簡述高速公路橋頭跳車的因素和處理方法

李偉功 楊慶云

1 概述

路面在橋頭過渡段出現不同程度的駝峰、錯臺、斷裂等病害，車輛通過時就會跳動，影響高速公路行車舒適性和人車安全，嚴重的會發生翻車撞車等交通事故。因此，如何解決高速公路橋頭跳車問題，對于保證公路正常的使用和經濟具有很大的意義。從理論上和公路施工經驗方面，對解決橋頭跳車問題進行探討，提出自己的認識與見解。

2 橋頭跳車產生的原因和其對行車速度的影響

2.1 橋頭跳車產生的原因

2.1.1 橋與路的剛柔不同引起的跳車

剛度不同的路面在車輛行駛時產生的振動效果也不同。橋梁由于采用樁基礎或擴大基礎，自身的穩定與安全已不成問題，沉降量也很微小，屬于剛性結構。而臺背材料一般采用透水性材料砂礫填筑，與橋臺相連的路基一樣，其剛性較小柔性較大屬于柔性結構。由于柔性材料對能量的吸收要大于剛性材料，這兩者之間的剛度差勢必引起這兩者的塑性變形差，從而對車輛在此通過時產生一定的顛簸。

2.1.2 臺后填筑材料受壓收縮后引起路基沉降

臺背填料因含有水分存在孔隙，施工中采取任何措施也難將填料顆粒間的孔隙完全消除。所以公路在使用過程中，由于路基土體的自重，并受車輛荷載和各種自然因素的作用，土體中水分逐漸排出，孔隙率逐漸降低，土體體積收縮，豎向沉降進一步發展，便在一定的時間內產生路基的沉降。所以，沉降主要取決于臺背填料的性質和施工工藝、壓實方法及防排水工程等。

2.1.3 地質狀況不良造成的地基沉降

因為橋涵等構造物通常是修建在溝壑等地質復雜地段，地質狀況一般都是軟土，軟土主要由粘土粒及分粒組成，孔隙比大，其粘粒含量較高，有的可達 60%～70%;軟土的天然含水量比較大，約在 30%～80%之間，受力后壓縮量自然較大。在路基荷載作用下，地基中的應力狀態發生變化，從而引起地基變形，出現沉降，所以在軟土上填筑的路基也極易產生沉降。

2.2 跳車對行車速度的影響

綜上所述，車輛在行駛過程中速度受到不同程度的影響，車速降低的程度與行車速度、錯臺沉降的大小和車輛的類型有關，據有關資料表明，錯臺每增加 1 cm行車速度就下降3 km/h左右，而且當臺階大于 5 cm時，對行車速度有明顯的影響，一般來說柔性路面的影響較剛性路面小，對于抗振動性不同的車輛以同一速度行駛時其影響也不同。

3 處理方法

3.1 地基處理

處理好橋頭的軟土地基，是控制跳車的關鍵，結合自己施工項目的實踐，對橋頭軟土地基處理有:強夯法、水泥攪拌樁法、灰土擠密樁法等措施，下面就簡單加以介紹。

3.1.1 強夯法處理橋頭軟土地基

強夯法，是利用(80 kN～300 kN)的重錘從 8m～20m高處落下的沖擊能，夯擊地基土，在地基土中產生沖擊波和很大的動應力，沖擊能量波可以改變物體的力學性質，增加路基的穩定性，減少沉降，增強抗液化能力，使地基土得到夯實。地基處理范圍:橫向每側應在路基坡腳外不小于 3m，縱向處理臺背兩側各 20m至橋臺錐坡坡腳外 3m。強夯的振動可能對周圍環境造成不良影響，因此使用時要考慮周圍環境的影響。

施工工藝流程:場地整平→測量場地高程、繪高程圖、放點→第一遍點夯→夯坑推平、碾壓、檢測→繪場地高程圖、放點→第二遍點夯→夯坑推平、碾壓、檢測→繪場地高程圖→補夯→推平→第三遍滿夯→推平場地→測量高程→檢測→竣工驗收。

3.1.2 水泥攪拌樁處理橋頭軟土地基

水泥攪拌法施工時分為濕法(深層攪拌法)和干法(粉體噴射攪拌法)兩種加固土樁，濕法是利用深層攪拌機，將水泥漿與地基土在原位拌和;干法是利用粉噴機，將水泥粉和地基土在原位拌和。拌和后形成柱狀水泥土體，可以提高地基承載力，減少沉降，增加地基穩定性和防止滲漏。

施工工藝流程:整平原地面→鉆機定位→鉆桿下沉鉆進→上提噴粉強制攪拌→復拌→提桿出孔→鉆機移位。其優點是無振動、無污染，對周圍環境，建筑物無影響，近年來廣泛應用于高速公路，如侯馬—禹門口高速公路、佛山一環等，但是其缺點是造價較高。

3.1.3 灰土擠密樁處理橋頭軟土地基

灰土擠密樁是用石灰和土根據工程需要按一定比例(3∶7體積比)拌和，并在樁孔內夯實加密后形成的樁。作用機理:這種材料在化學性能上具有氣硬性和水硬性;由于生石灰內帶有正電荷鈣離子與帶負電荷粘土顆粒相互吸附，形成膠體凝聚，并隨灰土齡期增長增加了土體固化作用，使灰土強度逐漸達到擠密地基效果，改善地基力學性能，提高地基強度，從而達到了滿足工程要求的地基承載力。地基處理范圍:橫向每側應在路基坡腳外不小于3m，縱向處理臺背兩側各 20m至橋臺錐坡坡腳外 3m。如河運高速公路橋頭地基處理。特點是施工工藝較復雜，造價高，受地下水影響較大，施工前應先做試驗。

施工工藝流程:施工準備(平整場地、搭設臨時工棚、機械檢修)→施工放樣→儲備材料(灰土采用集中拌和)→機械就位→成孔→樁孔填夯→移動機械到下一樁孔，重復上述工序打樁夯實。

3.2 臺背路基處理

3.2.1 臺背回填的方式

橋臺背應選用摩擦角大，強度高，壓實快，透水性好的填料;如巖渣，礫石，砂礫等。選用內摩擦角較大的填料有利于從臺背縫隙中滲入的雨水沿盲溝和泄水管順利排到路基外，從而減緩雨水對路基的浸害;填料的范圍:臺后路堤縱向長度距橋臺不小于 2m。為了把路基與橋臺之間不均勻沉降差控制在一定的范圍內漸變，起到減少和消除橋頭跳車的目的，可采用帶孔的土工格柵與臺背聯結分層鋪設，對臺背填土進行加筋，有效的改善填土的整體特性，使臺背局部土體的垂直應力和水平應力明顯減少，剪應力明顯提高，減小了橋臺與路堤的剛度差，也改善了橋臺與路基填土之間的剛度懸殊，實現剛性橋臺與柔性路基模量的平穩過渡，如汾離高速公路路基橋頭處理。

3.2.2 臺背回填的壓實

臺背回填應在橋涵上部結構吊裝之后進行，同時注意結構物兩端對稱水平填筑施工。臺背回填的壓實質量是影響臺背沉降的一個主要因素，臺背特殊位置成為碾壓的一個薄弱環節，壓路機難以碾壓到位，且大噸位機械振動太大時，對橋臺影響太大，因此，宜選用小型壓實機具，且嚴格控制每層填筑厚度，碾壓遍數，壓實度力求達到 96%以上，對于機械夯實碾不到之處，應及時采用直立夯進行人工補充夯實。

3.2.3 臺背注漿處理

臺背工后，為防止路基出現不均勻沉降，可對臺背后路基一定范圍內進行壓力注漿處理。一般采用水泥漿液或水泥粉煤灰漿液，水灰比為:0.8∶1～1∶1。注漿深度不小于路堤高度，呈矩形、梅花形布置，間距通常不小于 1.5m。其特點是漿液與土體結合后改變土體機理，提高土體的力學強度和變形模量，減少總的沉降量，有效地防止橋頭過渡段跳車現象發生，如祁臨高速公路橋頭處理。

施工工藝流程:選擇注漿設備→直接打入法成孔→封孔→制漿→邊緣帷幕注漿→充填固結注漿→封孔清洗管路→移至下一注漿孔。其優點為取材容易，配方簡單，操作易于掌握，無環境污染，價格便宜。

3.3 路面處理

3.3.1 設置橋頭搭板

搭板的設置可以緩和橋頭錯臺，使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，在車輛通過時跳車現象大為減少;橋頭搭板的長度設計應根據路基容許工后沉降量值計算確定，常取3m～15m;搭板的近臺端一般擱置在橋臺前墻頂面或牛腿上，當橋頭引道為剛性路面時，搭板的縱坡可采用與路面設計縱坡相平行，而當引道為柔性路面時，則搭板的遠臺端常置于路面面層與基層之間，為防止搭板下沉，可在搭板上鋪一層瀝青面層。

3.3.2 設置變厚式埋板

為避免二次跳車，常在搭板的尾端加設一段淺埋的變厚式埋板，其長度取 3m～5m，對于水泥混凝土路面，也可將與搭板連接處的路面板改為變厚式埋板;在搭板或變厚式埋板的下層，為保證橋臺連接部位的剛柔層次在水平和垂直的方向均能逐漸變化，宜采用強度和回彈橫量均高于其他路段相對應的路面結構層材料，以提高該部位的整體抗沖能力，有利于調整不均勻沉陷，改善橋頭跳車或二次跳車現象。

4 結語

橋頭過渡段通過綜合治理，橋頭跳車有效 得到改善。在高速公路飛速發展的今天，面對諸多新的問題，我們只有不懈努力、精心施工、科學管理，相信一定能夠克服工作中遇到的困難，把高速公路質量標準提高到一個新的水平上。

[1] 劉玉卓.公路工程軟基處理[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2] 馮麗君.橋頭跳車的設計措施在工程上的應用[J].山西建筑，2009，35(8):293-294.