王圣欽
摘 要:橋頭跳車是高速公路的隱疾,嚴(yán)重影響了高速公路上車輛的行駛速度和安全,也影響了駕駛員及乘客行車過程的舒適度。本文就在現(xiàn)階段國內(nèi)外高速公路出現(xiàn)的橋頭跳車現(xiàn)象進(jìn)行了大概的分析,并對施工過程為避免出現(xiàn)這一現(xiàn)象提出了相應(yīng)的解決措施。
關(guān)鍵詞:高速公路;橋頭跳車;分析;防治措施
中圖分類號:U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)05(a)-0000-00
隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,尤其是2000年以來,私家車的擁有量急驟增加,國內(nèi)的高速公路也如雨后春筍般的迅猛發(fā)展起來。截止2015年底,我國高速公路已經(jīng)形成34條貫通南北,連接?xùn)|西的網(wǎng)絡(luò)大貫線,全國高速公路總長度8.5wkm。由于我國高速公路要求等級相對較高,公路線路經(jīng)過路段地理環(huán)境不一樣,同時車輛在高速上的行駛速度,都向高速公路技術(shù)提出相對較高的要求,也使橋頭躒車現(xiàn)象日益突出的顯現(xiàn)出來。
現(xiàn)今對公路技術(shù)人員提出的挑戰(zhàn)性問題就是如何有效的消除或最大限度的降低橋頭跳車的病害現(xiàn)象從而最大限度的滿足高速公路行車過程安全和保持高速勻速行駛的要求。
1 產(chǎn)生的原因
橋頭跳車的產(chǎn)生是形成的原因相對比較復(fù)雜,以縱坡i=1.8%為例,對橋頭跳車進(jìn)行分析:不同型號汽車在橋頭的行車機(jī)理也不甚相同且十分復(fù)雜,地面不同搭建物長度及搭建物沉降值的不同,在地面所產(chǎn)生的升降程度不同。在這里把汽車輪胎經(jīng)過橋頭兩個縱坡轉(zhuǎn)折時的行車線型按兩個相切的反向豎曲線考慮。當(dāng)汽車行至橋頭不同兩點間凸曲線路段時,形成的向心力為F=m×V2/R。當(dāng)汽車慢慢向前行駛時,向心力小于自身重力FG時,汽車則會出現(xiàn)跳車和顛簸現(xiàn)象。青銀高速公路計算行車速度為120km/h,橋臺搭建物長度為10m。假設(shè)i=2%,行駛時汽車不騰空的豎曲線半徑至少應(yīng)為R=m×V2/F約1000m,而高速行駛至跳橋段兩點間凸曲線半徑大約為10/2/0.02=250m,此時的曲線半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了汽車向心力對汽車穩(wěn)定行駛的豎曲線半徑而引起跳車現(xiàn)象發(fā)生。
2 危害性
(1)跳車所引起的高速行進(jìn)中車輛零件的過度磨損,降低機(jī)械零件的使用壽命;同時跳車時產(chǎn)生的車輛行駛不穩(wěn),會引起車內(nèi)人員的各種不舒服,嚴(yán)重時還會造成行車事故。
(2)而汽車跳車時對地面產(chǎn)生的強(qiáng)大的撞擊力又相對使地面的載力增加,使橋頭支撐、搭建物、連接縫隙相就因受到?jīng)_擊而加速損壞。高速公路養(yǎng)護(hù)及維護(hù)機(jī)構(gòu),為了能使高速公路處于一個良好的運行情況,要對跳橋段進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)和保養(yǎng),而這種治標(biāo)不治本的工作是要不間斷的進(jìn)行的,這樣不僅花費了大量的人力和財力,同時此路段也失去了良好的口碑,使公路養(yǎng)護(hù)苦不堪言。
3 相應(yīng)的防治技術(shù)
3.1 對不同地基的銜接處進(jìn)行相應(yīng)處理
我們發(fā)現(xiàn)跳車路段一般都出現(xiàn)在路橋的過渡地段,這一地段由于地基加固不均勻,或交接處地基土質(zhì)不同(如軟土、黃土、沙土),不同土質(zhì)會使地基沉降速度也呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象,所以在處理地基時,不同土質(zhì)的地基要進(jìn)行不同的處理方式進(jìn)行,力求改善地基承載能力,縮小因地基產(chǎn)生的沉降差而出現(xiàn)跳車現(xiàn)象。例如路基建在河橋附近,如果地基附近有河卵石土,回填應(yīng)該就全堤進(jìn)行鋪就,在交界處應(yīng)考慮沉降情況進(jìn)行全部處理。在鋪就地基時如遇到低洼地段,地面積水或地下滲透水現(xiàn)象發(fā)生,要采用相應(yīng)的高質(zhì)量的隔水材料(如隔水油氈等)對沉降縫進(jìn)行粘貼后,再進(jìn)行瀝青涂刷處理。如果這一路段地基積水情況嚴(yán)重,可以考慮在構(gòu)造物下埋管引水。
3.2 加強(qiáng)路基基底抗震動強(qiáng)度
高速公路路基基底有夯實程度是否達(dá)標(biāo),直接影響到路面的抗震動能力,而輔就路基的第一層時,是很難達(dá)到高要求的壓實度的,這就要求在進(jìn)行壓臺背回填時,將臺背地基進(jìn)行充分輾壓夯實,力求其壓實度與承壓力能夠達(dá)到相應(yīng)的高度。當(dāng)初次對臺背地基進(jìn)行輾壓時,可能會因為地基土質(zhì)疏松柔軟,即使碾壓過程已經(jīng)很充分了,也會出現(xiàn)不理想情況,甚至還會出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。如果不進(jìn)行換填處理,地基將無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),完工后的路面極有可能會出現(xiàn)跳車現(xiàn)象,為盡量避免這種現(xiàn)象發(fā)生,我們可以改換成顆粒較大的砂礫、砂石、或石渣進(jìn)行換填,然后利用水泥或石灰進(jìn)行混合加固處理。鋪設(shè)厚度,臺背下含水量要與要求相附合。
3.3 利用強(qiáng)夯加強(qiáng)地基承載力
路段的接縫處是地基的薄弱點,當(dāng)此處地基下沉?xí)r,為避免跳車現(xiàn)象的發(fā)生,最有效的補(bǔ)求方式就是進(jìn)行強(qiáng)夯。這種方法是運用400KN左右的重錘,讓其從五十米的高中內(nèi)進(jìn)行自由落體運動,利用這種強(qiáng)大的沖擊力,使地基內(nèi)部產(chǎn)生共振,強(qiáng)大的沖擊波會使地基內(nèi)土層抱合更加緊密,從而達(dá)到提高地基強(qiáng)度的作用。這種處理方法的好處有:a.使用這種方式進(jìn)行處理的地基承載力會翻倍增加。比如砂石的承載力會是原來的五倍,而泥灰?guī)r土的承載力將是原來的四倍。b.能夠有效的減少地基油層降不均現(xiàn)象發(fā)生。利用重錘強(qiáng)夯之后的地基土層抱合度比原來增加將近十倍,均勻性增加,斷層現(xiàn)象相對減少。c.縮短工作時間,降低作業(yè)成本。砂質(zhì)經(jīng)過首次強(qiáng)夯之后沉降可達(dá)50公分左右,而經(jīng)過再次夯實之后則為首次的3/5。而經(jīng)過這種強(qiáng)夯之后的路段,可以馬上進(jìn)行下一步工程施工,不會浪費時間,也降低了人力成本。在強(qiáng)夯的過程中,會使土體側(cè)面有一個束縛功能。土體受到壓實以后會向臺背方向集中擠壓,如果在一個地方強(qiáng)夯力過大,次數(shù)過多也會使橋臺因受到的沖擊力過大而產(chǎn)生安全隱患。
3.4 跳車處施工后,對質(zhì)量的技術(shù)要求要相對增加,避免人力、財力的多次浪費
利用強(qiáng)夯對地基臺背進(jìn)行壓實,要嚴(yán)格按相應(yīng)質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行施工作業(yè);對地基進(jìn)行夯實最好的就是強(qiáng)夯工具,如果工程附近(50米內(nèi))沒有大型人工建筑,盡量考慮強(qiáng)夯。強(qiáng)夯工作不但省時省力,還能保證工程施工質(zhì)量。在強(qiáng)夯不能觸及到的地方,利用小夯機(jī)進(jìn)行作業(yè),可以將強(qiáng)夯后的作業(yè)死角認(rèn)真夯實,彌補(bǔ)強(qiáng)夯不足。
3.5 規(guī)范化養(yǎng)護(hù)是解決公路橋頭跳車的有效維護(hù)
工程建設(shè)成果的長期穩(wěn)定性與后期的規(guī)范化養(yǎng)護(hù)管理是分不開的,根據(jù)目前的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平,對公路建成后的結(jié)構(gòu)物兩端采取以下方面的積極措施:(1)公路建成通車后,有條件時可對公路全線預(yù)先加鋪橡膠瀝青超薄磨耗層,多保險防止路面因磨耗而滲水;(2)及時更換明涵洞、明通道及小橋兩端所做的假縫中鑲嵌的橡膠條;(3)及時清理或更換橋端伸縮縫橡膠條,確保伸縮縫處的平滑舒適完好如初;(4)全路應(yīng)嚴(yán)控各種超限超載車輛,根據(jù)重載破壞是一次性的理念,特別是對特大超載車輛必須絕對禁行;(5)定期或不定期對結(jié)構(gòu)物兩端搭板范圍內(nèi)的路堤邊坡、種植式中分帶內(nèi)側(cè)、八字墻或擋墻檢查有無明顯變形或開裂,橋臺維坡有無變形,一旦發(fā)現(xiàn),應(yīng)及時進(jìn)行局部處理,使其恢復(fù);(6)對日常規(guī)范化維護(hù)后的結(jié)構(gòu)物兩端,如仍有“橋頭跳”出現(xiàn),目前可利用就地?zé)嵩偕夹g(shù)(層問熱黏結(jié)技術(shù))予以治理。
4 結(jié)論
橋頭跳車是高速公路的隱疾,嚴(yán)重影響了高速公路上車輛的行駛速度和安全,也影響了駕駛員及乘客行車過程的舒適度,高速公路的運營情況也會受到質(zhì)疑。因此受到的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的,同時會產(chǎn)生非常大的社會影響。而橋頭跳車最基本的原因就是由于地基不均勻的沉降造成的,本文通過對產(chǎn)生這一現(xiàn)象原因的分析,及其能產(chǎn)生的相應(yīng)危害和采用何種措施進(jìn)行前期加固,及問題出現(xiàn)后進(jìn)行補(bǔ)救的措施進(jìn)行了相應(yīng)闡述。依據(jù)高速公路應(yīng)具有的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)等各方面要求,以現(xiàn)存的和在建的高速公路對此病害的成功處理模式做為基礎(chǔ)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),因我國地質(zhì)地貌不盡相同,所以對不同路段采取的措施要因地制宜,這樣即附合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì),又能節(jié)省資源和材力,且不會影響工程進(jìn)度,同時對治療跳車病害也會效果顯著。
參考文獻(xiàn)
[1] 沈忱.橋頭跳車病害分析及防治方法優(yōu)化分析.華中科技大學(xué).2014.
[2] 薛愛萍.淺析橋頭跳車病害原因及防治對策.科技世界.2015.