高等级公路桥头跳车的原因及其防治措施--道路工程--工程技术--论文--路桥网

随着我国经济的快速发展，高等级公路建设取得了突飞猛进的成绩，目前，我国高等级公路建设正处“质”与“量”并重的重要发展阶段，桥头跳车现象是公路建设中常见的质量缺陷之一，也是多年来困扰公路行业的一大难题，越来越引起公路建设、设计、监理、施工等部门的重视。严重的桥头跳车现象，不仅使得行车的不舒适感大为增加，而且造成车辆大幅度减速，严重的跳车现象导致车辆失控而易发生交通事故。因此，如何解决高等级公路桥头跳车问题，本文提出了一点肤浅的认识与见解，从理论与实践上进行了摸索和探讨。
??1.桥头跳车产生的原因
??1.1.地基土质不良
??桥涵通常位于沟壑地段，地下水位高，且多属软土，由于软土天然含水量大，压缩性高，空隙比大，抗剪强度低等特点，一旦受到荷载影响，则极易产生沉降，再加上桥头路基填筑高度较大，产生基底应力也大，在车辆荷载作用下更容易引起地基沉陷，特别是工后沉降较大。
??1.2　台背填料的影响
??台背填料一般为渗透性材料，空隙率大，施工中很难将填料颗粒间的孔隙完全消除。在公路自重及车辆的垂直荷载与振动荷载作用下，孔隙率降低，密实度逐渐增大，便在一定期限内产生路基沉降，造成跳车。
??1.3　刚柔突变引起的沉陷跳车
??构筑物桥台一般采用刚性较大的钢筋砼浇注而成，具有较大的整体刚度，而与之相连的道路，则是刚度较小，柔性较大的弹塑性体，在车辆荷载作用下，这个刚度差引起道路与桥台之间产生较大的塑性变形和刚度突变，增强了桥头跳车的震动效果。
??1.4设计问题
??未按设计规范要求在桥台前后正确地设置过渡段，对于软基路段，在沉降还未稳定时应考虑先设过渡性路面，使路堤沉降基本完成后再加铺原路面，在桥台与路面搭接处应设置胀缝。
??1.5施工不当
??一些施工单位只求进度而忽视质量，没有严格按施工规范作业，在进行台背回填时松铺厚度控制不严，回填速度过快，压实度未达到要求，材料把关不严，用人工压实，加上台背的防护排水工程设置不完善，使高填土引道不稳定，工后产生不均匀沉降。
??2．桥头跳车病害的防治措施
??2.1地基处理
??处理好桥头软弱地基，是控制跳车的关键。目前对桥头软弱地基处理，国内有换填法、塑料排水板堆载预压法、深层搅拌法等措施，下面介绍几种行之有效的常用方法。
??2.1.1换填法
??在软弱地层上铺设垫层，作为人工填筑的持力层。同时将结构物基底压力扩散到下卧软土地层中，使其应力减少到下卧层的许可承载力范围以内，从而满足地基稳定性的要求，同时由于垫层材料的压缩性低于天然的软粘土层，采用垫层法也可减少地基的沉降量，垫层材料可分柔性材料和刚性材料。柔性材料包括砂土，碎石、石渣、煤灰，矿渣等，刚性材料包括木材垫层，金属垫层，合成树脂垫层等。砂、砾，碎石或石渣等无粘性土是最常采用的垫层材料，，因为这类土的强度大，压缩性小，透水性良好，比较容易使之密实，且在不少地区料源丰富，价格便宜。该法适用与浅层软土地基的处理，由于该方法施工简便，在公路建设中应用较为广泛。
??2.1.2塑料排水板堆载预压法
??该法属竖向排水体预压类型，主要适用于透水性低的软弱粘性土。是通过竖向荷载作用使地下水沿着塑料排水板向上渗透到砂垫层中，然后横向排到路堤外面，从而使软基固结，其主要施工程序：整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板→穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺上层砂垫层。其特点是施工简便快捷，造价较低，但仍存在少量工后沉降。
??2.1.3深层搅拌法
??该法主要用于加固饱和软粘土地基。它是利用水泥，石灰或其它材料作为固化剂的主剂，通过特别的深层搅拌机械，在地基深处就将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理—化学反应，形成坚硬拌和柱体，与原地层共同起复合地基的作用。其最大优点是工后沉降小，缺点是造价较高。
??2.1.4　砂桩法
??　　该法属料粒桩类型，适用于松砂地基、杂填土或软土，对地基土起置换作用、竖向排水作用和挤密作用，主要施工工艺程序：整平原地面→机具定位→桩管沉入→加料压密→拔管→机具移位。为加速地基固结，减少后期沉降，一般根据实际情况，配合堆载预压或超压施工，使地基强度显著提高，同时改善地基的整体稳定性。其造价在塑料排水板堆载预压法和深层搅拌法之间。
??2.2　路基处理
??2.2.1台背回填处理方式
??　　桥台后宜选用摩擦角大、强度高、可压缩性小、压实快、透水性好的填料，如岩渣、砾石、砂砾等，并要求填料级配适当。当采用非透水性土，当为粘土或粉质亚粘土时，应掺入灰剂量不小于6％的Ⅲ级以上石灰进行改良；当为塑性指数较小的砂土、亚砂土或粉土时，应掺入灰剂量不小于3.5％的标号325以上的普硅水泥进行稳定，必要时还可采用土工合成材料加筋处理。填料的铺筑一般在基底处沿路堤纵向长度距桥台背不小于2m，且与路基相接处按不大于1∶1设置斜坡或台阶，回填高度视路堤高度而定，一般取2～4m。桥头回填处理的另一方式是在路基上部(约50cm范围内)设置水泥稳定料改善层次，使路堤体的刚度有所提高。一般稳定层结构是沿路堤纵向距桥台背约10m长，用一定剂量(如4%～6%)的水泥进行稳定，并且远桥台端与路基相衔接处，采用1∶1设置斜坡。上述两种处理方式均能达到减少竖向变形和刚柔突变的成效。如两种方式同时考虑，则效果更佳。
??2.2.2　台背回填处的压实
??由于台背回填处位于路基和桥台衔接的特殊位置，成为碾压的薄弱环节，压路机难以碾压到位，距离太近时对桥台有影响，故要求台背回填每层松铺厚度不得大于20cm，压实度必须达到95%，回填材料最大粒径不大于5cm，且有良好的级配和透水性，压实机械宜选用小型机具分层压实，对于机械夯实碾压不到之处，应及时采用人工补充夯实。
??2.2.3　采用“填筑路堤预压”的施工方法
??为减少桥涵两端路堤的工后沉降，从而使桥涵两端路堤与桥台结构物的相对沉降尽量小一些，一般可采用填筑路堤预压的施工方法，让路基排水固结，待路堤沉降基本完成以后再开挖涵洞或桥台位置土方，然后再施工桥涵。
??2.3　路面处理
??2.3.1　设置桥台搭板
??　　搭板设置可以使在柔性路堤产生的较大沉降逐渐过渡至刚性桥台上，使车辆通过时跳跃现象大为减少。桥头搭板长度设计应根据路基的容许工后沉降值计算确定，常取3～15m(当超8m时，宜设计成两段式或三段式搭板)。搭板的近台端一般搁置在桥台前墙顶面或其牛腿上。当桥头引道为刚性路面时，搭板的纵坡可采用与路面设计纵坡平行方式(称平置式搭板)；而当引道为柔性路面时，则搭板的远台端常置于路面面层与基层之间(称斜置式搭板)。为预防搭板下沉，也可在搭板上先铺设一层沥青面层，通车后搭板若下沉时，则在其上加铺沥青混凝土或沥青砂。
??3.3.2　设置变厚式埋板
??　　为避免二次跳车，常在搭板的尾端加设一段浅埋的变厚式埋板，其长度一般取3～5m，对于水泥混凝土路面，也可将与搭板连接处的路面板改为变厚式板。在搭板、埋板或变厚式板的下层，为保证与桥台连接部位的刚柔层次在水平和垂直方向均能渐次变化，建议采用强度及回弹模量均高于其它路段相对应的路面结构层材料，以提高该部位的整体受荷和抗冲能力，有利于减少错台幅度，调整不均匀沉陷，改善桥头跳车或二次跳车现象。
??3.3.3加强管理
??管理部门应在运营期内加强沉降观测和桥头养护，当桥头纵坡出现大于3%的变化时应及时进行处理。