高速公路橋頭跳車病害的分析與治理方法探討

楊偉華

（隴南通途公路養護工程有限公司，甘肅 隴南746000）

1 引言

我國高速公路通車里程持續增長，建設質量也在不斷提升。但高速公路橋梁結構物兩側普遍存在橋頭跳車問題，不僅降低車輛行駛速度，影響行車舒適度、安全性，還給道路、橋梁造成較為嚴重的損害，甚至造成安全事故。因此，必須充分掌握高速公路橋頭跳車病害成因，采取有效的治理措施，降低交通運輸成本，改善道路行駛環境。

2 高速公路橋頭跳車病害成因分析

高速公路橋頭跳車主要是因為橋臺建設在軟土地基上，沉降量小，但高填方路堤沉降量大，經過較長的固結時間后，橋臺與填土路堤之間出現差異性沉降，路面形成臺階式縱坡變化，導致車輛行駛在這一區域產生顛簸跳躍現象。橋頭跳車成因復雜、影響因素多、危害影響大，較為常見的幾種橋頭跳車病害有以下幾種。

2.1 地基沉降

地基土質存在問題，路堤自身塑性變化，造成地基沉降導致橋頭跳車。當地基土承載力較低的時候，沉降量會逐漸增加，地基土層的壓縮情況顯著，整體固結周期變長，而且由于受到上層路基填土壓力的影響，相應的應力擴散速度較慢，孔隙水壓消散慢，高速公路建設完成后，臺后地基會持續沉降，隨著工期不斷推進，路基對地基的壓實時間縮短，地基穩定周期不變，造成臺后地基的沉降量增加，路堤投入使用后沉降差異需要經過較長時間才能完成沉降【1】。

2.2 沉降差異

橋頭沉降差異一般出現在橋涵結構物和路堤銜接處，橋臺與臺后填土材料存在差異，其塑性變形、豎向位移受外部環境影響都不同。一般情況下會使用混凝土、堅石等進行橋臺砌筑，橋臺整體剛性較高，而橋臺后部的路基、路面則屬于半剛性或柔性結構類型，因此，橋臺前后連接處的剛度差異較大。高速公路建設完成后，隨使用時間的不斷增加，臺后填土會出現壓縮變形，而橋臺基礎沉降形變較小，橋臺前后能夠抵抗形變的能力不同，2 部分會出現相對沉降差，若差值達到一定范圍，橋臺搭板就會同步出現斷裂等問題，最終引發橋頭跳車問題。

2.3 材料變形

高速公路橋頭后部的填土高度較大，填料之間的空隙率也很大，而且所使用的材料含有一定的水分，在外部載荷及自身重量的共同作用下，填料會出現相應的壓縮，空隙率不斷降低，填料的密度不斷增加，隨時間推移，橋臺后部會逐漸出現沉降現象。

在公路路基設計規范標準中要求公路路堤與橋臺連接處壓實度不得低于96%，在施工中要做好填料強度控制以及地基處理等多方面的工作。公路施工結束后路基不可能完全壓實，在投入使用之后受行車荷載和填料自重作用產生一定程度的壓縮變形，變形積累到一定程度就會導致次固結沉降可能達到總沉降的10%左右，因而造成公路橋頭沉降。

2.4 伸縮縫破損

橋臺伸縮縫主要是為了調節車輛載荷、材料物理性能的。在高速公路建設過程中所使用的各類材料會與上部結構之間存在連接及相對位移，若不能控制伸縮縫質量，則會出現破損問題，若后續道路養護管理工作不到位或存在缺陷，都很容易在橋臺伸縮縫處形成臺階，造成橋頭跳車問題【2】。

2.5 排水不暢

橋涵與路堤連接的區域存在一定縫隙，在路面出現排水問題時，水會沿裂縫、臺背連接接縫等位置不斷滲入道路路基，造成路基軟化，若路基基礎含水率持續增長，路面各結構層與路基土含水量會不斷增加，路基路面的強度、穩定性都可能降低，受外部載荷影響，路基會逐步沉降，進而造成路面出現沉降問題。

3 高速公路橋頭跳車病害治理措施

3.1 減少路基壓縮變形

對臺背地基進行加固處理，能夠有效減少高速公路路橋過渡段存在的不均勻沉降現象，避免橋頭跳車問題的出現。可以采用強夯法處理橋頭導引路堤地基，增加地基土的壓實度，減弱道路路堤沉降總量。通過重型夯錘沖擊地基，將土層壓密、振實，降低土層壓縮性，提高土層強度。或提前在已經填筑完成的路堤上成孔，然后使用特定材料填入、振動、壓實，最終形成樁體，通過樁基的置換，經擠密作用處理后路堤填土的密實度會逐步提高，路堤整體剛度增加、壓縮形變量減小。

利用土工格柵加筋處理臺背路堤，能夠有效提升路堤承載能力。土工格柵加筋在土體中埋置高強度、大模量的土工合成材料，形成加筋土墊層，提高壓力擴散角，通過限制路堤填料側向位移，分散路基應力，減少路基壓縮形變量，能夠減少不均勻沉降，均勻擴散路基基底應力，減小不均勻沉降，消除橋頭跳車現象。

使用小形變、高強度的材料填筑過渡段，如碎石填料。現場施工過程中首先挖出地基表面高壓縮性土，使用顆粒較粗、壓縮性較好的材料進行換填，如輕型填筑材料、天然砂礫、人工氣泡混合土、火山灰、粉煤灰等多種類型的材料。采用換填法能夠有效解決不良地質導致的問題，對于軟弱地基部分的處理不適宜這種方式，因為其經濟性較差、施工難度較大。

3.2 沉降過渡控制

根據破壞機理采用合理的沉降過渡方法，如橋頭搭板、柔性橋臺等方式進行處理。橋頭搭板一端支撐橋臺，另一端使用枕梁或直接與路基進行連接，將不均勻沉降區域都涵蓋在搭板長度范圍內，沉降逐漸過渡至剛性橋臺，施工工藝簡單、便利。搭板長度根據公路等級、過渡段地基土質、臺背路堤高度等要素進行綜合分析、確定【3】。

3.3 減弱地基沉降

采用復合地基、粉噴樁、鋼渣樁、超載預壓等技術對高速公路路基進行地基處理，使沉降變形達到遞減變化。通過調節樁進入地下來控制地基沉降量，控制橋臺與路堤之間的剛柔性能過渡。路堤與路基之間使用剛度滿足標準要求的墊層進行處理，改善復合地基性狀。在考慮經濟性的基礎上，使用輕質材料填筑路基，減輕路堤自重，降低路堤基底應力、地基土附加應力，減少地基沉降及處理費用，提高穩定安全系數。

3.4 路面處理措施

根據高速公路道路建設標準以及現場橋涵長度、路基沉降允許量等參數內容，確定橋頭范圍內過渡性路面的長度，在路堤沉降完成后改鋪原設計永久性路面。或根據臺堤間沉降差確定臺堤結合段預留的反向坡度大小，達到消除橋頭跳車病害的目標。

3.5 改善排水系統

在臺后填筑之前完成地基處理，上部設置泄水管、盲溝。在臺背后范圍內鋪油氈、尼龍薄膜等隔水材料，地溝內設滿足要求的硬塑料泄水管，管壁上開小孔并布置成梅花型，泄水管口應伸出路基、橋頭錐坡之外【4】，在路橋過渡段設置排水系統，能夠有效減少不均勻沉降。

4 結語

高速公路橋頭跳車病害嚴重影響道路安全性、舒適性、經濟性等方面的性能，若因橋頭跳車引發較為嚴重的安全事故，會造成經濟損失和社會影響。采取有效措施預防、控制高速公路橋頭跳車病害，嚴格控制施工質量，結合工程現場實際情況，加強結構性設計，控制施工工序和環節質量，有效降低橋頭跳車病害問題的影響，達到改善道路行駛環境，提升道路通行效率的目標。