淺談高速公路橋頭跳車論文
摘要：產(chǎn)生橋頭跳車的原因極其復(fù)雜，其危害性也十分嚴(yán)重，要解決這一病害，預(yù)防措施應(yīng)該是綜合的，無論設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及建設(shè)管理單位，都應(yīng)從各自的工作范圍中消除隱患，共同提高高速公路的使用性能，使之更好地服務(wù)于社會(huì)。
關(guān)鍵詞：高速公路；橋頭跳車；預(yù)防措施
引起橋頭跳車的原因主要是由于橋頭和路面連接處出現(xiàn)了明顯的高差，并伴有逐步向路面方向發(fā)展的裂縫。橋頭跳車現(xiàn)象在高等級(jí)公路中非常普遍，有些已嚴(yán)重到影響行車安全和舒適性的程度，給養(yǎng)護(hù)部門帶來了很大困難。橋頭跳車的癥結(jié)在于橋頭引道的路基路面和決定橋面標(biāo)高的橋臺(tái)兩者在各自沉降后所形成的高差，要完全消滅這個(gè)高差是不可能的，只能通過分析研究和采取防治措施盡可能的減少，使其控制在設(shè)計(jì)行車速度下感覺不到跳車振動(dòng)的范圍內(nèi)，以滿足快速、安全和舒適的行車要求。
1、橋頭跳車現(xiàn)象定義
橋頭跳車是指橋頭構(gòu)造物與引道路堤填土銜接處產(chǎn)生較大差異沉降，使得路面形成臺(tái)階式顯著縱坡變化，導(dǎo)致高速行駛的車輛在這一段產(chǎn)生顛簸跳躍現(xiàn)象。
2、橋頭跳車的危害
高速行駛的車輛跳躍時(shí)不僅乘車舒適性不能保證，而且行車安全性大大降低。因沉降形成臺(tái)階面不得不在橋頭頻繁減速、加速，既影響交通的迅速流動(dòng)，又增加了車輛損耗和廢氣的排放。此外，還給橋頭處有關(guān)構(gòu)造物造成破壞。
3、橋頭跳車的形成原因
1）地基土質(zhì)不良造成的沉降。橋涵通常置于溝壑地段，地下水位較高，且多屬軟土。由于軟土一般都具有天然含水量大，孔隙比大，壓縮性強(qiáng)和抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，在軟土上填筑路基，便極易產(chǎn)生沉降。同時(shí)橋頭路基填筑高度較其他地段大，產(chǎn)生基底應(yīng)力相對(duì)較大，更易引起地基沉降，特別是工后沉降較大。
2）臺(tái)背填料壓縮引起路基的沉降。臺(tái)背填料因含水分、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。在公路自重及車輛的垂直荷載與振動(dòng)荷載作用下，孔隙率逐漸降低，填料逐漸壓縮，密實(shí)度逐漸增大，便在一定期限內(nèi)產(chǎn)生路基沉降。因此，壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)，施工條件及臺(tái)前臺(tái)背的防護(hù)排水工程的設(shè)置情況。
3）柔突變引起沉陷跳車。剛度不同的路面在跳車處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同，柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料大。由于結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)一般采用剛性很大的堅(jiān)石砌筑或鋼筋混凝土澆筑而成，具有較大的整體剛度，屬于剛性體；而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路，具有剛性較小柔性較大的特性，屬于彈塑性體。對(duì)于橋臺(tái)而言，由于其剛性較大，可以認(rèn)為在行車荷載作用下無變形產(chǎn)生。而路堤填土是一種非線形的剛度很小的材料，在荷載作用下必然產(chǎn)生較大的變形（包括彈性變形和塑性變形），其中主要是塑性變形。土在行車荷載重復(fù)作用下，塑性變形不斷積累。由此導(dǎo)致了橋頭部位的差異沉降，形成了橋頭跳車。
4）橋臺(tái)背填土壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。由于引道填土在壓路機(jī)碾壓時(shí)工作面小，特別是埋置式柱式橋臺(tái)臺(tái)帽周圍一般壓路機(jī)無法作業(yè)，直接導(dǎo)致橋頭引道及錐坡的填土壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)的死角成為橋頭跳車的重要根源。
5）路面滲水，加劇了橋臺(tái)跳車。如前所述，一旦沉降差異達(dá)到一定的程度，橋頭跳車現(xiàn)象就會(huì)很快發(fā)生。而汽車行駛于凹凸路面時(shí)因沖擊作用，將使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的附應(yīng)力。從而加速了路面結(jié)構(gòu)層的破壞，增加了路基填土的受荷變形。整個(gè)路面結(jié)構(gòu)層在橋臺(tái)與路堤銜接處可能會(huì)被撕破，導(dǎo)致路面排水不良，路面的積水通過撕裂處滲到土基，進(jìn)一步降低土體強(qiáng)度，濕陷性黃土尤為嚴(yán)重。使沉降增大、跳車加劇，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)沉陷或坑槽。而這些病害更加劇了排水的不暢，路面滲水更為嚴(yán)重，形成惡性循環(huán)。
6）土體的固結(jié)和次固結(jié)加劇沉降差異，也是形成橋頭跳車的原因。根據(jù)土的固結(jié)理論，臺(tái)背填土的固結(jié)并不隨施工結(jié)束而終止。填土孔隙水的排出需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，尤其是粘性土更是如此。因此，在公路開通以后，填土固結(jié)仍將持續(xù)一段時(shí)間，（持續(xù)時(shí)間與填料的類型、壓實(shí)程度、排水條件等有關(guān)）這就必將產(chǎn)生一部分次固結(jié)沉降，路堤也隨之產(chǎn)生一定程度的沉降，加劇橋頭跳車。
4、橋頭跳車的處治方法
4.1 提高橋臺(tái)背的壓實(shí)度
根據(jù)現(xiàn)行的公路路基施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，臺(tái)背填土不低于同層路基壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，某些公路建設(shè)管理部門還提出：重要部位（臺(tái)背填土也是其中之一）壓實(shí)度提高1～2個(gè)百分點(diǎn)。
從理論上講，可以適當(dāng)減小引道路堤的沉降量，對(duì)橋頭跳車有一定的改善。但受橋臺(tái)背地形狹小的限制，大型壓實(shí)設(shè)備無法作業(yè)，小型壓實(shí)設(shè)備能力有限，壓實(shí)死角、結(jié)構(gòu)物邊沿處很難達(dá)到要求，形成欠壓實(shí)區(qū)。因此提高壓實(shí)度只是一種辦法，從根本上還解決不了橋頭跳車的問題。
4.2 設(shè)置橋頭搭板
采用橋臺(tái)搭板來防止橋頭跳車是一種較為常見的處治方法。其基本思路是將橋臺(tái)與路堤銜接處因較大差異沉降引起路面縱坡突變，通過設(shè)置橋頭搭板進(jìn)行緩和過渡，將路面縱坡變化控制在容許范圍內(nèi)，從而達(dá)到消除橋頭跳車的目的。需要注意的是搭板的長(zhǎng)度要盡可能的長(zhǎng)，填土高度越大，次固結(jié)引起沉降越大，要求搭板長(zhǎng)度就越長(zhǎng)。因此，僅僅靠橋頭搭板解決橋頭跳車也不是現(xiàn)實(shí)的。
4.3 土工合成材料處治
實(shí)踐證明：加筋可以明顯提高土體的承載能力。土工合成材料加筋發(fā)揮其抗拉強(qiáng)度，通過加筋與土體之間的摩擦作用約束土體的側(cè)面變形，從而達(dá)到提高土體承載力和抗剪強(qiáng)度，使之趨近于彈性范圍內(nèi)工作。同時(shí)，使土體上的作用荷載比較均勻地分散到整個(gè)加筋層上，單位土體面積的受力減小。
采用土工合成材料處治需要注意幾點(diǎn)：
1）臺(tái)背回填的壓實(shí)度不能太低。
2）加筋間距越小其沉降就越小。
3）加筋設(shè)的長(zhǎng)度最好等于橋臺(tái)的高度。
4）橋頭路堤換填壓實(shí)系數(shù)小的材料，可以選擇天然砂礫、碎石、工業(yè)廢渣等。
5）橋頭路堤地基如果屬于軟弱地基，應(yīng)先進(jìn)行軟土地基處理，如選用粉噴樁、旋噴樁、碎石樁、排水板等方法進(jìn)行處治，上設(shè)砂礫墊層，頂面鋪設(shè)土工布，并做好排水系統(tǒng)。然后進(jìn)行路堤的填筑。
6）采用石灰土、水泥土、二灰土、水泥穩(wěn)定砂礫、漿砌片石、片石混凝土等方法封面。一方面提高其承載能力、減小變形，同時(shí)可以防止路基浸水。
7）采用過渡性的路面結(jié)構(gòu)層。如選用混凝土六角塊，可以在發(fā)生沉降后填充材料墊高，減少沉降量，待沉降穩(wěn)定后（次固結(jié)結(jié)束），再換成永久性的路面結(jié)構(gòu)。綜上所述，徹底杜絕橋頭跳車是不可能的，只能采用措施減小。而要想減小橋頭跳車，沒有哪一種方法是“靈丹妙藥”，必須從多方面著手，采用多種方法解決。
5、結(jié)束語(yǔ)
由于在施工項(xiàng)目上采取措施得當(dāng)，施工控制嚴(yán)格，通車2年來，全線平整度良好，無明顯橋頭跳車。經(jīng)過相關(guān)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超載預(yù)壓的橋梁，目前沉降只有4～10mm，而未經(jīng)過預(yù)壓的互通2號(hào)跨線橋、分離立交兩座橋，沉降達(dá)40mm左右；對(duì)于路基修好后又增加的通道、小橋涵等構(gòu)造物，通過液態(tài)粉煤灰回填處理，也均未出現(xiàn)明顯沉降，無明顯橋頭跳車。實(shí)踐說明，雖然橋頭跳車產(chǎn)生的原因是多方面的，但只要根據(jù)工程實(shí)際，采取適當(dāng)?shù)拇胧�，就能將橋頭跳車病害降到最低程度。
參考文獻(xiàn)：
[1]太原市交通局，王浩；公路橋頭跳車處治研究[N]；山西科技報(bào)；2004年1。
[2]王末順；北方冰凍地區(qū)高等級(jí)公路橋頭跳車容許工后沉降值的研究[D]；東北林業(yè)大學(xué)；2002年
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