淺析橋頭跳車的成因及防治措施

付向陽

摘要：隨著社會的發展，公路成為連接人們經濟的橋梁，不同地區之間進行交流和溝通的交通方式之一。近年，我國投入高速公路運營的成本也在不斷地增加，公路建設的不斷完善下，橋頭跳車現象卻一直存在著，橋頭跳車不僅對行車安全造成困擾，也會對公路的日常維護工作帶來巨大的負擔，而行車速度也會受到不同程度的影響，因而對公路或者橋面帶來較大的沖擊載荷，造成橋面或者路面不同程度的毀損。本文就橋頭跳車這一問題入手，分析跳車的原因，并從這些原因入手進行分析，找出適當的處理方式，以減少公路路面建設的經濟開支，減輕路面維護人員的工作，降低橋頭或者公路路面的毀損，延長公路及橋頭的使用壽命。

關鍵詞：橋頭跳車；成因；措施

截止2016年年底，根據中國工程院的不完全統計，我國公路橋梁數將達60萬座，總長4593萬米，成為世界第一的公路橋梁大國。伴隨著飛速發展的公路建設事業，我國公路橋梁建設水平也在不斷地提高，然而仍舊有許多公路橋梁建設隱患未被解決。

橋頭跳車作為公路建設運營中“八大通病”之一，至今仍然沒有找到徹底解決該問題的方案，而橋頭跳車現象無論從政府財政支出還是個人安全角度來講，都是一個重要的課題。

一、橋頭跳車的危害

橋頭跳車現象之所以要解決，是因為它帶來的不僅僅是駕車時顛簸，造成的不僅僅是駕駛舒適感的缺失。可以從以下幾個方面分析橋頭跳車現象帶來的危害。首先從駕駛方面進行分析，駕駛者在長期的行車過程中，遇到突然的顛簸容易給駕駛者的心理造成過大的負擔，且當汽車遭遇顛簸后，汽車輪胎與道路表面都會產生極大的沖擊載荷，長時間負荷過大的沖擊載荷，容易使道路表面產生斷裂、橋梁橋臺、伸縮縫、橋臺等不同程度的毀損。其次，過大的沖擊載荷對于道路的磨損，汽車輪胎的磨損，都是巨大的經濟負擔，路面的養護工作量無疑會加大，而輪胎更換的次數也會被提高。最后，橋頭跳車現象在夜間行車時，容易造成行車安全問題，夜間駕駛時駕駛者的精神狀態本就不是很好，當駕駛者在駕駛過程中遇到橋頭跳車現象，往往容易出現操作失控等問題，最終對生命財產安全帶來巨大的損失。

二、橋頭跳車現象原因分析

（一）地基沉降。

公路建設選址多數是在野外或者是暴露的自然環境中，地基多為天然地基土，在天然地基上修建道路橋梁時，筑堤過程中往往會由于來來往往的車輛，不斷地在其基土之上施加連續載荷，導致天然基土的土質發生變化，原本的天然土地成為欠固結土，從而導致地基變形以及沉降，地基的變形沉降勢必引起道路的沉降，橋頭跳車現象也就必然會發生。

但是路面的沉降方式根據不同的情況有幾種不同的沉降模式，一般是局部沉降現象較為普遍，根據對已建高等級公路路橋過渡段的調查，對不同不均勻沉降表現形式進行了歸類如下：

1.縱坡變化。當臺背與構造物不均勻沉降較大時，有可能造成引道縱坡變化。

2.局部沉降。局部沉降指在構造物臺背的一段過渡段上發生局部高低差的現象。據其發生的位置又分為2種形態。

（1）垂直錯臺。局部沉降發生在臺背與過渡段結合處，即最大沉降深度距離橋臺背很近，形成錯臺。有時過渡段路面不發生局部沉降而是相對路面設計標高整體下沉，這種情況也會造成垂直錯臺。

（2）凹陷。局部沉降的最大深度距離橋臺背有一段距離，局部沉降范圍較錯臺要大。局部沉降是過渡段上局部位置土體與橋臺以及其他位置上過渡段土體之間不均勻沉降較大而產生的。

3.過渡段橫坡變化。當橋梁過渡段為高填土路堤時，路堤中心和路肩處由于土中應力不同而產生不均勻沉降，從而引起路堤橫斷面及路拱坡度變化，這種情況在軟土地基高路堤上發生較多，過渡段路堤橫斷面及路拱坡度變化，從路線方向來看，橋臺與填土路堤之間就會產生錯臺，愈靠近路中錯臺高度愈大。

（二）排水不暢及填土的流失。

在橋涵與路堤的連接部位，由于存在縫隙，雨水會沿縫隙滲入，對路面結構層和路堤產生沖刷和侵蝕，增加路面各結構層和路堤的含水量，甚至造成各種細粒土的流失，隨著路堤和各結構層的破壞，在外部車輛荷載沖擊作用下，必然造成橋頭路堤沉陷，產生跳車現象。甚至在有些環境質量堪憂的地區，雨水中所含的酸性物質較多，對路橋的破壞能力更大，路面與橋面的結構層將會遭受雨水的持續破壞，而路基的填土抗剪切能力都會下降。當達到一定的時長，路面結構會將會極度的不平整，造成更嚴重的跳車現象。

（三）填土壓縮沉降及滑移。

1.填土壓縮。地基沉降的部分值是路基壓縮量造成的。路基壓縮量是由于兩方面的原因造成的，一方面的原因是路堤自身重量的加載，另一方面的原因是汽車垂直所加的載荷以及汽車的振動作用，兩方面的載荷導致路面填土被壓縮，填土之間的縫隙減小，填土的密度增大，再加以一定的時間，整個路堤的填土會發生大的變形。

而填土壓縮的程度也會根據填土材料的不同發生變化，不同填土材料會造成不同的壓縮效果。而一般情況中要盡量少使用具有較大壓縮彈性的材料，材料的壓縮彈性大，就代表材料所能發生的壓縮率就大。

除去材料會造成較大的填土壓縮量外，道路橋梁建設的施工場地也能對填土的壓縮程度造成影響，一般的建筑施工次序是先搭建橋涵構造物，再對兩側的路堤進行筑建，而當施工環境較為惡劣的情況之下，譬如施工的場地面積小、工期短等情況，就會造成車輛的對填土的壓縮不充分，有些地方的填土物沒有被充分地壓縮，橋梁的死角被施工隊忽略或者由于施工難度而放棄某些位置的壓縮。這種情況下，就會造成橋梁的局部區域的壓實度難以到達要求水平。

最后，雨水、沿海地區的水位上漲等不可抗力，都會造成填土壓縮。

2.填土滑移。造成路面的填土滑移的原因有幾點：①對橋以及路面進行施工建設時的考察工作不到位，導致選擇的路基土層結構不穩定，填土本身就會發生滑移現象。而考察失誤，導致建造的路面和橋頭填土自然滑移。②雨水或積水等對地基的長期沖刷，導致細小顆粒物的滑移，路面結構遭受破壞，而這種情況的發生尤其是當填土為沙粒時的情況。③天然災害譬如洪水等侵蝕，導致的填土滑移。

（四）其它原因。

除了以上因素外，汽車的超載、橋頭與路面搭板搭接形式也能夠造成橋頭跳車現象。一般來說路面載荷承受能力有限，長期過載負荷會導致路堤沉降量加大。而在很多情況中，結合地區的經濟發展，會發現，雙側路面的結構破壞情況不一樣。這是由于地區經濟貿易往來中，運輸出入情況的不一致導致的，結合該種問題，路面的搭建鋪設應當考慮到當地經濟發展，結合路面所需要承受的載荷，設計填土材料和路面結構。

而橋頭與路面的搭板搭接方式，在填土結構穩定，排水系統設計無故障的前提下，成為橋頭跳車現象的主要的原因。而搭板搭接的失誤，造成的橋頭跳車現象的后果比以上集中因素造成的危害要大得多，因為搭板搭接失誤往往會造成二次跳車。而搭板搭接的不當往往是施工操作不規范造成的。

三、橋頭跳車的防治措施

（一）換填法。

當臺背地基經充分碾壓后承載力仍無法滿足要求，但臺背填土高度又不大時，臺背基底可做淺層換填處理，如換填當地砂礫或中、粗砂，條件許可時也可換填石渣、塊石，當缺乏上述材料時，可采用石灰或水泥做淺層加固處理。換填材料要高出地表一定高度以對地基進行超壓。采用換填法時要求填料符合工程要求，要切實保證換填土性質的均勻性（特別在橋基礎處） ，嚴格按照規范有關要求碾壓夯實； 如遇到有水情況，還要考慮填筑時的排水措施。換填法的處理深度宜控制在0. 5～ 3 m以內，換填層太薄，效果不顯著； 換填層太厚，處理費用太高，且工期較長。

（二）排水固結法。

在臺背填土較高，軟弱土層較厚，地基沉降變形很大時，僅靠換填不能有效解決問題，需對地基進行深層處治，此時可考慮采用排水固結法。排水固結法是在修筑構造物前，對天然地基或已設置豎向排水體的地基加載預壓，使土體固結沉降基本或大部分完成，從而提高地基土的強度，減少地基工后沉降的一種地基加固處理方法。

排水固結法處治臺背地基的簡單原理是在臺背正式回填之前，在地基表面垂直打入排水通道，鋪設砂墊層，然后在砂墊層上填土，填土高度大于路堤設計標高，迫使地基土密實，促使其提前下沉，待地基強度及變形達到設計要求后，即開挖臺背進行構造物的施工。這樣就可以減少或消除橋臺地基和臺背地基間的不均勻沉降。

（三）CFG法。

在工期較緊，容許的工期內采用排水固結法難以達到工后沉降要求時，則宜考慮采用水泥粉煤灰碎石樁復合地基方案。CFG樁在碎石樁基礎上發展而來， 主要是由碎石、石屑、粉煤灰摻適量水泥和水拌和而成的一種具有一定粘結強度的樁。碎石是該樁體的粗骨料，石屑是填充碎石孔隙，改善骨料級配的次骨架材料，粉煤灰具有填充作用。CFG樁和樁間土一起通過褥墊層（由碎石和石屑組成）形成CFG復合地基，對于CFG樁處治構造物臺背地基而言，為了使沉降變形達到遞減變化的目的，可以通過調節樁進入地面以下的長度來控制地基的沉降量，即采用漸變樁實現橋臺與路堤的剛柔過渡。

（四）壓力注漿法。

壓力注漿法就是指利用液壓或氣壓把能凝固的漿液均勻地注入填料地層中，漿液以填充、滲透和擠密等方式，驅走土顆粒間的水分和空氣后填充其位置，經過一定的時間后，漿液將原來松散的土粒膠結成一個整體，從而使土基得到加固，減少工后沉降。此方法是應用最廣泛的一種處置辦法，近幾年，隨著高速公路橋頭跳車問題的日漸突出，采用注漿技術處治橋頭過渡段已逐漸在國內多條高速公路上得到應用。四川省國道線廣北路年開始對部分沉降較大的地段進行了注漿處治，達渝高速公路二期工程完工后也對橋頭路堤進行了注漿處治，從后期營運觀測來看，與同期建設的其他項目相比，路基的不均勻沉降明顯減少。

（五）強夯法。

強夯法是將重型夯錘從一定高度自由落下，從而對土體產生巨大的沖擊能，沖擊能一方面可有效地提高土體的密實度，另一方面使路基附近的橋臺等構造物受到振動沖擊力的作用。因此，采用強夯法加固橋臺背路堤，一方面要研究強夯動力作用下對路基土的夯實效果； 另一方面也要研究附近結構對強夯振動沖擊波的承受能力，以及由于構造物的存在，對路基強夯效果的影響。在確保橋臺允許變形和穩定的情況下，對臺背路堤進行強夯補壓處理較經濟；且強夯設備簡單，強夯完畢，設備一退場，下一道工序或工程即可開始，無須等待，因而與其他處治方法相比，可大大縮短工期。

（六）設置橋頭搭板。

橋頭搭板是目前我國高等級公路建設中常用的方法，通過搭板把集中的不均勻沉降量分散在搭板長度范圍內，使在柔性路堤產生的較大沉降逐漸過渡至剛性橋臺上，起勻順縱坡的目的，使車輛通過時跳躍現大為減少。合理設置橋頭搭板可有效解決局部沉陷和錯臺或橫坡變化的狀況，但不能解決縱坡變化情況，因為當橋臺和臺背路堤之間發生不均勻沉降后，搭板兩端分別隨兩者下沉，即橋頭搭板繞簡支端轉動，縱坡變化仍然存在。

（七） 采用過渡型路面。

根據橋涵的長度和路基的容許工后沉降值等，在橋頭一定長度范圍內鋪設過渡性路面，待路堤沉降基本完成（一般為3～ 5年）后，再改鋪原設計永久性路面。過渡性路面可采用預制水泥混凝土六棱塊、條石鋪砌、半剛性過渡層或瀝青表處過渡層等類型。其中水泥混凝土六棱塊和條石鋪砌僅適用于水泥混凝土路面，最大優點是翻修處理速度快；但不易鋪砌平整，行車有抖動感覺，且其砌縫應采用防水材料，以防雨水滲入，損害路基。值得推廣的簡便有效方法是瀝青表處過渡層類型，其優點是當出現較大沉降時，及時補充鋪設一層瀝青混凝土或瀝青砂，便能確保行車暢順，有效避免跳車現象。

四、結束語

本文通過橋頭跳車現象的研究現狀入手分析，分析了我國路橋出現橋頭跳車現象的原因，并通過一系列的原因，提出相應的處治方案。由于各種因素綜合作用，對于橋頭跳車采用單一措施處治的作用與效果總是有局限性的。因此，為了解決橋頭跳車病害或使防治作用更為有效，需要綜合考慮，同時采用多種措施進行綜合防治。例如，為減少路橋過渡段不均勻沉降，在對地基進行處理的基礎上，考慮臺背路堤處理措施，譬如采用土工合成材料或者輕質回填料回填臺背，當發現臺背路堤壓實度不能滿足要求時，可采用強夯法予以補壓； 最后在路面或者半剛性材料層下設置完善排水設施。

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