路桥过渡段沉降病害及跳车处治的措施

摘要：本文对路桥过渡段的差异沉降以及桥头跳车进行了分析，并提出一些处理措施。

关键词：路桥过渡段 差异沉降 桥头跳车 处治措施

0 引言

目前，道路在运行过程中，存在着不少问题，其中比较突出的是：路面在台背回填处出现沉陷或断裂，车辆通过台背回填处跳车。这些问题影响道路使用性能和运输效益的发挥。解决台背回填处的跳车问题，已引起道路建设行业的重视，但并未获得满意的解决办法。

1 过渡段沉降差异及跳车产生的原因分析

过渡段沉降差异及跳车主要成因是不均匀沉降、刚度突变和车速与车辆本身的抗振性能等。就路况而言，主要是柔性路面与刚性结构物之间的连接处发生不均匀沉降，产生错台所致。桥梁与路基、路面的组成材料、刚度、强度、胀缩性等存在差异，且桥头连接处受力时易形成集中应力。在车辆荷载、结构自重、自然因素作用下，桥梁与道路同时发生沉降，但两者的沉降量有很大差异，道路的沉降量远大于桥梁的沉降量，形成错台，导致行车时发生桥头跳车。

1.1 设搭板时的沉降分析

1.1.1 桥头过渡段沉降差产生的过程

第一阶段是竣工后至桥面纵坡i2b等于搭板面纵坡i2a时这一过程，主要是桥面由于墩台产生沉降凡造成纵坡变化（△1=i2a-il）控制，其值不能过大，否则将造成桥面破坏，伸缩缝挤坏及支座条件变差。第二阶段是桥台沉降趋于稳定后至整个引道土体趋于稳定。此时的主要特点是桥面纵坡i2b与搭板纵坡i3不相等，两者之间称为纵坡差△2，即△2=i3-i2b其大小对过渡段的行车舒适性影响很大。

1.1.2 沉降差异的表示

通过对沉降差异的形成过程的分析，我们可以将搭板远台端部沉降趋于稳定时的总工后沉降量Sa分成两个部分，即：Sa=Sb+△S.式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；△S一桥台与搭板远离台端下土体之间的差异沉降量。

1.2 未设桥头搭板时的沉降分析

未设置桥头搭板的水泥混凝土路面、沥青混凝土路面，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶。从行车安全和舒适性来看，台阶对行车的影响比设置搭板时的影响要大。未设置桥头搭板时，由于桥台和引道土体沉降差异在桥头形成一个陡坎或台阶。为了便于分析，也将工后引道土体沉降趋于稳定时的总沉降量Sa分成两个部分，即：Sa=Sb+△S。式中，Sb一桥台基础的预期工后沉降量；△S一桥台与引道土体之间的差异沉降值；△S就是台背产生的台阶高度，对行车舒适性的影响很大。

1.3 桥台与路堤间的沉降差

桥台基础一般都作了加固处理，沉降量很小。建成后的桥台沉降可视为零。而路堤填土因其固有的压缩徐变性质，即使经充分压实也难以避免因土基固结等因素造成的沉降，需待通车一段较长时间后才能趋于稳定。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填土沉降。

2 路桥过渡段沉降病害及跳车处治的措施

2.1 台背地基处理

深层搅拌法是用于加固饱和粘性软土地基的一种方法。目前应用最多的为粉喷桩，一般借助于压缩空气，采用专门深层搅拌机械设备，从不断回转的中心轴端向四周被搅松的土体喷出浆体或粉体固化剂（如水泥等），经叶片搅拌并吸收周围水分，在加固的深层软土中进行一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有整体性和一定强度的优质复合地基，从而提高桥头软土地基的承载力，减少沉降量，缩短固结期，提高边坡稳定性。

采用石灰粉喷桩加固软粘土，其原理与道路常用的石灰回固土基本相同。石灰与软土主要发生以下作用：石灰的吸水、发热、膨胀作用；离子交换作用；碳酸化作用（化学胶结作用）、火山灰反应以及结晶作用。这些作用使土体中水分降低、土颗粒微聚而形成较大的团粒，同时土体化学反应生成复合水化物在水中逐渐硬化而与土颗粒粘结一起，从而提高了地基的物理力学性质。水泥搅拌桩加固软粘土基原理是在加固过程中发生水泥的水解和水化反应；水泥水化生成钙离子与土粒的纳离子交换使土粒形成较大团粒。这些反应使土颗粒形成凝胶体和较大颗粒；颗粒间形成峰高状结构；生成稳定的不容于水的结晶化合物，从而提高软土强度。

2.2 桥头路基设计

桥头过渡段路基必须密实、稳定而均质。影响路基强度和稳定的地面水和地下水，必须采取拦截或排出路基以外的措施。一般要求填土处于干燥或中湿状态，过湿状态或强度与稳定性不符合要求的潮湿状态的填土，必须经过处理。

在台背回填区范围内宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料。同时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到路基外，从而减缓雨水的危害，而且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。同时考虑到减轻路堤自重，有效降低地基应力，减少沉降并增大安全系数，可采用轻质材料如粉煤灰等，可以大大降低路堤对地基的荷载，有利于减少地基沉降以及路基对桥台的侧压力。

2.3 路面处理

路桥连接处设置桥头搭板，可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡到刚性桥台上。搭板的近台端至于桥台上，搭板与桥台通过锚筋相连，并在搭板与桥台接缝填入沥青玛蹄脂防治水分渗入。搭板的远台端搁置在路基上，路基沉降后搭板会产生纵向滑移。为此，必须在台顶与搭板之端间设置锚栓。搭板形式分为等厚、变厚度和台阶形三种。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定，常取3m-15m（当超过8m时，宜设计成两段式或三段式搭板）。由于在枕梁处发生局部下沉造成这一部位的跳车，搭板和路堤的衔接处也会有二次跳车产生，为避免二次跳车，可以在搭板尾端加设一段浅埋的变厚式坦板，其长度一般取3m-5m，对于水泥混凝土路面，也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。

2.4 台背填筑材料的选择与施工

桥头过渡段沉降差异及桥头跳车产生的原因，主要是路基压缩沉降和地基沉降引起的，台背处填筑内摩擦角较小的材料，加之压实质量影响，路的的压缩沉降量一般较大，为保证台背处路堤的稳定，其填土应选用内摩擦角较大的透水性材料，如碎石等就能较好地减少路基的压缩沉降，另一方面也有利于台背缝隙中渗入的雨水沿盲沟或泄水管顺利排出路堤外。

台背后填筑透水性材料，应满足一定的长度、宽度和高度要求，在通常情况下，台背填料顺路线方向长度顶部为距翼墙尾端不小于台高加2m，底部距基础内缘控制长度不小于2m，拱桥台背填土长度不应小于台高的3-4倍。台背与路基接壤处，为保证连接质量，一般路基留一斜坡，斜坡度不大于1：1（也可用台阶形式连接）。

参考文献：

[1]黄良钦.解决高等级公路桥头跳车的理论与施工[J].桥梁建设.1999.