試論橋頭跳車病害分析及防治技術

◎ 安徽省黃山市公路管理局屯溪分局 葉 軍

目前，隨著公路建設的高速發展，隨著車輛行駛速度的不斷提高，對公路的行駛舒適性和安全性要求也越來越高，從投入使用的公路營運情況來看，仍存在一些不盡人意之處，尤其是在構造物臺背回填處普遍存在“橋頭跳車”的現象。橋頭跳車不僅嚴重影響了行車的安全、車速、舒適度，同時也影響了運行車輛的使用，如何有效地消除橋頭跳車或將跳車減小到最低程度，已成為公路建設中亟待解決的問題。因此，深入開展公路橋頭跳車防治技術的研究，提出措施，對最大限度減少甚至消除跳車現象，滿足公路對行車速度、安全及舒適的要求，以及延長道路的使用壽命等，具有十分重要的現實意義。

1、橋頭跳車的危害

所謂的“橋頭跳車”，是指橋梁、涵洞等構造物本身及臺背由于行車荷載和自重的作用而繼續沉降，通常構造物沉降與臺背沉降不一致即產生不均勻沉降，致使臺背與構造物連接處的路面出現臺階，從而尋致高速行駛的車輛通過臺背回填處產生顛簸跳躍的現象。橋頭跳車的危害主要有：1）降低行車的速度。當車輛行至橋頭陡坎時，為防止車輛的猛烈跳動，司機被迫剎車減速，降低了道路的使用功能。2）容易引起行車事故。由于車輛通過橋頭陡坎引起跳車，使車輛顛簸，引起乘客及司機的不適，同時對司機產生相當不利的心理影響，嚴重時則會影響對車輛的正常操作，造成行車事故。3）影響車輛運營費用。橋頭跳車的出現，提高了車輛的運營成本。4)影響公路養護費用及使用壽命。臺階的存在使得車輛通過時產生跳動和沖擊，從而對橋梁和路面造成附加的沖擊荷載，加速橋頭路面及伸縮縫的破壞。

2、橋頭跳車的病害分析

引起橋頭跳車主要有不均勻沉降、剛度突變和車速與車輛本身的抗振性能等因素。而就公路路況而言，主要是臺背填土與構造物的不均勻沉降。下面對橋頭跳車成因進行簡要分析。

2.1 填筑材料的壓縮

橋臺臺后一般填土較高，按施工程序，都是在完成橋涵結構以后再填筑兩端路堤，這樣就在橋頭形成一個填土較高、施工面狹窄、工期緊迫的作業段，大型機械很難進場操作，既使小型壓路機，在臺背碾壓時也會有死角碾壓不到，給土方壓實工作帶來很大的困難。

2.2 路堤本體填土的沉降

大型機械很難進場操作，即使小型壓路機，在臺背碾壓時也會有死角碾壓不到，給土方壓實工作帶來很大的困難。而實際施工時，土方往往又不能達到最佳含水量，且臺背一定范圍內土方壓實往往輔以人工夯實，壓實功較小，局部密實程度很難達到質量要求。因此，在路堤自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下，路基填料逐漸被壓縮，孔隙率降低，密實度逐漸增大，從而在一定期限內產生路堤本體的沉降。

2.3 排水不暢及填土流失

在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會沿縫隙滲透，下滲水對橋臺一般不產生破壞作用，但是對土類填料，易產生浸蝕和軟化，雨水對路面結構層和路基土產生沖刷和浸蝕，增加路面各結構層和路基土的含水量，造成各種細粒土的流失，隨著路基和各結構層的破壞，在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路基沉陷，產生跳車現象。

2.4 其它因素

工程結構本身設計方案、施工工藝以及采取的處治措施等對橋頭跳車都有較大的影響，設計上除對路基斷面結構和邊坡防護上有所考慮外，其他多數情況下對高路堤設計上并無特殊的要求，如壓實度等指標均與一般路堤相同，因而，在填筑以后受到自重和行車荷載的作用，路堤填土必然要產生豎向變形；再如當前一些施工單位盲目追求進度，沒有嚴格按施工規程作業，臺背填土速度過快，對地基造成擾動和破壞，沒有充分時間固結，這些都是引起跳車現象的原因之一。

3、橋頭跳車綜合防治技術

3.1 地基處理

1）強夯法。強夯法廣泛的應用于地基沉降處治工程中。強夯法一般采用100～400KN的重錘，從6～4m的高處自由落下，對地基土施加強大的沖擊能，在地基中形成沖擊波和動應力，將地基土壓密、振實，以加固地基土，達到提高強度、降低壓縮性。對于天然地基采用強夯處治后，地基承載能力將會成倍提高。對于粘土，承載力可提高1～3倍，而且減少不均勻沉降 ，縮短工期。2）水泥粉煤灰碎石樁。CFG樁是在碎石樁基礎上發展而來，主要由碎石、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強度的樁。碎石是該樁體的粗骨料，石屑是填充碎石孔隙，改善骨料級配的次骨架材料，粉煤灰具有填充作用和火山灰作用。CFG樁樁徑較大時，一般用鉆孔灌注樁的成孔設備：樁徑較小時(350～400mm)，采用振動沉管樁打樁機或螺旋機，有時用振動沉管機和螺旋鉆機聯合使用。施工前一般須進行試樁確定有關技術參數后，再組織大規模施工。

3.2 路堤處治技術

1）施工工序的合理安排。為保證橋臺蓋梁下填土的壓實質量，要求必須先將臺背填土至蓋梁底面標高，再澆注橋臺蓋梁。為避免橋梁、伸縮縫、路堤三者標高不一致形成錯臺，要求鋪筑路面時，先將伸縮縫預留槽臨時用瀝青填筑，待路面鋪筑完畢，再對預留槽進行切縫安裝伸縮縫。

2）土工格柵處治臺背填土。土工格柵處治橋頭跳車的原理是，在填土中沿路線方向分層平鋪土工格柵，格柵層的一端固定于橋臺，另一段與臺背連接，利用土工格柵變形的連續性及其高強度、高彈性、大變形特性，將車輛荷載及上部土體的自重荷載部分地傳遞到橋臺，在臺背局部范圍內，分層阻止填料沿臺背沉降；與此同時，通過格柵與土體的相互作用，改善局部荷載作用下土體內部的受力狀態，將荷載擴散到一個較大的范圍內，從而達到減少外部荷載對土體的壓縮沉降，延長沉降特征長度，使臺背與填土交界部位的階梯狀沉降變為連續漸變沉降。

3.3 路面處治技術

1）設置橋頭搭板。為了避免不均勻沉降對行車造成的不良影響，目前在我國高等級公路建設中常用的方法是在橋臺上設置橋頭搭板。橋頭搭板一端支撐于橋臺，另一端通過枕梁或直接與路基相連。橋頭搭板設置把集中的不均勻沉降量分散在搭板長度范圍內，使柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，從而起勻順縱坡的目的，使車輛通過時跳躍現象大為減少。為了減少板底部彎拉應力，可以采取在板底設置一層或二層水泥穩定碎石層。水泥穩定碎石層改善了板底的局部沉降，為搭板提供了均勻支承、使搭板的受力更加均勻一致；同時，水泥穩定碎石層也改善了枕梁處應力集中的現象，進一步避免搭板和路堤銜接處出現局部沉陷，從而消除了因設置搭板而引起的二次跳車。

2）采用過渡性路面。根據橋涵的長度和路基的容許工后沉降值等，在橋頭一定長度范圍內鋪設過渡性路面，待路堤沉降基本完成(一般為3～5年)后，再改鋪原設計永久性路面。過渡性路面可采用預制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或瀝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應于水泥混凝土路面，最大優點是翻修處理速度快；但不易鋪砌平整，行車仍有抖動感覺，且其砌縫應采用防水材料，以防滲入雨水損害路基。值得推廣的簡便有效方法是瀝青表處過渡層類型，其優點是當出現較大沉降時，可及時補充鋪設一層瀝青混凝土或瀝青砂，便能確保行車暢順，有效避免跳車現象。

4、結語

總之，橋頭跳車是高速公路常見病害，成因復雜，處治技術難度大，面對橋頭跳車問題，除了在設計上進行處理外，還應完善施工工藝、方法和強化施工質量加強建設監理工作，對臺背施工的填土材料、壓實機具、填土厚度進行檢查，分層驗收，層層把關，嚴格執行工序驗收制度，這樣才能確保橋涵兩端填土和路堤施工質量。