以使得汽车在通过时产生的跳跃现象（桥头跳车）减低。桥头搭板的合理设置可有效解决路桥过渡段发生沉陷以及错台的问题，但是设置桥头搭板并不能解决纵向不平衡的问题，其原因是桥台以及路堤之间出現了不均匀沉降之后，搭板的两端会分别伴随道路以及桥梁出现下沉，此时桥头搭板会绕着简支端转动，故纵向不平衡问题仍然存在。

3.3.2过渡性路面的铺设。过渡性路面就是铺设在公路发生沉降之前的路面，等到路面沉降完成后在铺设设计路面。过渡性路面使用的材料可以是预制水泥混凝土块、条石铺砌或沥青表处过渡层，这些材料不但价格便宜，而且自重应力大，对地基沉降起到一定帮助。目前，过渡性路面使用的最广泛的处理方法就是先铺设水泥混凝土路面，该类型材料密度大，自重应力高，能有效压实地基土，加速地基土孔隙水的排出。

4.结束语

通过对“桥头跳车”相关学术论文的研究，我们可以清楚的发现“桥头跳车”对于行车舒适性、安全性造成了巨大影响，对道路维修道路养护造成巨大困难，而造成“桥头跳车”的原因很多，但大部分还是由于路面与桥涵构造物之间产生的不均匀沉降。了解此种类型的公路病害，明确解决方法，尽可能消除桥头跳车现象。

【参考文献】

[1]蒋功雪.高等级公路台背回填设计与施工的探讨[J].中国公路学报，1995，8（2）.46.

[2]陕西省高等级公路管理局，西安公路交通大学.强夯处理桥台背路基的研究[R].1994.

[3]冯忠居，方贻立，龚坚城，等.高等级公路桥头跳车的危害及其机理的分析[J].西安公路交通大学学报，1999，19（4）：33- 35.