淺談橋頭跳車的原因及防治

胡 剛

（新疆通途勘察設計研究院有限公司 烏魯木齊 830000）

橋頭跳車是指在行車荷載的反復作用下，回填土自身固結沉降產生較大的沉降變形，從而使橋臺構造物與臺背路堤銜接處出現較大沉降差，在臺背附近出現行車陡坡或錯臺，導致路面縱斷面線形突變，在車輛行駛至該處發生明顯的振動、顛簸。橋頭跳車的處治方法如下。

1 注漿法

注漿壓力和漿液濃度是保證注漿質量的重要因素，對于不同填料和形態的路基，采用的注漿壓力也不同，注漿壓力的大小主要取決于路基的密實度、強度及初始應力。注漿用的單液漿液，以水泥為主體，適當配入部分粉煤灰和外加劑。根據漿液在土中的流動方式，可分為滲透注漿法和劈裂注漿法［1］。

1.1 注漿施工工藝及步驟

（1）工藝流程。鉆機就位→回轉鉆進成孔→埋設鋼花管→注漿→停歇40～60 min→再次注漿→重復前2個環節3次以上→結束注漿（漿量或壓力控制）。

（2）施工步驟。臺背處理區孔位的布置：應根據漿液注漿有效范圍相互重疊，使被加固土體在平面和深度范圍內構成一個整體。

（3）鉆機就位及成孔。按現場孔位標志準確就位，同時校正鉆桿（或注漿管）的垂直度，用73型鉆頭開孔并終孔，孔深為10 m，成孔方式為回轉鉆進。

1.2 注漿加固效果檢驗

橋臺臺背注漿加固后1個月，利用標準貫入實驗測定加固段的軟土體擊數，并與未加固前的擊數進行比較，獲得其平均擊數為5.8擊，比加固前增加4.6擊。經壓密注漿的臺背處理區，在完工后一直進行跟蹤觀測，半年時間內未發現有繼續沉降或差異沉降現象，證明經壓密注漿處理后橋臺臺背路堤的加固效果是很明顯的。

1.3 驗收標準

（1）交工驗收時的檢測要求。①平行于行車方向用15 m線繩進行拉線，檢測線繩與路頂面間隙的距離，要求其高差不大于10 mm（每塊板檢查一點）；②用3 m直尺檢測路面，要求其平整度不大于5 mm（每處檢查10個點）。

（2）竣工驗收時的要求。對每一跳車地點進行路面沉降觀測，要求其最大沉降量不大于10 mm（每一處觀測1個點）。

2 重鋪面層法

常用的一種維修橋頭跳車的方法就是將后臺路面鑿掉后重新鋪裝混凝土，但值得注意的是采用這種方法時不能破壞或擾動原來的后臺填土。對于瀝青混凝土路面，一般采用銑刨機銑刨橋梁引道路面，然后重新攤鋪瀝青混合料。

2.1 設計原則

（1）處理路面長度原則。2.5 c m≤h≤6 c m，處理長度為30 m；6 c m＜h≤9 c m，處理長度為40 m；h＞9 c m，處理長度為50 m。

（2）處理路面深度原則。h＜2.5 c m，不做處理；2.5≤h≤4 c m，處理深度為4 c m；6＜h≤8 c m，處理深度為8 c m。其他沉降量處理深度為h＋0.9 c m取整。

（3）標高設計原則。在處理路段的2端起增設2條反向豎曲線，曲線要求按下述規定計算：處理路段長為L，最大沉降量為h，豎曲線半徑為L／2 h，坡度為現橋面縱坡外側路面縱坡。

2.2 配合比設計［2］

由于重新鋪筑的瀝青混凝土面層的厚度不一致，因此，不能完全按照原來的配合比進行施工，需要重新考慮重鋪面層的配合比設計。例如，重新修筑的路面至少需要4 c m的瀝青面層，而在橋頭與路面接洽處的面層厚度可能會厚至6～8 c m，這就形成了一個縱斷面為梯形的路面結構形式。對于4 c m厚的路面，適宜采用AC-16的設計級配，但較之于8 c m厚的路面，其粒徑偏小；同樣，對于8 c m厚的面層，適宜采用AC-20的級配設計，但較之于4 c m厚的路面，其粒徑偏大，見圖1。因此，單一地采用AC-16或者AC-20都無法滿足實際工程的要求。由此可見，尋找一個兩全齊美的辦法來滿足厚度不等的瀝青路面面層顯得尤為迫切和重要。因此，可以選取AC-16的下限與AC-20的上限作為新的級配范圍，從該級配范圍中擬定出級配范圍中值，作為最終確定的設計級配，運用于工程當中。新的級配曲線見圖2。

圖1 AC-16和AC-20級配曲線圖

圖2 新的級配曲線圖

3 重鋪路面施工工藝流程

（1）縱斷面和橫斷面控制。縱斷面以超車道、行車道緊急停車帶3條中心線為實測和設計拉坡段面，以相對穩定的路面和伸縮縫頂面標高為控制點，在設計縱坡時應滿足高速公路技術標準，與原路面和橋面銜接的坡差不大于0.4%，橋面兩端每端拉坡應不小于30 m，一般不大于50 m為宜。橫斷面應以設計橫坡度控制，進行合理控制。

（2）標出銑刨范圍和深度。根據縱斷面和橫斷面設計，現場標出攤鋪范圍和深度。對于攤鋪厚度不足4 c m處用銑刨機銑刨至4 c m邊緣切齊，其他部位用銑刨機拉毛；攤鋪厚度大于6 c m處，應分層攤鋪。

（3）銑刨。與不翻修路段的橫向接縫處用切縫機割齊，橫向接縫應與路中心線垂直。銑刨機要設專人指揮，銑刨機行進要勻速、平穩，不能隨意變換速度，避免中途停頓，嚴格按規程操作。

（4）清槽。銑刨后即可進行槽內清理工作，槽四壁要用鋼刷清除浮灰，槽底清理要徹底干凈，不遺留松散、夾層，最后用鼓風機吹凈槽內灰塵。

（5）灑布乳化瀝青粘層油。在攤鋪瀝青混合料前3～4 h，下面層表面用瀝青灑部車均勻噴灑0.3～0.5 kg／m2粘層瀝青，無漏灑，無重疊，與不翻修路段接界的原路側壁和平石側壁均勻地涂刷粘層瀝青。

（6）瀝青面層攤鋪。①采用與原瀝青層相同或按設計要求的材料和厚度進行攤鋪；②瀝青混凝土攤鋪時氣溫不宜低于10℃；③采用有自動調平裝置的攤鋪機攤鋪；攤鋪速度必須均勻緩慢，避免忽快、忽慢或停機待料現象，同時應調整好攤鋪機壓夯振動頻率，使初步壓實達到85%以上。

（7）接縫。由于處理橋頭跳車工程的特殊性，壓實工作中很大一部分是接縫壓實，橫向接縫、縱向接縫處不應有凹凸不平的表面，應保證接縫位置平順和具有正確的設計豎曲線，壓實度達到設計規定的要求。

（8）改造后處理。如果經過一段時間的使用后，橋臺與路堤又產生2 c m以上的錯臺，由于橋頭10 m引道的縱坡與橋上縱坡相同，只要橋頭接坡縱坡變化值不超過5‰，橋頭跳車的維修只需在10 m內進行，這樣可降低成本，提高效率。

4 EPS換填治理法

對于某些已發生橋頭錯臺的路段，因為其不可中斷交通的特殊性，對地基重新處理的難度較大，因此只能對臺后路堤進行處理。而有些運營年數稍長的橋梁，由于地基工后沉降仍然不穩定，無法使用注漿法，同樣采用加筋路堤也不合適，這種情況下，可以采用輕質填料來解決這一問題。

4.1 EPS混凝土換填處治橋頭跳車的機理

（1）低密度降低路堤自重。EPS混凝土密度在1.0～1.3 g／c m3，只有一般填料的50%左右，采用EPS混凝土換填原有填料能有效降低路堤自重。

（2）自身壓縮性小。EPS混凝土材料由水泥膠結材料固化而成，具有混凝土性質，它不同于一般填料，不存在孔隙與壓實度的問題；EPS混凝土還具有較高的抗壓強度，在荷載的作用下，只有彈性壓縮變形，無自身工后沉降問題。

（3）直立性減少對橋臺的推力。EPS混凝土材料，還具有直立性好，對地下結構物幾乎沒有土壓力的作用，可適度地簡化結構物的擋土結構，提高結構物的使用壽命。

（4）剛性降低剛柔突變。EPS混凝土的剛性比混凝土小，但比優質土大得多，可在一定程度上緩解橋（涵）與路基間材料的剛柔突變。

4.2 EPS混凝土配合比設計

EPS混凝土的配合比設計，目前尚無規范和標準可依，參考橋頭路基填筑要求，應用于橋頭跳車處治的EPS混凝土在滿足力學性能的要求下，其配合比設計目標如下。

（1）密度要求輕，一般填料都在1.8～2.0 g／c m3之間，為了達到明顯減少填筑荷載對路基影響的要求，EPS混凝土的密度目標為1.2 g／c m3以下。

（2）EPS混凝土應具有較好的施工性，便于現場施工且能連續作業。

（3）EPS混凝土應具有較好的經濟性。

（4）具有整體性。

通過大量的實驗研究，確定施工采用的EPS混凝土主要材料有：水泥（普通硅酸鹽水泥PO32.5）［3］；中砂（表觀密度為2.450 g／c m3，細度模數為2.7）；碎石（表觀密度為2.704 g／c m3，粒徑分布范圍為5～21.5 mm）；EPS顆粒（表觀密度為16 kg／m3，顆粒直徑3～5 mm）；外摻劑為改性A。根據以往研究，通過大量的配合比設計實驗最終得出優化配合比（質量比）為：水泥∶水∶砂∶碎石∶EPS∶外加劑＝280∶146∶226∶336∶14.6∶6.0。

4.3 EPS現場施工工藝

由于EPS混凝土原材料種類多，且流動性較差，采用自落式攪拌機出料有困難，因此采用剪切力大的強制式攪拌機，以節約拌和時間，使拌和物充分攪拌均勻。拌和時間可以根據混合料的拌和效果進行調試，但選用連續式拌和機時必須注意拌和效果能達到均勻性的要求。

（1）EPS混凝土的換填設計。根據模量漸變原理，在路橋過渡段設置楔形加固區，實現剛性橋臺與柔性路基模量的平穩過渡，消除過大的差異性沉降，形成平緩的沉降過渡段，達到防治橋臺跳車的目的，見圖3。

圖3 EPS混凝土換填路堤縱斷面圖（尺寸單位：c m）

（2）施工工藝。①拌和。首先將EPS和1／3水倒入攪拌機內進行預濕攪拌，然后倒入砂和碎石攪拌，再將水泥、微硅粉和減水劑代入繼續攪拌，最后將剩余的水加入并攪拌至均勻；②攤鋪。人工攤鋪可以使用鋼桁梁找平，并加以人工修補。平整度可控制在5 mm，松鋪系數可通過試驗確定；③碾壓。EPS混凝土的強度和其他性質取決于EPS混凝土碾壓后所能達到的密實度，要達到理想的密實度，選用合適的壓實設備是十分重要的；④養護。一般情況下混凝土澆筑或碾壓結束后應自然放置至灑水養護。

5 結語

橋頭跳車往往是由多種原因引起的，因此在選擇處理對策時，必須根據所加固工程的地質條件、環境影響和施工條件等因素，因地制宜地選擇一種或綜合運用幾種處理方法，以達到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。

［1］ 丁玉峰.淺談防治橋頭跳車的措施［J］.中國科技博覽，2009（25）：58-60.

［2］ JTG D63－2007公路橋涵地基與基礎設計規范［S］.北京：人民交通出版社，2007.

［3］ 陳華明.橋頭跳車綜合治理研究［J］.中外公路，2004（2）：83-85.