高速公路桥头跳车病害的分析与治理方法探讨

杨伟华

（陇南通途公路养护工程有限公司，甘肃 陇南746000）

1 引言

我国高速公路通车里程持续增长，建设质量也在不断提升。但高速公路桥梁结构物两侧普遍存在桥头跳车问题，不仅降低车辆行驶速度，影响行车舒适度、安全性，还给道路、桥梁造成较为严重的损害，甚至造成安全事故。因此，必须充分掌握高速公路桥头跳车病害成因，采取有效的治理措施，降低交通运输成本，改善道路行驶环境。

2 高速公路桥头跳车病害成因分析

高速公路桥头跳车主要是因为桥台建设在软土地基上，沉降量小，但高填方路堤沉降量大，经过较长的固结时间后，桥台与填土路堤之间出现差异性沉降，路面形成台阶式纵坡变化，导致车辆行驶在这一区域产生颠簸跳跃现象。桥头跳车成因复杂、影响因素多、危害影响大，较为常见的几种桥头跳车病害有以下几种。

2.1 地基沉降

地基土质存在问题，路堤自身塑性变化，造成地基沉降导致桥头跳车。当地基土承载力较低的时候，沉降量会逐渐增加，地基土层的压缩情况显著，整体固结周期变长，而且由于受到上层路基填土压力的影响，相应的应力扩散速度较慢，孔隙水压消散慢，高速公路建设完成后，台后地基会持续沉降，随着工期不断推进，路基对地基的压实时间缩短，地基稳定周期不变，造成台后地基的沉降量增加，路堤投入使用后沉降差异需要经过较长时间才能完成沉降【1】。

2.2 沉降差异

桥头沉降差异一般出现在桥涵结构物和路堤衔接处，桥台与台后填土材料存在差异，其塑性变形、竖向位移受外部环境影响都不同。一般情况下会使用混凝土、坚石等进行桥台砌筑，桥台整体刚性较高，而桥台后部的路基、路面则属于半刚性或柔性结构类型，因此，桥台前后连接处的刚度差异较大。高速公路建设完成后，随使用时间的不断增加，台后填土会出现压缩变形，而桥台基础沉降形变较小，桥台前后能够抵抗形变的能力不同，2 部分会出现相对沉降差，若差值达到一定范围，桥台搭板就会同步出现断裂等问题，最终引发桥头跳车问题。

2.3 材料变形

高速公路桥头后部的填土高度较大，填料之间的空隙率也很大，而且所使用的材料含有一定的水分，在外部载荷及自身重量的共同作用下，填料会出现相应的压缩，空隙率不断降低，填料的密度不断增加，随时间推移，桥台后部会逐渐出现沉降现象。

在公路路基设计规范标准中要求公路路堤与桥台连接处压实度不得低于96%，在施工中要做好填料强度控制以及地基处理等多方面的工作。公路施工结束后路基不可能完全压实，在投入使用之后受行车荷载和填料自重作用产生一定程度的压缩变形，变形积累到一定程度就会导致次固结沉降可能达到总沉降的10%左右，因而造成公路桥头沉降。

2.4 伸缩缝破损

桥台伸缩缝主要是为了调节车辆载荷、材料物理性能的。在高速公路建设过程中所使用的各类材料会与上部结构之间存在连接及相对位移，若不能控制伸缩缝质量，则会出现破损问题，若后续道路养护管理工作不到位或存在缺陷，都很容易在桥台伸缩缝处形成台阶，造成桥头跳车问题【2】。

2.5 排水不畅

桥涵与路堤连接的区域存在一定缝隙，在路面出现排水问题时，水会沿裂缝、台背连接接缝等位置不断渗入道路路基，造成路基软化，若路基基础含水率持续增长，路面各结构层与路基土含水量会不断增加，路基路面的强度、稳定性都可能降低，受外部载荷影响，路基会逐步沉降，进而造成路面出现沉降问题。

3 高速公路桥头跳车病害治理措施

3.1 减少路基压缩变形

对台背地基进行加固处理，能够有效减少高速公路路桥过渡段存在的不均匀沉降现象，避免桥头跳车问题的出现。可以采用强夯法处理桥头导引路堤地基，增加地基土的压实度，减弱道路路堤沉降总量。通过重型夯锤冲击地基，将土层压密、振实，降低土层压缩性，提高土层强度。或提前在已经填筑完成的路堤上成孔，然后使用特定材料填入、振动、压实，最终形成桩体，通过桩基的置换，经挤密作用处理后路堤填土的密实度会逐步提高，路堤整体刚度增加、压缩形变量减小。

利用土工格栅加筋处理台背路堤，能够有效提升路堤承载能力。土工格栅加筋在土体中埋置高强度、大模量的土工合成材料，形成加筋土垫层，提高压力扩散角，通过限制路堤填料侧向位移，分散路基应力，减少路基压缩形变量，能够减少不均匀沉降，均匀扩散路基基底应力，减小不均匀沉降，消除桥头跳车现象。

使用小形变、高强度的材料填筑过渡段，如碎石填料。现场施工过程中首先挖出地基表面高压缩性土，使用颗粒较粗、压缩性较好的材料进行换填，如轻型填筑材料、天然砂砾、人工气泡混合土、火山灰、粉煤灰等多种类型的材料。采用换填法能够有效解决不良地质导致的问题，对于软弱地基部分的处理不适宜这种方式，因为其经济性较差、施工难度较大。

3.2 沉降过渡控制

根据破坏机理采用合理的沉降过渡方法，如桥头搭板、柔性桥台等方式进行处理。桥头搭板一端支撑桥台，另一端使用枕梁或直接与路基进行连接，将不均匀沉降区域都涵盖在搭板长度范围内，沉降逐渐过渡至刚性桥台，施工工艺简单、便利。搭板长度根据公路等级、过渡段地基土质、台背路堤高度等要素进行综合分析、确定【3】。

3.3 减弱地基沉降

采用复合地基、粉喷桩、钢渣桩、超载预压等技术对高速公路路基进行地基处理，使沉降变形达到递减变化。通过调节桩进入地下来控制地基沉降量，控制桥台与路堤之间的刚柔性能过渡。路堤与路基之间使用刚度满足标准要求的垫层进行处理，改善复合地基性状。在考虑经济性的基础上，使用轻质材料填筑路基，减轻路堤自重，降低路堤基底应力、地基土附加应力，减少地基沉降及处理费用，提高稳定安全系数。

3.4 路面处理措施

根据高速公路道路建设标准以及现场桥涵长度、路基沉降允许量等参数内容，确定桥头范围内过渡性路面的长度，在路堤沉降完成后改铺原设计永久性路面。或根据台堤间沉降差确定台堤结合段预留的反向坡度大小，达到消除桥头跳车病害的目标。

3.5 改善排水系统

在台后填筑之前完成地基处理，上部设置泄水管、盲沟。在台背后范围内铺油毡、尼龙薄膜等隔水材料，地沟内设满足要求的硬塑料泄水管，管壁上开小孔并布置成梅花型，泄水管口应伸出路基、桥头锥坡之外【4】，在路桥过渡段设置排水系统，能够有效减少不均匀沉降。

4 结语

高速公路桥头跳车病害严重影响道路安全性、舒适性、经济性等方面的性能，若因桥头跳车引发较为严重的安全事故，会造成经济损失和社会影响。采取有效措施预防、控制高速公路桥头跳车病害，严格控制施工质量，结合工程现场实际情况，加强结构性设计，控制施工工序和环节质量，有效降低桥头跳车病害问题的影响，达到改善道路行驶环境，提升道路通行效率的目标。