徐朝煜

（黔西南公路建设养护有限公司,贵州 兴义 562400）

0 引言

桥头跳车主要是指因桥梁纵坡发生突变导致车辆运行状态异常变化的现象，即车辆运行至路桥结合处因差异性沉降遭受冲击作用而出现跳起。研究发现，当路桥结合处高差超过15 mm 时将产生桥头跳车病害，且传统处治方式效果较差、成本较高。桥头跳车是公路最常见的质量病害，尤其是近年来，随着交通压力的不断增大，此病害愈加突出，严重威胁行车安全，给人们的交通出行带来诸多不利影响，加强桥头跳车病害的防治刻不容缓[1-3]。该文全方位分析了桥头跳车病害成因，提出了复合水硬性材料处治技术，并阐述了复合水硬性材料治理桥头跳车的优势。

1 桥头跳车病害成因

1.1 地基强度差异

桥涵、路基施工内容较多，主要包含地基基础、路面结构层及填土路基等，桥涵、通道等设施因刚度大，对地基承载能力要求较高[4]。但天然地基自身承载性能不足，为降低工后沉降，需对其实施加固补强处理。因实际施工时工期紧、任务重，不可控因素较多，导致部分台背路堤加固处理不到位，承载性能不足，造成桥台与台背路堤工后沉降不一致，产生桥头跳车现象。

1.1.1 地基沉降

路堤差异性沉降是导致桥头跳车的关键因素。尤其对于软土地区，因其天然含水量较大、有机质含量高、土体压缩性、渗透性较大，在外部因素影响下极易产生土体变形，造成其承载性能显著下降。此外，高填方路基区域，由于土体填筑厚度较大，路基重力作用显著增大，地基附加应力增加，加之工程机械及运输车等外部荷载作用，使软土地基产生压缩变形，导致桥头跳车。

1.1.2 路面结构层压缩沉降

通常情况下，道路等级越高，其路面结构层厚度越大。我国道路工程施工中，常用的路堤填料为石屑、砂性土等，具有透水性好、孔隙率大的特点。路桥施工中，桥梁是决定项目整体工期的关键，为最大限度满足施工工期要求，通常在桥台施工完成后，立即对台背进行回填作业。受施工空间限制，无法采用大型压式设备对台背进行压实作业，而小型压实设备功率较低，造成压实度等技术指标达不到设计要求，最终导致台背填料孔隙率较大，增大工后沉降风险。

道路运营过程中，在路堤重力作用及行车荷载共同影响下，台背填料孔隙率逐渐缩小，密实度逐渐增加，台背填料产生大规模沉降变形，使桥梁与道路结合部位产生明显高差，引发桥头跳车现象。

1.1.3 路桥结构刚度差异

桥梁属于刚性结构，具有刚度大、承载力强的特点，其桥台或基础下部设有可靠的支撑结构，通常为钢筋混凝土结构，承载性能较高，在自身重力及行车荷载作用下，基本不会产生沉降变形。

台背路基属柔性、半刚性结构，在土体重力及行车荷载共同作用下，路堤填料密实度逐渐增加，造成台背位置产生差异性沉降。但因桥台两侧结构抗变形能力存在显著差异，桥梁结构基本无沉降变形，而台背结构产生的沉降变形较大，从而导致路桥结合部位产生破坏，形成桥头跳车现象。

1.2 排水不畅及填土流失

桥台与路堤结合处留有变形缝，若道路排水系统不完善或路面防水层不合格，导致雨水大量汇集，势必会使雨水沿变形缝深入路基，造成道路各结构层遭受雨水侵蚀，降低路基承载力，使桥台处路基产生大幅度沉降，进而引发桥头跳车问题[5]。

1.3 施工质量方面

施工阶段是工程建设中最关键的环节，直接决定工程的施工质量和使用性能，因此，必须加强施工过程质量控制。桥头跳车病害的产生与施工阶段的质量控制不到位密切相关，其具体表现在如下几个方面：

（1）公路工程施工工期紧，任务重，实际施工时，施工方一味追求施工进度，导致施工质量得不到保证。台背填筑速度过快，未采用分层夯填，且填筑完成后未留出足够的自然沉降时间，增大桥头跳车发生风险。

（2）路基填筑施工中，未合理控制松铺厚度，受施工空间限制，导致施工中无法使用大型压实设备，造成压实度达不到设计要求，增大工后沉降和桥头跳车风险[6]。

（3）路基填料不符合要求，含水率、粒径等指标较大，导致密实度较差。

1.4 设计方面

设计缺陷也会在一定程度上加剧桥头跳车病害的产生。道路勘察设计阶段，受资金、人员、技术等方面的限制，导致对施工区域内地质状况了解不全面，进而在设计阶段对软土路基处理不当，增大不均匀沉降的发生率；同时，桥梁基础结构形式及填料不同，也会造成差异性沉降[7-8]。

此外，除设计、施工、外部环境等因素外，引发道路桥头跳车的因素还有很多，如冻融、超速、超载、桥头搭板设置不合理等。

2 复合水硬性材料处治桥头跳车的技术

复合水硬性材料处治桥头跳车是建立在微表处技术的基础上实施的。其施工工艺是根据微表处原理，分层填充，接近设计高程时对路面整体进行微表处罩面施工。即先对原始道路进行高程测量，根据测得的实际数据确定路桥结合处发生差异性沉降的范围及沉降高差，并通过微表处处治技术对沉降区域实施分层填充，直至填充至设计高程，然后对沉陷区域及桥头实施整体罩面处理。与传统铣刨重铺施工方式相比，该技术不仅具有操作简便、施工速度快、交通影响小、成本低等优点，而且对环境污染少，具有良好的经济和社会效益。

2.1 复合水硬性材料治理桥头跳车的原材料要求

2.1.1 集料

采用复合水硬性材料处治桥头跳车，其集料选择应符合设计要求。粗集料选用遵循粒径适中、级配连续的原则，以玄武岩或花岗岩为最佳，集料质地坚硬，干燥度、清洁度、粗糙度满足要求，粒径为3～6 mm、5～10 mm、10～15 mm；细集料则选用质地坚硬，清洁度、干燥度、无风化的机制砂，级配合适，材质以石灰岩为最佳，粒径为0～3 mm，各项指标应满足《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T5142—01—2021）的相关规定。

2.1.2 改性乳化沥青

复合水硬性材料中有机黏结料选用SBR 改性乳化沥青。其贮存方式较为特殊，通常贮存在持续转动的密封罐体内，且有效期不超过14 d。

2.1.3 水泥

复合水硬性材料中水泥一般采用普通硅酸盐水泥，其掺量根据配合比试验确定，相关性能指标满足《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T5142—01—2021）相关规定，严禁使用速凝水泥和早强水泥。

2.1.4 水和添加剂

施工用水要求较高，通常采用直饮水或纯净天然水。添加剂主要采用无机类添加剂和有机类添加剂两种类型，添加剂掺量应满足要求，其性能不得对混合料性能产生副作用，性能不明的添加剂严禁应用于工程施工中。

2.2 复合有机水硬性材料处治高速公路桥头跳车施工工艺

2.2.1 施工工艺流程

采用复合水硬性材料进行高速公路桥头跳车病害处治的基本流程如图1 所示。

图1 施工工艺流程

2.2.2 施工过程质量控制

调平层施工中各项技术指标质量控制标准如表1所示。

表1 调平层施工过程质量控制标准

微表处罩面处理时，通过抽样检测对混合料质量进行控制，其质量控制标准如表2 所示。

表2 微表处罩面施工过程质量控制标准

2.2.3 质量检查与验收

竣工验收阶段质量检查与验收：桥头跳车路段处治完成后，应对各关键部位进行质量检查和验收，确保施工质量满足要求。其检查项目及验收标准如表3 所示。

表3 沉陷处理工后检查与验收质量标准

3 复合水硬性材料治理桥头跳车的优势

3.1 施工工艺

复合水硬性材料治理桥头跳车主要包含以下几个阶段：施工设计、施工准备、施工阶段、养护阶段、开放交通等[9]。

复合水硬性材料治理桥头跳车，其施工过程较为简单，混合料拌和对温度要求较低，可在常温下完成，无需拌和站参与，因此施工具有较强的灵活性[10]。

3.2 装备能耗与成本效益

复合水硬性材料治理桥头跳车，其施工过程主要涉及原材料运输、拌和、摊铺等。与传统铣刨重铺施工方式相比，可减少混合料运输车、拌和站等大型机械的装备能耗，有效降低工程成本。

3.3 环保效益

当前我国的环保形势异常严峻，对各行业节能降耗提出了较高的要求，公路工程行业也不例外。相关专业人士对传统沥青路面和复合水硬性材料施工能耗、污染物排放等进行了对比计算，得出相同条件及检测范围内（能耗值为280～380 MJ/t，碳排放量为21～31 kg/t），复合水硬性材料沥青路面施工比传统热拌沥青路面施工能耗及碳排放量均显著下降，其降幅高达71.20%。而且复合水硬性材料对环境要求较低，可在常温下完成施工，整个施工过程基本不会产生有害气体。通常状况下，在上料及拌和过程中会产生悬浮物，通过实际检测其颗粒物最大排放量为0.47 mg/m3，未超过二级标准值3.5 mg/m3，环保效益显著。

4 结论

综上所述，路桥结合处路基、路堤不均匀沉降是造成桥头跳车病害的关键原因，如何采取科学有效的加固措施防治该部位沉降病害的产生，保证路面与桥面的稳定过渡，是有效处理桥头跳车的关键所在。综合各方面因素，提出如下建议：

（1）预防高速公路桥头跳车，应综合路基、路堤、路面等多方面因素，对桥头跳车成因进行全方位分析，以采取针对性处治措施，从根本上杜绝桥头跳车病害产生。

（2）复合有机水硬性材料性能优良，具有较强的高温稳定性和抗水损性能，能显著增强路用性能，延长使用寿命；其次，该技术具有施工简便、速度快、效率高、成本低、节能环保等优点，具有较强的经济和社会效益。

（3）利用复合水硬性材料处治桥头跳车，可显著提升高速公路运营及服务功能，实现公路建设与节能环保的发展。