徐金托

(陜西路橋集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710054)

0 引 言

橋頭跳車是公路常見的病害之一，高等級(jí)公路的通行要求安全、舒適、快捷，橋頭跳車現(xiàn)象的存在給行車的安全及舒適性帶來較大影響[1-3]。同時(shí)，由于車輛荷載不斷對橋梁伸縮縫產(chǎn)生沖擊，大大縮短了橋梁伸縮縫的使用壽命。因此，橋頭跳車問題已成為公路建設(shè)及營運(yùn)中亟待解決的問題。

1 橋頭跳車的成因及危害

橋頭跳車的形成歸因于橋頭臺(tái)背處的填料由于行車荷載的反復(fù)作用和臺(tái)背填土自身固結(jié)沉降而產(chǎn)生的豎向變形[4-7]。然而，橋臺(tái)基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)或擴(kuò)大基礎(chǔ)，其沉降量相對較小，因此橋臺(tái)構(gòu)筑物和臺(tái)背路堤相連處會(huì)出現(xiàn)較大沉降差，在臺(tái)背附近出現(xiàn)沉陷或錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致路面高程出現(xiàn)突變。

高等級(jí)公路對路面行駛安全性、舒適性、便利性要求較高，橋頭跳車的存在嚴(yán)重影響道路功能的發(fā)揮。另外，橋頭跳車的存在改變了道路的平整度，造成路面排水不暢，增加路面水損壞發(fā)生的概率，更加速了路面整體結(jié)構(gòu)的損壞，大大縮短了道路的使用壽命[8-10]。因此，需結(jié)合道路實(shí)際情況，針對具體的破壞形式提出有針對性的處治措施。

2 傳統(tǒng)處治措施及其缺陷

現(xiàn)階段，橋頭跳車的處治措施主要有2類：第1類，通過重新開挖、回填提升橋臺(tái)填土的密實(shí)度；第2類，在采用路面材料對橋頭沉降部位進(jìn)行填補(bǔ)的同時(shí)，結(jié)合基層注漿、加固等工藝，提升道路基層及整體的強(qiáng)度[11-12]。第1類處治措施限于維修時(shí)間、封閉施工、投資大小等方面的原因，實(shí)施起來較為困難；第2類處治措施相對容易實(shí)施，是現(xiàn)階段的主要處治措施。

橋頭跳車的縱斷面高程在一定長度范圍內(nèi)近似呈弧形，中間沉降量大，在橋臺(tái)和遠(yuǎn)距離處沉降量近似為零[13-15]。同時(shí)，最大沉降量與車輛駛向和背離橋梁有關(guān)。沉降量的不同使得處理路基或基層沉降后的瀝青混合料填補(bǔ)厚度不同，沉降量變化規(guī)律如圖1所示。

圖1 橋頭跳車豎向高程

傳統(tǒng)瀝青路面加鋪處治工藝、規(guī)范對瀝青混合料的最小鋪裝厚度有詳細(xì)要求和規(guī)定，在采用瀝青混合料對不均勻沉降進(jìn)行鋪筑時(shí)，需對不滿足最小鋪裝厚度的區(qū)域進(jìn)行銑刨，且瀝青混合料鋪筑時(shí)需全斷面封閉施工[16-18]。傳統(tǒng)施工一方面不能保證各層之間的完全連續(xù)狀態(tài)，另一方面某些路段全斷面不能封閉施工產(chǎn)生的瀝青面層冷接縫，會(huì)形成“病害敏感區(qū)”。

3 就地?zé)嵩偕幹螛蝾^跳車的適應(yīng)性

采用熱再生技術(shù)處治橋頭跳車，在施工質(zhì)量、使用壽命等方面都具備可行性及可操作性。

就地?zé)嵩偕夹g(shù)解決了瀝青面層最小攤鋪厚度的問題，可以對鋪裝厚度不滿足最小攤鋪厚度的路段進(jìn)行耙松，根據(jù)設(shè)計(jì)要求添加新料，將新舊混合料一并壓實(shí)成型，形成同一溫度下的熱黏結(jié)，保證了施工質(zhì)量。

處治橋頭跳車一般需分幅、分車道施工，采用就地?zé)嵩偕に噷σ呀?jīng)施工完成的路面接縫進(jìn)行適當(dāng)加熱，使新攤鋪的瀝青混合料同舊路面碾壓成一個(gè)整體，不存在縱向弱接縫問題，既滿足交通同行需要，又保證了施工質(zhì)量[19-20]。

另外，可以根據(jù)橋頭沉降量的大小，靈活選擇就地?zé)嵩偕に囋O(shè)備。因此，就地?zé)嵩偕に囂幹螛蝾^跳車有其自身的優(yōu)越性，對公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)的提高起到很大的促進(jìn)作用。

4 就地?zé)嵩偕幹螛蝾^跳車

4.1 橋頭基層病害處治

陜西省某高速公路通車不到5年，路面病害以軟土路基的不均勻沉陷、橋頭跳車為主，存在局部泛油及網(wǎng)裂，影響行車的安全性與舒適性，其中，橋頭跳車為全段最嚴(yán)重的病害。曾對沉降較大的5～10 m路段做過罩面處理，但罩面明顯高出橋頭縱斷面高程。

舊路面結(jié)構(gòu)中二灰碎石骨料質(zhì)量較好，但由于病害處受雨水浸泡，再經(jīng)重載、超載車輛反復(fù)碾壓，二灰碎石骨料間膠凝材料出現(xiàn)不同程度的流失，加速路面面層疲勞開裂、基層加速網(wǎng)狀沉陷和擴(kuò)散[21]。

經(jīng)過大量對比試驗(yàn)，對于網(wǎng)狀沉陷，在填補(bǔ)沉陷之前采用注漿進(jìn)行預(yù)處理，注漿材料采用灰漿混合料，水、水泥、粉煤灰、膨脹劑、早強(qiáng)劑的質(zhì)量比為1.2∶1∶1∶0.01∶0.1，施工現(xiàn)場依據(jù)注漿效果調(diào)整配合比。注漿孔布置如圖2所示。

圖2 單車道注漿孔布置

4.2 工藝流程

采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)處理橋頭跳車，其工藝流程如圖3所示。

圖3 就地?zé)嵩偕幹螛蝾^跳車工藝流程

4.2.1 確定施工范圍

在對陜西省某高速公路路面填補(bǔ)施工前，先確定施工范圍。測量縱斷面高程時(shí)，在橋頭跳車沉陷兩端以外增加2～3個(gè)測量點(diǎn)，以對道路實(shí)際縱坡進(jìn)行復(fù)測，如圖4所示。在得出道路實(shí)際縱坡后，依據(jù)道路縱坡計(jì)算出各測量點(diǎn)需恢復(fù)的路面高程，并與實(shí)測高程進(jìn)行對比得出沉陷量，即各測量點(diǎn)的沉陷深度，從而確定縱向的施工范圍。

4.2.2 放樣及確定攤鋪基準(zhǔn)線

依據(jù)計(jì)算所得的高差確定攤鋪的基準(zhǔn)線。基準(zhǔn)線的確定需結(jié)合松鋪系數(shù)綜合確定，以控制壓實(shí)后表面的平整度。對于通車時(shí)間較短就出現(xiàn)的橋頭跳車病害的路段，在對沉陷部位進(jìn)行填補(bǔ)時(shí)，需在沉陷部位施工完成后對高程予以部分預(yù)留，即以沉陷曲線的反鏡像乘以小于1的正數(shù)作為攤鋪的基準(zhǔn)線，目的是為盡可能地延長處理后的橋頭銜接路面壽命。

4.2.3 舊路面加熱、耙松及噴灑再生劑

對舊路面的加熱時(shí)，依據(jù)外界條件的變化適當(dāng)調(diào)整加熱設(shè)備的數(shù)量及工藝順序。冬季施工需在車輛銜接部位增設(shè)保溫板。另外，加熱達(dá)到一定溫度后，需對道路標(biāo)線進(jìn)行清除以保證加熱的效果。

在保證加熱深度的基礎(chǔ)上，使用路面耙松設(shè)備對再生路面進(jìn)行耙松(圖5)。耙松厚度受瀝青攤鋪厚度、路面老化程度及疏松耙氣壓的影響。

圖5 舊路面耙松及噴灑再生劑

對橋頭兩側(cè)舊路面老化嚴(yán)重路段，噴灑符合規(guī)定的再生劑，以便恢復(fù)路面材料的力學(xué)性能。針對陜西省某高速公路養(yǎng)護(hù)A標(biāo)段某橋頭兩側(cè)舊路面，再生瀝青和再生瀝青混合料AC-16的試驗(yàn)結(jié)果如表1、2所示。

表1 舊路面上面層再生瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表2 舊路面上面層AC-16再生瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，舊路面瀝青老化較為嚴(yán)重。舊路瀝青混合料AC-16在摻加3%再生劑后，再生瀝青針入度、軟化點(diǎn)及延度指標(biāo)基本恢復(fù)，再生瀝青混合料AC-16的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。另外，再生劑的噴灑是否準(zhǔn)確，受噴灑量、計(jì)量設(shè)施及再生設(shè)備行進(jìn)速度等因素的影響，施工過程中需對上述關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。

4.2.4 新料回填攤鋪與碾壓

新料回填攤鋪與一般新建路段攤鋪基本相同(圖6)，但處治橋頭跳車時(shí)瀝青混合料的攤鋪厚度是隨橋頭沉陷量而變化的。在新料回填攤鋪后，與就地?zé)嵩偕鷮庸餐雺海揽刻幱谀雺簻囟认录系那稊D作用可達(dá)到層間連續(xù)的最優(yōu)化。

圖6 新料回填攤鋪及碾壓

碾壓施工需按照試驗(yàn)確定的碾壓工藝進(jìn)行，初壓宜采用8～10 t鋼輪壓路機(jī)，復(fù)壓宜采用25～30 t輪胎壓路機(jī)，終壓采用8～10 t鋼輪壓路機(jī)以靜壓方式碾壓至完全消除碾壓輪跡為止。碾壓施工的關(guān)鍵在于接縫的施工作業(yè)，先碾壓接縫，由低到高、先慢后快。碾壓已施工完車道的接縫時(shí)，應(yīng)使碾壓寬度超出攤鋪寬度10～15 cm。

5 結(jié) 語

采用就地?zé)嵩偕に囂幹螛蝾^跳車病害，其質(zhì)量符合新建路面的各項(xiàng)要求，克服了傳統(tǒng)施工工藝的缺陷。同時(shí)，可以根據(jù)橋頭跳車沉降范圍及沉降量的大小選擇不同的再生設(shè)備。

因此，從保證施工質(zhì)量、對交通的影響、環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)性等角度進(jìn)行綜合分析評價(jià)認(rèn)為，就地?zé)嵩偕幹螛蝾^跳車是一項(xiàng)成熟、可靠的技術(shù)。