路桥工程桥头跳车病害分析及处治措施

摘  要：随着公路桥梁建设里程的不断增加，桥头跳车已成为当前路桥工程亟待解决的难题。基于此，本文在全面了解桥头跳车病害成因的基础上，提出了气泡混合轻质土施工方案，结合具体案例，对其性能和施工要点进行了分析与探讨，以期解决路桥工程桥头跳车病害难题。

关键词：路桥工程;桥头跳车;气泡混合轻质土

中图分类号：TD8    文献标识码：A         文章编号：2096-6903（2020）10-0000-00

1 橋头跳车病害成因

桥梁工程作为道路运输体系的重要组成部分，其桥头跳车问题影响着行车的安全性。为了更好地解决桥头跳车病害，必须对其病害成因有所了解。[1]常见成因如下：（1）相比台背填方路堤，桥台构造物本身变形较小，可不作计算，桥台沉降则为其下地基沉降。基于安全因素考虑，公路桥台设计及施工中，对其下地基沉降与稳定性要求较高，若设计时考虑桥跨结构的沉降影响情况，则不会出现较大工后沉降问题，随之就不会有不均匀沉降出现于桥台和台背路堤之间。（2）路堤填土沉降。一般来讲，桥台背具有较高填土高度，若按正常工序施工即“先桥涵构造物，后填筑两端路堤”，则桥头会形成一个特殊施工段[2-3]。在多种因素作用下，路基填料将不断被压缩，孔隙率也将越来越小，密实度随之增大，从而出现沉降现象。（3）排水不畅。一般缝隙会存于桥涵和路堤连接处，沿缝隙雨水将逐渐下渗，加大路面结构的含水量，冲刷路面结构，最终出现台后路堤填土流失问题。同时，在行车荷载等因素影响下，还会引发桥头路堤沉陷和跳车现象。

2气泡混合轻质土性能分析

2.1 原材料选择

为了解决路桥工程桥头跳车问题，本文提出了气泡混合轻质土施工，本次试验原材料采用了425普通硅酸盐水泥，原料土为粘性土，稳泡剂为FA-1+明胶，拌和用以无污染、无杂质的自来水。

2.2 容重性能

（1）为检测气泡混合轻质土的容重性能，在70%相同含水量的条件下，通过不同水泥掺量、不同气泡含量进行对比分析，从而总结变化规律。所得结果如表1所示。

通过表1可知，在气泡混合轻质土含水量和水泥用量相同的情况下，随着气泡含量的增加，其容重下降，且较为明显。如10%水泥含量时，4%气泡含量的容重为1.037 g/cm³，明显高于12%气泡含量容重0.581 g/cm³。但是当气泡混合轻质土含水量和气泡含量相同的情况下，随着水泥含量的增加，对其容重的影响很小。如，4%气泡含量时，10%水泥含量容重为1.037 g/cm³，15%水泥含量容重为1.085 g/cm³，20%水泥含量容重为1.102 g/cm³，增长幅度很小。

（2）在相同15%水泥用量的条件下，通过对不同用水量、不同气泡含量进行对比分析，从而总结变化规律，所得结果如表1所示。由此可见，气泡含量对气泡混合轻质土容重影响很大，且容重大幅度减小，这有利于降低桥头路基填土自重，减少路基沉降，从而有效控制桥头跳车病害的产生。

2.3 抗压性能

结合控制变量法分析用水量、水泥用量及气泡含量对抗压强度的影响。同样在70%相同用水量条件下，以4%、8%、12%气泡含量及10%、15%、20%、25%水泥用量制备试验模型，通过28d养护后，对其单轴抗压强度进行测定，所得结果如下：

（1）4%气泡含量条件下，10%水泥含量抗压强度为0.28MPa，15%水泥含量抗压强度为0.33 MPa，20%水泥含量抗压强度为0.48MPa，25%水泥含量抗压强度为0.77MPa;

（2）8%气泡含量条件下，10%水泥含量抗压强度为0.28MPa，15%水泥含量抗压强度为0.31 MPa，20%水泥含量抗压强度为0.45MPa，25%水泥含量抗压强度为0.67 MPa;

（3）12%气泡含量条件下，10%水泥含量抗压强度为0.28MPa，15%水泥含量抗压强度为0.30 MPa，20%水泥含量抗压强度为0.41MPa，25%水泥含量抗压强度为0.52 MPa。

由此可见，随着气泡含量的增加，气泡混合轻质土的抗压强度随之下降，特别是高水泥用量的情况下，降低幅度更为明显。究其原因在于水泥属于一种水硬性材料，和水反应之后，可形成氢氧化钙、钙铝矾，在水泥颗粒上，钙铝矾将会生成纤维状硅酸钙水合物，促使颗粒相互连接，逐步构成网状使水泥浆体凝结。最终，钙铝矾进行单硫形水化硫铝酸钙转化，形成致密型结构，增加了其硬度。

当气泡含量为8%时，完成28d养护后，检测用水量对抗压强度的影响规律。在50%用水量时，抗压强度为0.65 MPa;60%用水量时抗压强度为0.48MPa;70%用水量时抗压强度为0.31MPa;80%用水量时抗压强度为0.27 MPa。由此可见，在气泡含量和水泥含量相同的情况下，随着用水量的增加，气泡混合轻质土强度也会随之下降，且较为明显。

通过上述分析可知，（1）伴随用水量的不断增加，气泡混合轻质土的容重和抗压强度均会出现下降趋势;（2）随着水泥用量的增加，抗压强度会逐步增加，而容重变化不大，几乎不被影响;（3）随着气泡含量的增加，抗压强度和容重均呈现出下降趋势。

3 工程概况

某桥梁工程桥面宽36m，桥头软基加固时原设计方案为二级搭板结合水泥搅拌桩。桥头南侧、北侧接坡段填土高度分别为2.33～3.25m、3.11～3.52m;运营通车6个月后，经检测南侧、北侧沉降分别为0.00～0.61m、0.00～0.91m。随着沿线交通量的日益增长，加之桥梁基础设于软基之上，随着使用年限的增加，必定会在桥头部位产生较大的沉降问题，进而出现桥头跳车病害，影响行车安全。基于此，决定对原桥头路基设计进行改进处理。

在本方案中，采用了气泡混合轻质土，结合上述性能分析，气泡混合轻质土的水泥用量、用水量及气泡含量均会影响其使用性能，因此，必须合理确定具体用量。结合工程实际，本文所选气泡混合轻质土的水泥含量、用水量和气泡含量分别为20%、50%、12%，且掺加了适量土壤固化剂。1.91～1.93m为气泡混合轻质土的填筑高度，相比传统施工该填土高度降低了1.3m，大幅减少了成本，且有利于提高压实度。

为保证气泡混合轻质土施工效果，工后通车8个月内进行了跟踪监测，在此期间沉降量逐步增加，工后2个月基本趋于稳定，累计沉降量在1.2～1.4cm，相比原设计桥头路基沉降量小很多，说明通过气泡混合轻质土施工后，可进一步控制差异沉降[4]。

4结语

桥梁是公路建设的重点工程，在路桥过渡段处极易出现“桥头跳车”病害，当车辆在此处通行时，将会出现跳跃、冲击现象，从而影响行车速度及行车舒适性，甚至会损坏桥梁质量及发生安全事故。如何解决这一难题，国内外进行了大量研究。作为一种无机材料，气泡混合轻质土具有高流动性、自重轻等特点，可优化传统挖填工艺。将气泡混合轻质土用于路桥过渡段施工，可减小对地基的附加应力，有效控制差异沉降[5-6]。

参考文献

[1] 段诗雨.高速公路沥青混凝土路面桥头跳车问题分析及预防措施研究[J].建筑工程技术与设计，2017（30）：697-697.

[2] 孙伟，杜辉.高速公路桥头跳车成因分析及防治技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：2901-2901.

[3] 蔡庆广，王美斌.软土地基高速公路桥头跳车防治技术研究[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：629-629.

[4] 王文杰，王偉.道路桥梁沉降段路基路面施工关键技术研究论述[J].江西建材， 2017（19）：196-197.

[5] 赵东，赵弘，吕世斌，等.填筑轻质材料防治桥头跳车施工技术初探[J].北方交通，2011（3）：79-81.

[6] 李培培.高速公路桥梁病害的成因与防治措施[J].交通世界（上旬刊），2016（9）：12-13.

收稿日期：2020-09-06

作者简介：王飞（1982—），男，河南鹿邑人，本科，工程师，研究方向：交通工程。