浅析如何防治桥头跳车

孙红军

摘 要：目前我国的高等级公路中普遍存在台背回填部位沉降断裂现象，从而引起了车辆在通过时出现跳跃现象，对车辆造成了冲击，并且加大了路面以及桥涵的荷载，不但降低了路面使用的舒适度，同时，对车辆的速度造成影响，甚至引发交通事故。文章主要对如何防治公路桥头跳车现象进行了论述，通过结合实际的施工经验，对解决该类问题提出了一些合理的措施，以提高公路的行车舒适度。

关键词：桥头跳车；原因；防治

1 原因分析以及影响概述

1.1 原因分析

①地基沉降影响

地基土质不良极易造成沉降现象。公路中在沟壑地段通常设置桥涵，由于该地段具有较高的地下水位，且土质多为软土，因此极易发生沉降现象。软土含水量较高，且压缩性强，颗粒空隙一般较大，抗剪度低，因此沉降现象较易出现在软基段。并且相对于其他路段，桥头路基的填筑高度更高，因此基底应力较大，这也是桥头部位较容易发生地基沉降的原因之一，尤其是在投入使用之后，沉降更容易发生。

②台背填料压缩对路基沉陷的影响

台背填料的空隙较大，且含水量较高，即便是在施工中采取措施也难以消除填料颗粒的空隙。公路在投入使用后，受到公路材料自重的影响，以及车辆荷载作用，加之使用过程中振动的影响，填料会被压缩，其孔隙减小，因此公路在使用一段时间后其路基会发生沉降。因此填料的性质以及施工条件会对压缩沉降造成影响，所以，施工时需要对填料性质以及防护排水工作进行重视。

③刚柔突变引起的沉陷跳车

路面的刚度不同车辆发生跳车现象的振动程度也不同，相对于刚性材料，柔性材料对于振动能量的吸收程度更高。一般的结构物桥台大多采用混凝土或者大刚性坚石砌筑而成，因此整体刚度较大，属于刚性体；而同该结构相连的道路刚性较小，属于弹塑性体。由此可见，在结构物桥台同道路之间存在刚度差，因而结构物桥台以及道路之间的刚度突变以及塑性变形差必然会较大，而这种差异会加大桥头跳车程度。

1.2 对行车的影响

桥头调整对于行车的影响主要表现在对于行车速度的影响上。由于台背路面的断裂以及沉陷等现象使得该部位形成了台阶，因而会对车辆的速度造成影响。而对车速的影响受到诸多因素（路面类型、车辆的初始速度、车辆型号以及台阶高度）的影响。除此之外，司机自身的状态以及道路熟悉度也会对车辆速度造成影响。据不完全统计和实地考察，若是桥头台阶高度为1.5米，就会明显影响车速，台阶每加高1厘米，则车速就会相应降低3千米/时，若是台阶高度超过5厘米，则车辆速度下降程度能够达到9千米至13千米/时，不但会影响行车速度，同时也会对行车的舒适度造成影响。并且刚性路面的这种影响要大于柔性路面；另外车速不同对于车辆行驶的影响也不同，车辆速度在60至80千米/时的速度区间行驶时，其影响最大；另外，车辆的体积、载重不通过，台阶对于车辆的行驶速度影响也有所区别，空车以及小车受到台阶的影响较大。车辆以统一车速在相同的路面环境下行驶，其振动效果也会受到车辆自身抗震性的影响，抗震性能好的车辆其受到的影响自然要小一些。对于行驶中的汽车来说，当车辆在行驶过程中遇到了桥头台阶，则要距离台阶1.5米至1.8米处就提前减速，在经过台阶2米左右的距离后再加速行驶，恢复车辆正常速度。当然，车辆遇到桥头台阶如何处理，还取决于司机的心理状态，以及司机是否熟悉路况，不同的情况下，司机对于桥头台阶的处理情况也是不同的。

2 解决措施

2.1 对地基的处理

软基处理是有效控制跳车现象发生的关键，在我国对于桥头软基的处理办法主要有料粒桩法、加固桩法堆载预压法、浅层处理法等，下面就几种常用的方式进行简要分析。

①深层搅拌法

深层搅拌法是加固土桩法的一种，主要针对软弱粘性土进行处理。其主要通过压缩空气的方式进行地基处理，通过专业店设备，通过中心轴端的不断旋转作用，将周围地基搅松，并向四周喷出粉体固化剂或者浆体固化剂，并进行搅拌，令周围水分被充分吸收。通过令周围基层软土发生一定的化学反应以及物理反应，使得土层硬结，形成具有一定强度的整体复合地基，以对桥头软基承载力予以提高，降低沉降量，并对固结期予以缩短。通过深层搅拌法加固软基其填土速率不会受到限制，且不會造成污染，几乎没有施工振动，周围建筑以及环境不会受到该种施工状况的不良影响。目前我国广深珠高速以及佛开高速和沪宁高速等诸多高级公路都使用了深层搅拌法对公路软基段进行加固。该种方式加固后的路基，施工后效果较好，不会出现大量沉降，但是由于造价较高，因此推广使用受到了限制。

②砂桩加固法

砂桩加固是粒料桩加固的一种。根据工程的实际情况，为了对地基固结的速度予以提高，并减少公路使用后地基的沉降量，采用砂桩加固的方式对超压施工以及堆载施工予以配合，对地基稳定性予以有效提高。目前我国使用该种预压方式对路基进行加固的工程主要有深汕高速以及汕头海湾大桥的北引道，砂桩堆载的方式在该类工程中应用较多，得到了工程方的认可，且效果可圈可点。但是该种加固方式造价同样较高，相对比深层搅拌法略低，但是高于堆载预压的方式。

③排水板堆载预压

该方式是竖向排水预压法的一种，主要用于透水性低的软基处理加固处理。该排水板为塑料结构，由滤套以及芯体共同组成，或者仅为单一材料多孔管道板带。该种结构的特点为方便施工、成本低廉，不过效果较之上述措施略差，处理后仍旧存在少量沉降。该种处理方式需要同超压施工以及堆载预压施工相配合，增大地基的有效应力，并以此提高路基的承载力以及抗剪强度和稳定性。排水板堆载预压的方式从施工上分析，其工程量较小，且操作简便，工期较短，且造价较低。但是其加固效果同上述两种方式对比要逊色许多，加固后路基仍旧存在少量沉降。目前我国高速公路中沪杭甬高速中有所应用。

2.2 对路基的处理

①路堤材料使用超轻材料

通过使用轻质材料对路堤自重予以降低，有效减少地基应力，通过沉降量的减少提高稳定系数。在对路基进行处理时常用的材料为粉煤灰。目前我国有些地方工程以及开始研发新型的超轻材料，该新型材料具有更小的密度，且抗压度较之粉煤灰更强，吸湿性较小，具有较高的耐水性。该种新型材料的研发和应用不但能够降低路堤自重，同时能够有效减少路堤的沉陷现象，避免路面垂直错位的发生。此外，该种材料的环保性能更高，在方便施工、缩短工期的同时，对于环境的影响程度较低；并且对构筑物（小桥台）的侧向压力以及土压力都能够有效减少，从而对构筑物移动变位现象进行控制，保证构筑物稳定性。聚苯乙烯泡沫块一般使用规格厚为0.5米、宽1米、长5米，但是该种材料在柴油或者是汽油环境下会发生溶解，因此材料保护工作必须予以加强。对于材料的保护可以通过浇筑混凝土板的方式进行处理，在材料上浇筑10cm的混凝土保护层能够有效防止有害物质对于聚苯乙烯泡沫块的腐蚀，并有效降低路面总厚度，并在材料侧面设置包边土，用以防止紫外线侵袭。为保证路基平整，需要在其上铺设砂层用以保证平整度。在铺设材料块时，应当注意铺设顺序，从中心开始逐次向两边延伸铺设，保证各层的垂直度，在铺设过程中需要注意的是，应当将接缝错开，使用马钉将材料块同材料块之间固定起来，防治材料发生移动。

②控制路堤的填筑以及速率

处理完地基后，对路堤应进行适当的填筑作业。对地基进行排水处理的，在处理后即可对其路堤进行填筑；而通过水泥桩方式进行的地基处理，则应当在处理后一个月之后再进行路堤的填筑作业。当填筑高度不超过极限高度时可以适当对填筑速率予以提升，但必须保证其沉降量在规范允许范围之内，通过对速率的动态控制保证路堤的填筑质量和施工效率。当路堤高度超过填土的极限高度，则应当通过实测变形量以及沉降对填筑速率予以控制，只要保证日变形量在控制值以内，即保证位移小于3mm，沉降量小于10mm，则填筑操作可以正常进行；若每日的位移量以及沉降量突然异常增加，那么就需要对测量次数进行增加，并分析产生该现象的原因，采取及时有效的措施予以控制，如停止卸载和加载等；若日沉降量超过了标准控制值，但是水平位移量却在标准控制值范围内时，应当将填土速率稍作调整适当减缓，对位移加强分析以及观测，若是位移速率无明显异常且无增大趋势，则可以正常施工。

③在施工过程中要对原料进行严格控制，尤其是对于填料规格进行控制，填料的粒径会直接影响路面的平整度以及填筑的质量。填料的解小应当在材料场进行，保证进场的填料粒径符合施工标准要求。另外，填筑时应当注意对砂砾排水层的保护，处于护坡道部位的该结构对于公路的结构稳定有着重要作用，因此需要在填筑时保证其不被污染，且填筑宽度控制应当以施工的设计坡率为依据。在摊铺中其厚度通过拉线进行控制，因此，要经常检查拉线的定位是否准确。

④对位移进行严格的观测。路堤施工中，路堤的稳定性以及安全性保障基础就是对位移的观测，因此其地位要高于沉降量的观测。在路堤施工中一定要重视位移的观测，对观测数据进行及时的记录和整理，为施工提供参考依据。

⑤预压与沉降补方：填土预压时间越长工后沉降就越小。因此，对有预压要求的路段，尤其是桥头路段和与箱涵相接路段，在施工安排上尽可能早地安排堆载预压。堆载顶面要平整密实有横坡，并适当压实。对地基稳定性较好路段，也可按预测沉降随路堤填筑一次填筑到位。但对于在预压期间低于原定预压标高以下的均需及时补填。对此，施工时在每月均应测定路基顶标高并补填一次。严禁在预压期不补填，而在预压后期，或在路面施工时一次补填的做法。

⑥两次开挖与回填：开挖断面尺寸和要求应符合和遵循设计要求。按设计要求开挖并放样，开挖材料不宜堆放在开挖场地周边，应适当远离。靠路堤端按设计图纸以台阶形式向下开挖。开挖分两次，第一次开挖至砂砾层顶面以上一层填土顶面（以保护砂砾层），待桥台桩柱施工后，清除桥桩施工的一些杂土杂物，然后再作第二次开挖，挖去靠桥台侧砂砾层顶面原填土，设置盲沟排水系统，再按设计要求的材料和路堤结构进行回填。回填材料的粒径和分层填筑厚度要严格按设计要求控制。回填区仍要求采用大型碾压机具碾压，对于台背处和与原路堤拼接部位的压实较难部位，应配合使用小型机具或人工辅助夯实。

⑦排水与防护：软基处理路段的排水极为重要，边沟不通，排水不畅或沟中积水都会影响软基处理效果，施工时应将此作为重点。由于软基沉降有一过程，需要一定的时间，故边沟、护坡道和桥头锥坡的防护应在地基沉降基本稳定或预压结束后进行，以避免由于沉降而使防护层变形、破坏或影响美观。

⑧台背回填处理方式

桥台背后宜选用摩擦角大、强度高、压实快、透水性好的填料，如岩渣、砾石、砂砾等。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排到路基外，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。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m、且与路基相接处按不大于1：1设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般取2～4m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部设置水泥稳定料改善层次，使路堤体的刚度有所提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约10m长，用一定剂量的水泥进行稳定，并且远桥台端与路基相衔接处，采用1：1设置斜坡。上述两种处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。如两种方式同时考虑，则效果更佳。

⑨压实台背填

以降低桥涵端头路堤沉降量为目的，可以通过预压填筑路堤的方式，从而降低桥台结构物同两端路堤之间的相对沉降量，令路基先进行排水，待其固结并完成基本沉降后，在对桥台以及涵洞位置的土方进行开挖，继而在桥涵处进行施工作业。填筑台背前应当将基底进行处理，后设置横向的盲沟或者排水管。在吊装桥涵上部结构以及台前防护工程施工完成后在进行臺背的回填较为适宜，并且应当注重施工中结构物两端的对称性。压实质量是对台背回填后沉降量大小的重要影响因素，由于台背回填位置特殊，处于桥台同路基相连接的位置，碾压作业无法对其进行完全压实，这也是压路机功能上无法消除的缺陷，大吨位的机械由于其振动会影响桥台因此不宜靠近该部位。所以在进行台背回填的施工过程中，应当在台背后预留下能宽度够容纳压路机作业的填筑空间，一般使用的弱振压路机进行作业，若是存在压路机无法碾压的部位，则应当通过小型压实机进行补充碾压，并且填筑层厚度应当保证在10cm至15cm之间，并对碾压次数进行严格控制，并严格检测煤层填筑质量，保证压实度在大于96%。若是机械夯实碾压无法进行，应当人工进行补充。

2.3 对路面进行处理

①桥台搭板的设置

设置在路堤以及桥台之间的搭板起到了过渡沉降的作用，能够有效过渡柔性路堤同刚性桥台之间的沉降差，减少车辆通过该部位的跳跃现象。并且搭板的长度是通过路基的容许沉降值进行计算的，取值3至15cm不等。若是超过8cm则搭板应当设计为两段式或三段式。搭板靠近桥台部位的一段搁置部位一般处于桥台前墙的顶面或者是桥台的牛腿部位。若是桥头以刚性路面作为引道，则搭板的纵坡可以采用与路面设计纵坡平行方式；若是以柔性路面作为引道，则搭板的远台端常置于路面面层与基层之间。为保证搭板不会出现下沉现象，也可在搭板上先铺一层沥青面层，通车后搭板若下沉时，则在其上加铺沥青混凝土或沥青砂。

②变厚式埋板的设置

通常在对跳车段进行处理时会在搭板后设置变厚式埋板，通过这种浅埋式埋板的加设避免二次跳车的发生。埋板的长度根据路面的实际需求不同而不同，范围从3m至5m不等。针对水泥混凝土材料路面，可以使用变厚式板替代同搭板相连的路面板。在变厚式板以及搭板下层，建议使用回弹模量以及强度较高的材料用以保证桥台连接处垂直以及水平方向上刚柔层次能够渐次变化，以此提高该部位整体抗冲击性能以及承载力。可以有效减少错台的发生几率，并对沉陷现象进行调整，保证避免桥头发生二次跳车，并且在一定程度上能够弱化桥头跳车现象。

③路面的过渡性措施

通过计算路基沉降容許值以及桥涵长度，在桥头设置一定长度范围的过渡性路面，待路基完成基本沉降后，对其进行重新铺设，改为永久性路面。在过渡性路面的材料使用中，条石以及混凝土六棱块是常用的材料，但仅在水泥混凝土路面施工中适用，易于翻修，且处理速度快。但是该种路面平整度较差，因而行车舒适度较低，并且在施工砌筑时，砌缝必须进行防水处理，避免雨水渗入对路基造成破坏。

3 结束语

综上所述，防治桥头跳车现象的发生是一个综合性的工程，必须令施工同设计相互配合，但是相信在公路建设工作者的共同努力下，该类问题一定可以解决，以此提高公路的质量以及行车舒适度。

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