軟土路基段高速公路已建橋梁橋頭跳車維修方法

2013-11-20 05:55:26田浩

交通運輸研究 2013年4期

關鍵詞：橋梁

田浩

（保定交通建設監理咨詢有限公司，河北保定 071051）

0 引言

防治軟土路基段橋頭跳車，一般需要不斷對出現的路面錯臺、沉降及搭板斷裂等進行及時的維護處理，修補養護難度大，要花費大量的人力、物力和財力，直接影響到道路交通狀況，并給道路交通安全帶來隱患[1]。更為重要的是，維護后不久，問題會繼續出現，長期的修修補補又會導致其他嚴重問題的出現。雖然橋頭跳車問題已經引起公路建設行業的重視，但并未獲得滿意的解決辦法。因此，為延長道路的使用壽命，提高道路的服務水平，如何有效地消除橋頭跳車或將其降低至最低程度，已成為高等級公路建設中亟待解決的問題。尤其是在高等級公路快速發展的今天，深入開展軟土路基段高速公路已建橋梁橋頭跳車病害維修技術的研究，提出既經濟又有效的防治措施，具有十分重要的現實意義。

1 橋頭跳車病因

1.1 地基土質

軟土路基段的橋梁通常修建在地下水位較高、地基土以軟弱土為主的地段，而軟土具有天然含水量往往大于液限、有機質含量高、壓縮性高、滲透系數小、靈敏度高、抗剪強度低等特點，最關鍵的是承載力低，一旦受到擾動，天然結構受破壞，強度顯著降低[2]。

1.2 臺背填料不密實

在臺后路基施工過程中，一般填土較高，按常規施工程序，都是在完成橋涵結構以后再填筑兩端路堤，這樣就在橋頭形成一個填土較高、施工面狹窄、工期緊迫的作業段，大型機械很難進場操作，即使小型壓路機，在臺背碾壓時也會有死角碾壓不到，給土方壓實工作帶來很大的困難。

1.3 水流入填料流失

橋臺錐體由土料填筑而成，當洪水爆發后，在洪水猛烈沖刷下漿砌護坡被毀，錐體流失，臺后路基失去錐體支撐力而前移，最終導致路面下沉，產生跳車現象。

1.4 車輛超載破壞

土基在每一次荷載作用后，回彈變形立即消失，但是如果荷載已經使得土基產生塑性變形，那么塑性變形則不能再恢復。隨著荷載作用次數的不斷增加，土基內產生的塑性累積變形逐漸增大，最終使橋頭搭板沉陷。

2 破壞產生的危害

2.1 當車輛行駛至橋頭陡坎時，為防止車輛的猛烈跳動，駕駛員被迫減速，從而降低了道路的使用功能。

2.2 車輛通過橋頭陡坎引起跳車，會使車輛顛簸，引起乘客及駕駛員的不適，同時對駕駛員產生相當不利的心理影響，嚴重時則會影響對車輛的正常操作，甚至造成行車事故。

2.3 車輛通過橋頭時產生的跳動和沖擊，會對橋梁和道路造成附加的沖擊荷載，加速橋臺、橋頭搭板、支座及伸縮縫的損壞，特別是支座和伸縮縫的破壞。

3 維修方法綜述

3.1 瀝青罩面

正如瀝青作為一種道路結構材料一樣，這種方法可降低成本并且有較好的適應性，它經常被用于道路維修。在使用過程中，把熱拌瀝青混合料（HMA）平鋪在原路面之上以填充和覆蓋破壞區域[3]。這種方法的成功與否在很大程度上依賴于路面下基礎的狀況。如果基礎軟弱、不穩定或者存在脫空，那么已經修復的路面還會出現重復性的破壞。

3.2 水泥注漿

這種方法通常是在壓力的作用下把水泥漿（水、土、灰和水泥的混合物）注入路面下以填充空洞、支撐破壞或沉降的區域。但是，水泥漿的硬化速度很慢，會導致較長時間的車道封閉；在其硬化之后又會出現收縮，會導致已經抬升起來的路面又出現不平；并且硬化之后缺乏足夠的抗拉強度，導致耐久性較差。

同樣，當用于橋頭搭板的維修時，水泥漿會對附近的管道和地下構筑物施加較大的額外荷載，使問題更加復雜；同時水泥漿硬化速度慢，需要長時間的封閉交通；由于水泥漿的硬化收縮，會導致橋頭搭板沉降抬升，出現不平現象。

3.3 更換搭板

采用這種方法完全完成維修通常需要花費數周甚至數月的時間。在施工期和養護區間內，車輛要繞過維修區，對交通干擾非常大。這對交通非常繁忙、需要快速維修的高速公路而言是難以接受的。而且這種方法的成本也很高。

3.4 聚氨酯注漿

聚氨酯注漿技術利用樹脂混合物的膨脹特性穩定軟土路基和抬升搭板，并且提高土基的承載力。基于大量樹脂的自身特性和應用，可以生產出低密度、熱固性的聚合物材料，該聚合物材料結實、有彈性、不溶于水、強度高、不降解。

兩種樹脂混合物發生反應后，它們的體積會增大20倍。膨脹速度避免了樹脂材料在地下被分散。通常，材料在受阻力較小的方向膨脹更多，因此材料總是易于流向土基中最軟弱的地方，并膨脹和壓密這些地方[3]。最后，土基都被壓密，阻力最小的地方來自上方，隨著材料的膨脹，搭板脫空及沉降位置被迅速填充并抬升起來（如圖1與圖2所示）。