高速公路桥头跳车成因及防治措施
摘要：文章对高速公路桥头跳车现象的成因进行分析，提出减少桥头跳车的防治措施。
关键词:沉降 桥头跳车 台背回填 地基处理
桥头跳车是高速公路沥青路面常见的病害，指道路与桥梁台背的衔接区域出现路面或搭板变形、断裂，甚至坑槽，导致高速行驶的车辆经过这一段产生颠簸跳跃现象。桥头跳车不仅直接影响道路行车舒适性和安全性，还影响道路的使用寿命。需要对桥头跳车现象进行分析与研究，提出有效的防治措施。
1 桥头跳车的成因分析
1.1 桥头路堤地基的沉降
桥头跳车的直接原因是桥台与路堤的沉降差异。桥涵通常置于沟壑地段,地下水位较高,且多属软土。由于软土一般都具有天然含水量大,孔隙比大,压缩性强和抗剪强度低等特点,在软土上填筑路基,便极易产生沉降。同时桥头路基填筑高度较其他地段大,产生基底应力相对较大,更易引起地基沉降,特别是工后沉降较大。而桥台是刚性结构物，其下部一般都有桩基础，因而桥台的变形和沉降非常小，在施工结束时沉降已基本完成。桥头路堤的沉降比桥台要大，造成两者的差异沉降，形成桥头跳车。
1.2 台背填料的压缩沉降
台背填料本身含有水分，存在孔隙，施工中无论采用什么措施、采用何种填料也不可能完全消除填料颗粒间的空隙，即压实度不可能达到 100%。在车辆荷载的重复作用和自身的重力作用下，孔隙率逐渐降低,路基填料逐渐被压缩，在通车后一段时间内产生了压缩沉降，产生了跳车。
1.3 排水不畅
在桥涵与路堤的连接部位，由于桥头的沉降差异，易造成路面开裂，产生缝隙，桥头处路面排水不畅，雨水会沿缝隙渗透，对路面结构层和路堤产生冲刷和浸蚀，增加路面各结构层和路堤的含水量，甚至造成各种细粒土的流失，随着路堤和各结构层的破坏，在外部车辆荷载的冲击下，造成桥头路堤沉陷，产生跳车现象。
1.4 设计考虑不完善
设计人员现场经验少，对结构受力和岩土了解不够深入；设计周期过短，致使设计人员无时间去创新，应作特殊设计的而未进行，采取生搬硬套现成的图纸，表现在桥梁结构设计图纸上；桥头搭板布设不妥，设置搭板的断面尺寸和长度不合理。
形成搭板设计强度不足，产生断板，引起桥头线形突变，诱发车辆跳车现象。
1.5 施工不当
一些施工队盲目追求进度,没有严格按施工规程作业,施工速度过快。台背回填作业面狭小，难以采用大型设备压实，小型压实设备和人工压实难以满足压实要求。这些人为因素使高填土引道不稳定,工后沉降大且不均匀,这是造成跳车现象原因之一。
2 桥头跳车的防治措施探讨
2.1 台后地基加固处理
处理好台后软弱地基是控制桥头跳车的重要措施。对软弱地基处理,目前有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。换填法施工工艺简单，但费用比较高；水泥粉喷桩复合地基加固软土效果明显,施工工期短,且处理深度较浅(深度不超过 15m)，但费用高;超载预压一般可利用施工荷载作为软基预压荷载,但工期较长,超载预压的时间一般为 6 个月，剩余沉降量也大;塑料排水板法施工工艺比较简单，投入劳力少，费用相对较低，并且渗滤吸水性好，具有一定的强度和延伸率，对土的扰动小，预压时间较长，经验较为成熟，是目前处理软基较为常用方法。而在处理深厚软土地基时,则需采用其他方法以期达到较好的加固效果,如在苏嘉杭高速公路(江苏段)建设过程中,由于桥头软土特别深厚(软土最深达35m),多次采用了真空堆载联合预压法进行处理,该方法具有时间短、加固效果好、费用低(较粉喷桩处理可节约费用约 30%) 等优点。无论采用哪一种处理方法,都要根据当地实际情况加以应用,使地基承载能力满足设计要求。
2.2 桥头路基处理
桥头采用超轻材料填筑路基，从而有效地减轻路堤自重，降低地基应力，减少沉降并增大稳定安全系数，常用的轻质材料如粉煤灰等。现在广东等地开始试验推广的新型超轻质材料--泡沫聚苯乙烯块，其密度很小，抗压强度约为 0.25 兆帕，且吸湿性极小，耐水性能很好。所以使用泡沫聚苯乙烯块，可大大减轻路堤体的重量，能成功地遏止桥涵连接路堤的过渡沉陷，从而避免垂直错位；还具有施工简便，不污染环境，缩短工期等优点；还可以减少桥台等构筑物的土压力及侧向压力，从而减少构筑物的移动变位，改善结构物的稳定性。
2.3 提高桥台背的压实度
根据现行的公路路基施工技术规范的有关规定,台背填土不低于同层路基压实度的标准,某些公路建设管理部门还提出:重要部位(台背填土也是其中之一)压实度提高 1～2 个百分点。理论上,可以适当减小引道路堤的沉降量,对桥头跳车有一定的改善。但受桥台背地形狭小的限制,大型压实设备无法作业,小型压实设备能力有限,压实死角、结构物边沿处很难达到要求,形成欠压实区。提高压实度只是一种办法,从根本上还解决不了桥头跳车的问题。
2.4 选择好后台填料
桥台后宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好、固结性好、变形小的填筑材料，如岩渣、砾石等。选用内摩擦角较大的填料也有利于从台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排到路基外，从而减缓雨水的危害，也有利于改善压实性能，使路基容易达到设计要求的密实度。
2.5 增加桥头搭板长度
从设计规定而言，工后容许下沉量桥台为 10cm，台后一带为 20cm，一般路基为 30cm，而利用搭板对桥台和台背的沉降差进行过渡很有必要。为了提高行车的舒适性，当然搭板越长越好，但过长又会增加没必要的投资，在目前的设计中，往往将大型构造物的搭板设的长一些，小型构造物设的短一些，对于搭板长度的设计仍是一个有待研究的课题。
2.6 优化设计
加强对桥梁台背地基进行的勘测，视不同地质情况，提出处理台背地基的设计方案。改变传统的设计思路，运用高速公路建设、营运经验，围绕减少路堤在桥台相邻处的工后沉降，克服伸缩缝处跳车，采取相应的设计方案。填方的排水措施对填方的稳定极为重要,特别是靠近构造物背后的填料,在施工中及施工后易积水下陷,设计时应保证施工中的排水坡度, 设置必要的地下排水设施。
2.7 桥头压力注浆
广义上讲桥头跳车是由于台背填土的软弱而形成的。可将这一部分填土视为“软土”，若将这部分“软土”加固成半刚性结构使路基与桥背之间形成一段整体模量逐渐增加的半刚性结构，则可消除桥头跳车现象。注浆法是通过钻孔和利用注浆设备，运用液压、气压或电化学原理，通过注浆管将浆液分层均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式排出土颗粒间裂隙中的水分和空气，并占据土颗粒间的空间，使路基孔隙比减少，强度提高。经过一段时间后，浆液将原来松散的土颗粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性好的结合体，从而使土基得到加固，减少工后沉降。注浆法成本低，速度快，对环境影响小，是目前处治已建成公路桥头跳车较理想的方法之一。
用这种方法处理桥头填土会取得良好的工程效果并减少工程造价，会有效的防止桥头路面下沉和避免桥头跳车现象，保证行车的平稳性和舒适性。
3 结 语
桥头跳车是一种成因复杂的病害，影响因素多种，这便需要设计、施工、监理单位做到具体情况具体分析，各部门协调合作，制定切实有效的解决方案，合理缩小造价和缩短施工期，才能有效地避免桥头跳车病害产生,确保工程质量。
参考文献
[1]罗海兵.浅论桥头跳车现象的预防与治理[J].城市道桥与防洪,2001.
[2]李宗富.浅谈高速公路桥头跳车注浆处理施工[J].科技创新与应用,2012.
