公路橋頭跳車的成因和防治措施分析

廖云朋

（四川三江交通建設工程有限公司，四川 宜賓 644000）

0 引言

保障車輛行車安全穩定是公路工程項目施工的基礎，橋頭跳車作為一種常見的公路施工病害，不僅影響公路行車安全，還會對行車穩定性和舒適性產生影響。如果公路工程的車流量和填方量較高，公路橋頭跳車病害發生概率將會顯著增加，對后續公路運行維護造成威脅。

通常情況下，公路工程項目的橋頭路基側填土以柔性和半剛性材料為主，受車輛荷載力因素影響，該類材料容易產生塑性變形。多數公路橋頭側邊材料多為剛性材料，受差異性剛度因素影響，容易加劇公路橋頭變形概率，當車輛行駛至橋頭連接處，可能出現車輛抖動和跳車現象。在部分路況一般、地質條件較為特殊的區域行駛時，如頻繁出現橋頭跳車現象，極有可能誘發交通事故，給交通安全和公眾出行帶來不便。

因此，分析橋頭跳車問題產生的原因對于公路工程項目建設至關重要，施工單位需要在此基礎上改進施工技術，從而保障公路行車安全。

1 工程概況

某高速公路工程項目位于國家西南地區某一線城市，該高速公路全長123km。

在公路工程施工勘探環節，發現該公路工程穿越地區的地形地勢非常險峻，地質結構也相對復雜。該公路工程采用EPC 總包模式。該公路為雙向四車道，經過隧道13 座。

對比其他地區高速公路建設案例可知，該高速公路整體的地形地勢條件非常復雜，公路邊坡防護難度也較大，施工難度和復雜性較高。

2 公路橋頭跳車原因剖析

2.1 公路橋頭和路基的沉降差

考慮高速公路橋梁工程材料剛度較高，在高速公路工程項目竣工后，該區域幾乎已經完成沉降。由于公路橋梁臺背區域的材料主要為半剛性材料和柔性材料，在公路回填作業完成一段時間后，可能受土基固結或其他因素影響導致橋頭部分產生沉降[1]。

此外，考慮公路工程橋頭部分路基是直接在天然路基上進行回填施工作業，受回填填料荷載力等因素影響，加劇天然路基沉降變形，由此導致公路產生橋頭跳車病害。

2.2 公路結構變化引發的橋頭跳車

橋臺作為連接公路和橋梁的重要紐帶，由于橋梁工程項目和路面工程項目面層結構不同，假設將公路橋臺背墻作為分割點，橋頭側路面層結構是以柔性材料和半剛性材料為主的單層路面體系，而另外一側的路基則由多個面層體系組成。即便受相同車輛荷載力因素影響，由于兩側路面結構體系不同，可承受的荷載力也有所差異[2]。

一般情況下，公路一側路面結構的沉降變形率較小，而公路另一側的路基則容易產生沉降變形。隨著公路使用年限的不斷推移，最終導致出現橋頭跳車現象。

2.3 路面排水不暢誘發的橋頭跳車

由于公路橋頭兩側路面的結構存在一定差異，在公路和橋梁連接區域存在空隙。進入雨季后，降水會隨連接處的縫隙直接滲透至路基回填材料中，尤其是在連續暴雨季節，受雨水大面積沖刷，可能對公路橋梁臺背回填材料產生侵蝕。隨時間推移，直接侵蝕臺背回填材料中的骨料，甚至導致橋梁臺背回填區域出現局部凹陷現象[3]。在路面荷載力因素影響下，導致高速公路橋頭地區路基產生沉降，發生橋頭跳車現象。

2.4 未能嚴格把控公路工程施工質量

施工單位針對公路橋梁臺背區域進行施工建設時，沒有嚴格按照施工規范和設計標準進行施工。尤其對于橋梁臺背開展回填作業施工時，經常出現施工作業面過于狹窄、臺背施工面不規則以及壓實度較低等問題。受施工技術等因素影響，公路正常通車后，隨時間推移，公路路面受荷載力影響愈發嚴重，從而誘發橋頭跳車問題[4]。

此外，在公路工程項目施工環節，橋梁工程和路基施工同步進行，但針對臺背進行施工作業時，由于臺背區域面積較小，難以利用大型施工設備完成填方作業，只能采用人工填方或小型機械填方施工模式，難以保障公路工程的施工質量和效率，從而引發橋頭跳車病害。

2.5 材料變形導致的橋頭跳車現象

在高速公路工程項目施工環節，由于公路橋頭后部區域的填土密度、填料空隙率、含水率較高，受自身重力以及外部荷載力等因素影響，填料可能產生壓縮現象，導致填料密度增加，空隙率升高，隨公路使用年限的不斷增加，橋梁橋頭后部區域逐漸發生沉降。根據公路工程路基項目施工要求可知，公路路堤和橋頭連接處的壓實度需大于95%，實際施工過程必須重點做好填料的強度控制工作[5]。公路通車后，受車輛荷載力和重力等因素影響，路基會出現一定程度的壓縮變形，進而誘發公路橋頭沉降病害。

3 公路橋頭跳車病害防治措施

3.1 合理設置橋頭位置

設計人員必須結合區域實際情況做好橋梁結構安置工作，高度重視橋臺選址工作。通常情況下，橋梁橋臺位置應處于地質結構較穩定、結構承載力高且岸坡滿足橋梁臺背施工條件的區域。針對橋臺后側路基進行施工時，需要充分考慮路堤的設計長度、填方量等因素，并結合區域實際情況制訂合理的橋臺防護方案。以該公路工程為例，建議施工單位選擇六棱角磚配合植草防護施工方案[6]。針對靠近河道和峽谷的橋臺區域進行施工時，建議選擇漿砌片石防護方案。

3.2 橋頭回填臺背基底處理

技術人員針對橋頭進行回填施工作業時，首先，提前清理公路路基周圍的垃圾和雜質，并對路基表層土內的腐殖物進行處理。如果在路基處理環節遇到淤泥等不良地質，要提前進行清淤作業。其次，技術人員還要在臺背和路基的過渡區域進行開挖臺階作業，結合區域實際情況合理控制臺階的高度、寬度等數值[7]。一般情況下，臺背臺階高度宜控制在1m，寬度宜在3m 以內。最后，對臺階進行回填作業時，可鋪設強度較高的加筋土工布，再采用分層回填的方式進行回填，并對回填區域進行壓實作業。如果在施工過程中遭遇軟土地基，要先進行加固處理。以該工程案例為例，施工人員采用換填法和排水固結法進行施工作業，先挖除軟土層，再對基底進行夯實作業，最后將粒徑較大的填料填入其中[8]。如果軟土層比較厚，技術人員則要結合實際情況采用碎石樁回填作業技術。

3.3 嚴格控制回填材料質量和施工質量

橋臺回填材料對透水性和穩定性要求較高，在施工作業環節，技術人員需要選擇穩定性較強的無機材料進行回填作業，如天然砂礫等。該工程案例施工環節，建議施工人員選擇連續級配碎石以及亞甲藍指數低于1%的填料進行回填作業，工程結束后，回填材料會自動固結，雨水難以滲透至回填材料中，可以有效避免因回填材料自身沉降誘發的橋頭跳車病害[9]。

在實際公路工程項目施工建設環節，技術人員必須結合施工現場的實際情況做好回填材料質量把控工作，針對臺背進行回填作業過程，嚴格按照施工技術要求選擇材料。技術人員可通過工程試驗獲取臺背區域施工參數，在回填作業環節，控制每一級臺階的壓實度和回填厚度。

此外，技術人員還需要做好回填料含水率檢查工作，將回填料的含水率控制在2%以內，才能保障回填料充分發揮自身的力學性能[10]。針對回填料進行碾壓作業時，對于邊角等不能使用大型碾壓設備進行碾壓的部分，可采用人工整平方式進行作業，并配以小型碾壓作業設備進行壓實作業。在回填作業完成后，技術人員需要對每層回填區域的壓實度進行檢測，待檢測數據達標后，開展后續填筑施工作業[11]。

3.4 針對橋頭路基特殊結構進行處理

結合大量案例可知，導致橋頭跳車病害產生的主要原因是橋頭位置出現沉降現象，為減少跳車病害對路面行車造成的負面影響，部分公路橋頭和路堤的連接處采用搭板設計。

通過閱讀相關參考文獻可知，依托有限元分析，在路堤和橋頭沉降差異確定的前提條件下，適度增加搭板厚度可以有效改變該區域的沉降和變形情況，而適度增加搭板的長度也可以解決這一問題。鑒于此，高速公路工程施工單位在工程設計環節，可適當增加搭板長度和厚度，以此減輕橋頭跳車病害產生的負面影響[12]。公路通車后，搭板區域受動力荷載因素影響，其下發路基將承受較為復雜的應力。在工程項目設計環節，該應力難以確定，因此針對橋臺進行設計時，設計人員可在該區域增設一段較厚的埋板，以此減少應力對路基產生的影響，降低路基沉降概率。如果公路路面材料為混凝土，需要對施工區域連接處的面板厚度參數加以調整，以有效減少路面不規則沉降，確保路面行車安全[13]。

高速公路工程項目施工單位要結合區域地質結構以及現場施工環境等因素，適度調整公路路面基層強度，以減少臺背分割點兩側路面的面層結構差異，降低臺背兩側區域的不規則沉降概率。例如，在高速公路工程項目施工建設環節，公路基層結構以水泥、砂礫等較為穩定的材料為主，為減少橋頭跳車病害發生概率，可以在臺背分割點部分對基層材料進行調整，通過增加基層材料剛度、強度等參數來確保分割點兩側區域的抗壓和抗剪能力趨于一致，借此降低跳車病害發生概率[14]。考慮公路橋頭區域和路基路面的結構體系存在較大差異，可以在臺背分割點區域設置一段矩形板進行過渡。

3.5 優化公路工程設計方案

針對公路橋梁工程進行設計的過程中，需要充分考慮橋梁選址。影響橋梁選址的要素眾多，包括地形、地質條件、水文以及氣候因素等。相關人員必須結合區域實際情況，秉承因地制宜原則處理施工過程中遇到的各種問題。借助先進的施工設計軟件輔助施工，通過數理分析施工參數構建有限元集合模型，對施工設計圖紙進行優化。如果在施工環節遭遇特殊地質結構，需要靈活應用新型施工工藝和施工材料[15]。目前，多數施工單位會選擇輕質混凝土材料進行施工，對比其他類型的混凝土材料，輕質混凝土材料的密度、自重以及強度等參數，都處于較高水平，將輕質混凝土材料用于臺背回填作業，可以有效降低臺背沉降率。在實際的工程項目施工設計環節，施工人員既要考慮工程項目施工建設成本，又要做好后續工程項目運維養護工作，以延長公路橋梁工程使用壽命，保障施工質量。在工程項目施工環節，設計單位還需要在設計圖紙中羅列施工注意事項，做好施工圖紙審查工作，對施工圖紙中的高層、坐標等參數進行復核，確保公路橋頭位置符合施工要求[16]。如果在施工環節發現地質條件和設計地質條件存在出入，需要及時同設計方進行溝通。

4 結語

綜上所述，橋頭跳車現象屬于一種較為常見的公路工程病害，尤其在地質結構較為復雜的區域，橋頭跳車病害發生率較高，處于通車運營階段的公路如果頻繁發生橋頭跳車現象，不僅會對行車安全構成威脅，甚至可能誘發交通事故。由此可見，公路工程設計單位和施工單位必須高度重視橋頭跳車病害，根據施工區域的實際情況制定合理的橋頭跳車病害防治舉措，嚴格按照高速公路施工建設要求進行施工，把控臺背區域回填質量，結合區域實際地質條件和水文條件選擇回填材料。施工單位還要約束施工人員的施工作業行為，以此減少公路橋頭跳車現象發生概率，為路面安全行車創造有利條件。