二灰混合料的桥头跳车处治技术研究

2023-02-06

桥头跳车是指在桥梁、涵洞等构造物的背后, 由于行车荷载和自重的作用, 形成构造物与台背回填的差异沉降, 致使台背与构造物连接处的路面出现台阶, 从而导致高速行驶的车辆通过台背回填处产生的颠簸跳跃现象。桥头跳车严重影响了行车舒适性, 降低了车辆的行驶速度和道路的通行能力, 必须进行防治。在以往的工程实践中, 回填材料大多采用透水性材料, 国内常采用砂砾石作台背回填材料;在沿海软土地区, 曾采用粉煤灰等轻质材料来填筑台背路堤, 也有部分高速公路采用水泥粉煤灰碎石桩进行台背处治。本文通过试验研究, 将介绍二灰混合料在处理桥台回填方面的应用进行, 给富产粉煤灰和石灰地区的公路工程建设项目提供一种较好的台背处治方法。

1 桥头跳车机理分析

对行驶的车辆来说, 转折纵坡是极为不利的。这样不仅加剧汽车的颠簸, 影响行车舒适, 甚至会出现行车事故。向心力较大时会使人或车产生部分失重, 向心力越大, 乘客感觉越明显;当向心力大于自重时, 汽车就会腾空飞跃, 可能出现汽车冲出行车道, 甚至造成翻车事故。汽车在不同车速情况下, 分别对应有不同的临界跳车和极限跳车竖曲线半径。

对于高速公路或一级公路, 取设计行车速度V为100km/h (即27.78m/s) , 当μ=10%时, 即汽车处于临界跳车状态时, 由式 (2) 得:R=7 7 2 m;当μ=2 0%时, 由式 (2) 得:R=3 8 6 m。因此, 如果搭板长度L为6 m, 其端部沉降为1 2 c m, 同样由式 (2) 可算:R=300 m。其值小于临界跳车半径, 一定会出现跳车现象。

2 回填材料试验

按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》 (JTJ057-94) 中的有关规定进行试验, 按95%压实度制备试件, 成型后放置养生室常温湿气养生至7d、14d、28d, 测试其无侧限抗压强度, 结果列于表1。

由表1可见, 在粉煤灰中掺入6%~10%石灰压实度在95%时28d强度都在2.1Mpa以上, 已基本硬化, 不会发生固结收缩, 因此不像填土那样要有足够长的时间来完成自身的固结, 才能承受自身荷载和上部汽车荷载的作用。

由于雨水可能沿桥台伸缩缝处渗入台背路堤, 造成台背路堤冲刷破坏, 因此, 须对二灰混合料进行水稳性检验, 各龄期水稳系数如表2所示。

由表2中数据可知, 二灰混合料的水稳性都比较好, 这是因为石灰粉煤灰材料属水硬性材料, 表明在过湿条件下, 用二灰回填台背路堤, 具有十分优良的水稳性。

3 工程应用

台背回填由于受施工条件或工艺顺序的限制, 桥头部位的压实度往往达不到要求。为验证二灰混合料的压实特性, 采用1.5kW平板振动器以及蛙夯对二灰混合料的压实性进行了检测。通过对两个不同处治方法的台背回填进行观测比较, 经二灰混合料处理的桥台沉降了10mm, 而采用普通处治方法的桥台沉降了50mm, 观测结果表明二灰混合料处治效果良好。