软基地区桥头跳车现象处理

摘要阐述桥头跳车现象的危害及其产生的原因，指出常规的桥头跳车处理方法在完全消除软土地基上桥头跳车现象方面的不足，证明了采用泡沫聚苯乙烯材料解决软基地区桥头跳车问题的可行性。

关键词软土地基桥头跳车处理

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

桥头跳车及其危害

桥头跳车是指车辆行驶到从路堤到桥上这一过渡路段时，由于桥台背面回填处路基的沉陷等原因，路堤和桥台之间产生了较大的竖向台阶，从而使车辆经过时产生跳跃的现象。桥头跳车不仅可造成行车速度降低、舒适性差、颠簸噪声等，而且伴随出现的还有桥头搭板悬空，桥台台背、伸缩缝和路面的破坏[1]。

杭甬等修建在软基地区上的高速公路存在着明显的桥头跳车现象，有些桥头路堤沉陷严重，虽经几次重新铺装填补，仍不能很好解决桥头跳车问题，上桥时颠簸剧烈，下桥时则有失重的感觉，乘客很不舒适。针对浙江省内软基地区较多的实际情况，对桥头跳车产生的原因进行了调查研究，分析了常见桥头跳车处理方法所存在的不足，提出了适合软基地区桥头跳车处理的实用方法。

产生桥头跳车的原因

产生桥头跳车的原因，主要可分为以下几个方面[1]：

2.1 桥台和路基的材质、设计要求不同

桥台为圬工结构或钢筋混凝土结构，材料刚性大，路基填料则为柔性材料，刚性材料相对柔性材料对能量的吸收功能相对要差，从柔性到刚性的突变将会引起强烈的振动。另外，设计往往强调桥台承载力并要求不发生沉陷，而桥台背后的路基则主要要求达到一定的压实度，其路基基础的要求及处理相对桥台要简单得多，桥头跳车就不可避免要发生。

2.2 桥台背后路基施工的局限性

桥台背后路基施工，也就是台背填土，通常是在桥台施工完成后进行。在实际施工作业时，往往由于工作面小，碾压机具难以施展等原因，使台背填土路基达不到设计要求。没有达到设计要求的填土路基随着荷载和时间的推移会发生下沉，从而使桥台和路基之间产生错位，造成桥头跳车发生。

2.3 桥头路堤因水毁而发生破坏

因为桥面与桥头引道路面之间排水系统不连续或有缺陷，使得桥台背后填土路堤受雨水冲刷而发生局部破坏，从而造成桥头跳车现象。

2.4 软土地基引起路堤沉陷

桥梁处在软基地区，这种情况下虽然桥台背后路基填土施工时的压实度达到要求，但是在路基填方荷载的作用下，软土地基发生沉陷，造成桥台和路基之间产生错台，使车辆驶过时产生跳跃。由于软土地基的沉陷是长期而又缓慢的，会使得桥头跳车现象逐渐明显。

3常见的桥头跳车处理方法

由于产生桥头跳车的原因很多，采取了不同的桥头跳车处理措施，目前常见的处理方法是：

3.1 桥头设置搭板

在引道路面与桥梁相接处设置钢筋混凝土搭板，用以扩散车辆荷载对路基的压力，减少桥台台后路基的沉降，是目前我国处理桥头跳车问题的主要方法，但这种方法并不能完全解决桥头跳车问题。首先，对于沥青混凝土路面，由于搭板尾端沥青路面也将产生局部沉陷，从而会造成二次跳车。为了解决这一问题，往往将搭板与桥台的连接设置呈一定角度，以使搭板尾端之后的路面与搭板上的路面材料的刚度差别减小，但当倾角较大时，由于搭板埋置较深，就起不到应有的作用；其次，搭板一端设置在桥台上不会发生明显的沉降，而另一端直接搁置在路基上或枕梁上，路基上这一端将随着路基的沉降而下沉，而往往在桥头产生较短的陡坡，使上桥的车辆剧烈颠簸，当下桥的车辆驶过时，又会产生失重的感觉，使乘客觉得很不舒适；再者，通常要求搭板的长度不小于5m，厚度大于30cm，这样的搭板实际上与一座小桥的上部承重结构耗材相同，而且要在桥梁的两端都设置，因而很不经济。由上述可见，采用桥头设置搭板解决桥头跳车的方法并不十分有效，尤其在软基地区，往往由于路基的整体沉陷，而使搭板失去作用，甚至破坏。

3.2 二次开挖路基

为了避免桥台背后工作面狭窄，压实机具难以发挥作用，使得桥台后路基填土压实度达不到设计要求，造成桥头跳车，有时在桥涵台背路基施工时，采用二次开挖路基的方法。在桥台施工前先将路基填筑完成，然后在桥台位处紧贴台背位置进行二次开挖，再进行桥台施工，使桥台背与路堤之间不存在间隙，从而避免因台背填方达不到设计压实度要求而发生桥头跳车。这种方法存在着人力物力上的浪费，在路堤填方较高的地方也容易发生塌方，而当路堤处在软基地区时，仍不能解决由于地基沉陷而造成的桥头跳车。

3.3 铺设临时路面

软基地区填方路堤基础的沉陷将是长期的，为了解决因地基沉降而引起的桥头跳车，在桥台台后一段路堤上先铺设由料石或预制混凝土块构成的临时路面，当路基发生了一定的沉降后，破除临时路面将路基补充填筑到设计标高，重新铺上临时路面。这样的过程反复进行若干次，直到路基沉降基本稳定后，再铺设永久性路面。通常在软土地基上的路堤沉降要达到稳定，需要很长时间。据推算12m厚的淤泥层，在5m填土高度条件下，其100年的自然沉降量约1.7m；当采用塑料排水板法，等边三角形布板，间距取1.8m时，也需10个月才能完成同样的沉降量；而当达到这样的沉降量后，路基仍然会发生少量沉陷。因此，采用铺设临时路面的方法，将需要很长时间，经过多次反复，才能基本解决由于软土地基路基沉陷引起的桥头跳车问题。

3.4 轻质填料路基

在软土地基区域内，为了减小路基填方荷载对地基基础的压力，防止路基过量沉降，常在桥台台后采用较轻质的填料，如煤渣、粉煤灰等填筑路堤，有些工程还采用空心构造物，如预制钢筋混凝土涵管等，在桥台后方一定范围内形成空洞，以减轻路堤自身的重量。这种轻质填料路堤，对于软基地区路基基础沉降有一定的减轻作用，但不能完全解决桥头路基沉降问题。因为煤渣、粉煤灰等较轻质的材料，虽然比砂土的重量轻1/3左右，但对于软土地基来说其重量仍会造成较大的沉降。

解决软土地基上路堤沉降的问题，可采用更轻质的材料。

4泡沫聚苯乙烯材料在软土地基上的应用

从上述现行的桥头跳车处理方法可以看出，虽然这些方法有一定的效果，但都不是十分理想，尤其对于软基地区，还不能很好地解决桥头跳车问题。针对浙江地区软土地基较多的特殊情况，作者提出借鉴国外公路建设的有关经验，分析研究了采用泡沫聚苯乙烯材料作为软基地区桥头填方路基建筑材料的可行性，以便较彻底地解决桥头跳车现象。

4.1 泡沫聚苯乙烯材料的性能

泡沫聚苯乙烯是由聚苯乙烯发泡而成，最早仅用于包装工业和房屋建筑中。泡沫聚苯乙烯材料的密度很小，一般仅为粘土密度的1/60，粉煤灰密度的1/40左右。国外公路建设中所使用的泡沫聚苯乙烯材料，其密度多为30kg/m3。泡沫聚苯乙烯材料的强度与其密度有直接的关系，密度越大则抗压强度越大。普通公路建设所用泡沫聚苯乙烯材料的抗压强度一般为0.15～0.35MPa。在实际工程中，用泡沫聚苯乙烯材料填筑的路堤，其基础底面应力不超过0.05Mpa，因而这是一种重量轻，且具有足够强度的优良筑路材料。研究表明，当压缩应力处于弹性范围时，泡沫聚苯乙烯材料几乎不出现压缩蠕变。经对泡沫聚苯乙烯材料试件进行反复压缩试验，当反复荷载频率为5 Hz，最大压缩应力小于屈服应力50%，加载次数达10万次时，其弹性模量几乎不变，也未见残余变形。泡沫聚苯乙烯材料的另一个优点是耐久性极好。在正常环境下很难发生降解，其性能在土中可保持数十年不变，这也是为什么用其制成的一次性餐具，被称为白色污染而停止使用的原因。此外，泡沫聚苯乙烯材料还具有极好的隔温效果，没有特殊的防冻要求。

4.2 泡沫聚苯乙烯材料的不足与处理

泡沫聚苯乙烯材料也存在一定的弱点，主要有以下三各方面：

耐高温性能差当被加热到80oC以后，材料开始收缩；随着温度的继续升高，收缩量将急剧增加，需要采取有效防护措施进行隔热，避免温度过高。

能够被溶解在汽油或沥青等石油产品的作用下，泡沫聚苯乙烯材料将发生溶解。因此，在应用其作为筑路填料时，设计与施工中必须采取一定的保护措施，如设置保护性覆盖层，用以防止泡沫聚苯乙烯材料接触汽油等石油产品。在工程实际中，常采用混凝土路面作为保护层，这种路面不仅可以有效的防止泡沫聚苯乙烯材料遭到汽油等污染，而且可以有效的分布车轮荷载。

遇水会上浮由于泡沫聚苯乙烯材料密度很小，重量特别轻，所以当遇到水时会浮起，同时产生很大的浮力；因此，在路基施工中一定要做好排水系统，防止其上浮损坏路堤。

4.3 使用泡沫聚苯乙烯材料的经济性分析

泡沫聚苯乙烯材料的价格较一般路基填料的价格要高得多，通常前者是后者的十几倍甚至更高。听起来好像这种材料因为费用高而很难应用，但仔细分析以后就会知道，泡沫聚苯乙烯材料具有很大的工程应用潜力。首先，泡沫聚苯乙烯材料便于装卸和运输，同样体积的条件下，其运输费用仅是普通砂土运输费用的1/50左右；其次，采用泡沫聚苯乙烯材料作为路堤填料时，在施工中无需分层摊铺碾压，因而可以节省大量的施工费用；更为可贵的是，在软基地区，采用一般的填方材料填筑桥头路堤时，即使采用目前常用的桥头跳车处理方法，也不能从根本上解决桥头跳车问题，而采用泡沫聚苯乙烯材料，不仅可以较彻底消除桥头跳车现象，并且不需经常返工维修，可节省大量的养护费用。

结论

在软土地基区域，采用一般路堤填筑方法填筑桥头路堤，无法完全消除桥头跳车现象。采用泡沫聚苯乙烯材料作为路堤填料，则可以解决桥头跳车问题。从总体来讲，这种解决办法是经济的、可行的。

参考文献

1任淑芳.对近年建成桥梁回访检查情况及分析.中南公路工程，2002.3（1）：59~60

2程翔云.桥头跳车防治综述.公路，1997.12 (12)：61~63