路桥过渡段的病害特征和处治对策

路桥过渡段的病害特征和处治对策

来源：《筑路机械与施工机械化》07-03 发布时间：2007-07-06 作者：

梁武星屈战辉

摘要：本文主要阐述了路桥过渡段的病害特征及相应的处治对策。

0引言

路桥过渡段是公路工程病害多发地段，“桥头跳车”是其最直观的表现形式。目前各种针对桥头跳车的预防措施虽然起到了一定的缓解作用，但均不能达到根治的目的，而且在中国很多地区桥头跳车现象已经影响到了高速公路的正常运营，因此寻求合理的病害处治对

策势在必行”。

本文通过对陕西、四川、甘肃、云南4省高速公路路桥过渡段病害进行调研的结果，归纳总结出路桥过渡段破坏的主要形式，并对各种破坏形式提出了相立的处治对策，这对解决桥头跳车问题具有重要意义。

1病害特征与机理分析

1。1病害特征

路桥过渡段的病害表现形式有多种，主要包括路基的整体滑移、路基与桥台间形成台阶、路面凹陷、搭板断裂、搭板与路堤形成纵向坡度差、搭板末端路基产生差异沉降和路面开裂等几种形式。

1．1．1路基整体滑移

路基整体滑移主要表现为路基整体侧向滑移和路基整体向桥台方向滑

移2个方面。路基的整体侧向滑移主要是由于路堤边坡过陡或是受到破坏后，在上部重复荷载作用下形成纵向裂缝或沿破裂面整体下滑。对于桩柱式桥台，台前土体基本处于无侧限受压状态，当锥坡受到破时坏，在自重和车辆的冲击荷载作用下，路基土体向桥台方向滑移形成横向裂缝或整体下滑，使得桥头部位的路基、路面产生较大的竖向位移，从而引起桥头跳车。

发生以上2种情况破坏的路基往往具有填土较高，整体性较差，路基边坡受到破坏或边坡过陡，边坡的整体或部分沿滑动面下滑引起路面出现纵向错台或裂缝等特征。

1．1．2路基与桥台间形成台阶

路基与桥台间形成台阶主要表现在局部沉降发生在台背与过渡段结合处，即最大沉降深度距离桥台背很近，形成错台。路基相对路面设计标高整体下沉，当桥台与过渡段结合处的差异沉降达到一定值时，就引起了桥头跳车现象的产生。

此种病害形式主要具有台背填土的均匀或者不均匀沉降较大，沉降差最

大值产生在靠近台背处等特征。

1．1．3路面凹陷

路面凹陷也是公路在运营过程中的一种常见病害，主要是由于路堤或地基的不均匀沉降引起，外部表现的特征是路基沉降不均匀、路面破坏严重、凹凸不平。

此种病害形式主要特征为过渡段内的路基沉降不均，局部沉降较大，路面出现凹陷，沉降的最大值处距桥台有一定的距离。

1．1．4搭板断裂

新建公路路桥过渡段采用设置桥头搭板的方法预防桥头跳车。由于种种原因，运营过程中会出现搭板断裂，进而产生的一种新的病害。

其病害形式主要表现为搭板底部脱空，枕梁部分及其以外的路基沉降较小，搭板较薄，不足以单独承受上部荷载，搭板沿脱空区受力较大的方向发生断裂等特征。

1．1．5搭板与路堤形成的纵向坡度差过大

设置桥头搭板预防桥头跳车，在防止桥头跳车方面取得较大的进步，成功的实例很多，但也不乏失效的案例。当台背填土路堤沉降较大时，搭板与路堤形成纵向坡度差过大(>6％)，在搭板两端的衔接处产生较大转角，当车辆通过该处时，会产生2次跳车的感觉，即“二次跳车”。

此病害形式主要表现为路基工后沉降过大，搭板长度不够，不足以使桥台与路基间的差异沉降实现平稳过渡。

1．1．6搭板末端产生差异沉降

由于路桥过渡段问题比较突出，因此在施工和设计中都采取了一定的措施，比如在设置桥头搭板的同时对搭板的路基进行注浆处理。这样过渡段的下沉固然减小了，但同时往往忽略了对搭板以外路基的处理与压实。经过一段时间运营后，在搭板端部与路基衔接处产生了差异沉降，从而形成新的跳车现象。

此病害形式主要表现为搭板段路基处治较好，下沉量较小，搭板末端路基整体或靠近搭板处路基沉降变形较大等特征。

1.2 病害机理分析

桥头跳车的直接原因是刚性桥台结构物与柔性路堤在行车荷载的反复作用下，产生相对较大的差异沉降造成的。其原因大致可归纳为主观因素和客观因素，这里主要分析客观因素，从土的沉降压缩变形人手，通过分析地基、路堤的沉降变形规律及搭板病害产生的原因，说明路桥过渡段的破坏机理。

1．2．1地基沉降

天然地基在自重作用下固结已完成，在天然地基土上修筑路堤时，由于路堤填土重量及车辆荷载作用，尤其是在桥涵处路基填土较高时，使天然地基承受除自重以外的附加应力，导致天然地基在路堤重量及车辆荷载作用下产生沉降变形，而且变形稳定历时往往持续数年乃至数十年。这种沉降变形的大小受路堤填土的性质及其填土高度影响，相同填土高度时，填土的密度越大，地基沉降变形也越大：相同填土密度时，填土高度越大，地基沉降变形也越大。

地基的沉降变形控制不当就会引发很多病害，如果地基的均匀沉降过大就会引起的桥台与路基差异沉降，地基产生不均匀沉降则可能引起路基开裂和整体滑移、近台背路基差异沉降、路面破坏及搭板断裂等病害。

1．2．2路堤固结沉降

山区公路台背多采用碎石、砂砾材料回填，一般而言，在工程中，台背大多数还是采用普通粘性土回填。而且台背填土一般较高，按施工程序，都是在桥涵构造物完成后再填筑两端路堤，这样就在桥头形成一个填土较高、施工面狭窄、工期紧迫的作业段，大型机械很难进场操作，即使小型压路机，在台背碾压时也会有碾压不到的死角，给土方压实工作带来很大的困难。而实际施工时，土方往往又不能达到最佳含水量，而且台背一定范围内土方压实往往难以人工夯实，压实度较小，局部密实程度很难达到质量要求。因此，在路堤自重和车辆垂直荷载及冲击振动荷载作用下，路基填料逐渐被压缩，孔隙率降低，密实度逐渐增大，从而在一定期限内产生路堤填土的沉降。

1．2．3设置桥头搭板后病害机理分析

设置桥头搭板是目前在防治桥头跳车中应用较为普遍的一种方法，但是也产生一系列新的病害，如搭板断裂、搭板末端过量沉降和路面开裂等。

搭板弹性支承于路基上时，搭板的受力性状与路基土的反力有关。当汽车荷载作用于搭板末端时，路基竖向应力最大。在汽车荷载的重复作用下，搭板底部承载力较差的路基可能会因累计塑性变形过大而使搭板底部脱空，当搭板不足以单独承受上部汽车荷载时，就会引起搭板断裂。同样搭板支承路基端由于应力集中，使得该处路基产生较大的塑性变形，从而引起搭板末端过量沉降和路面开裂。

2处治对策

高速公路投入运营后，交通量大，考虑到不影响或尽量少影响公路的正常营运，应尽量减小对路堤及上部结构的扰动，同时要经济和方便施工，病害处置方法的选择就有一定的局限性。处治对策针对不同部位一般分为地基处治对策、路堤处治对策和路面处治对策。

2.1地基处治对策

针对地基的处治方法有很多种，常用的方法有静压注浆法(渗透注浆法、劈裂注浆法、压密注浆法、电动化学注浆法)、旋喷桩法、树根桩托换法、换填法和灰土挤密桩法。地基处治的对象是岩土体，其最大的特点是复杂多