引言
改革开放以来，中国的公路建设取得了飞速发展，到2006年底，全国公路通车总里程已达348万公里，高速公路4．54万公里。其中在桥台构筑物与台后填土衔接处普遍存在差异沉降，使得路面形成台阶或显著纵坡变化，高速行驶的车辆通过时产生颠簸跳跃，从而导致桥头跳车现象的产生。这种现象几乎在每条高速公路上都有，只是数量多少和程度轻重的差别。桥头跳车不仅影响了行车的速度与舒适性，降低了道路的通行能力，加速了桥台台背、桥头伸缩缝以及接缝路面的破坏，而且是道路交通安全的重要隐患之一，严重影响了高速 公路的社会效益。目前针对桥头跳车的研究多注重于工程实践，较少进行系统的研究，对处治方法的作用机理和适应性没有搞清楚，即使立题研究，也往往投入较少，只有宏观调查资料，而缺少试验分析结果，现场测试分析较少。因此，方法的推广应用就必然受到限制。
笔者协同其他研究人员依托交通部西部交通建设科技项目针对这些情况，由路桥过渡段的病害机理人手，深入剖析，对比了各种既往处治措施及其适应条件。并通过研制地基沉降模拟系统和动力加载模拟系统，利用大规模足尺模型试验等手段对路桥过渡段路基修筑技术进行了深入研究，提出了楔形柔性搭板处治新技术，归结了该新技术的适应性，展示了其工程实际应用情况。这些成果对路桥过渡段路基的设计、施工和病害治理具有重要的理论意义和工程实用价值。
路堤填土的压缩变形主要取决于填料性质、施工条件及台前(背)防护排水工程的设置情况等。桥头路堤一般填土较高，桥台附近又不宜压实，使填土的压实度较差。路面完成开放交通后，压实度不足的填土在行车荷载和路面及路基的恒载作用下产生压缩变形，从而导致沉降差。另一方面，根据有关资料的调查研究，当土堤压实度为95％时，每米填土工后的沉降为0．5-1．0 cm。因此，即使桥头压实度满足要求，沉降差也不可避免。对于地基条件较好的桥头地段，桥头路堤填土的压缩变形是导致差异沉降的主要因素。
由于粘土相对来说没有较大的孔隙，因此可以利用劈裂注浆使浆液沿垂直于小主应力平面发生劈裂，浆液充填劈裂面，同时引起土体固结及挤出，可以大大提高土体的固结度，从而提高土体的抗压强度。也可以用压密注浆通过钻孔向土层中压人浓浆，在压浆点周围形成泡形空间，使浆液对地基土起到挤压密实作用。还可以使用电动化学注浆法，促使在通电区域的土中以高价金属离子代换钠离子，使土的含水量显著降低，并可使土内形成渗浆“通道”。若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液，就能在“通道”上形成硅胶，并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体；对于含水量较高，且没有排水条件的软基，还可以采用置换法，如旋喷桩法、混凝土挤密桩法、电动化学法等。
凡xx黄土在上覆土自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的，称为湿陷性黄土。发生显著下沉的现象是湿陷性黄土地基的特性，然而这种特性会给结构物带来不同程度的危害，使路基及结构物大幅度沉降、路基纵向开裂，甚至还会引起路基边坡的滑坡和坍塌。随着中国西部开发战略的逐步实施，西北地区将成为大规模经济建设战略要地，黄土地区的工程建设将越来越多，对黄土，特别是湿陷性黄土地基处理技术的研究就显得尤为重要。当黄土作为结构物地基时，首先要判断它是否是湿陷性黄土，由于湿陷性黄土受水浸湿后土的结构迅速破坏，因此在处治上应以防水和改善土体的抗水能力为主。
冲填土的性质与所冲填泥沙的来源及淤填时的水力条件有密切关系。含粘土颗粒较多的冲填土往往是欠固结的，其强度和压缩性指标都比同类xx沉积土差。冲填土地基一般要经过人工处理才能作为建筑物地基。粉细砂含量为主的冲填土，其性质基本上和粉细砂相同或类似，因此在病害处理时可选用提高地基强度的方法。对于路堤填土较厚的冲填土可地基选用劈裂注浆、压密注浆法使浆液对地基土起到挤压密实作用；对于路堤填土较薄的冲填土，可开挖路堤后按一般的方法处理，如换填、强夯等。
因此，台背部位回填土的压实质量难以保证，加之该部位路堤施工又晚于其他正常路段路堤施工时间，相比较没有足够的时间完成固结沉降，因而在自重的作用下路堤的压缩沉降一般就比较大，这是引起路桥过渡段不均匀沉降的主要原因之一。过渡段处病害处治目的就是使路基与桥台间实现平稳过渡，由于考虑到公路的运营和地段的特殊性，在处治方法的选择上就会有一定的限制，总的原则是减少对周围稳定结构的破坏，工期要短且要快，尤其是对于高填路堤万不得已一般不会采用大开大挖，而小的填补又不能从根本上解决问题。那么针对目前的路堤病害具体应采取什么样的措施是本节所要论述的问题。
柔性搭板布置按桥台类型(重力式、桩柱式、肋板式)的不同而分为3种基本型式，见图3。
路桥过渡段小比尺模型试验虽然也能部分揭示处治方法的作用机理和适应性，但由于受模型比例的限制，其边界条件、加载方式、路基填土特性、地基沉降规律及材料特性往往与现场实际相差较大。因此，小比尺模型试验很难定量分析处治方法的适应性。为了有效地模拟不同工况下的路桥过渡段，对比和分析不同处治方案对地基沉降的适应性，开展大比尺模型试验很有必要。地基沉降模拟和动荷加载模拟的研制是开展大比尺模型试验的关键环节，也是难点。要实现以上2项功能，必须要设计1个集合地基沉降系统、动力加载系统、控制系统及配套系统在内的大规模试验平台，对此，国内外尚无先例，其设计方案无成熟经验可资借鉴。因此，笔者协同课题组其他研究人员集合了多个相关专业的研究人员开展了联合攻关，在多方努力下不断探索，成功地克服了困扰大比尺模型试验平台的多个难题。模型试验的结果表明，大比尺试验平台各个子系统运行良好，xx达到了预期的目标和要求。
土工格室加筋土不同于一般意义上的加筋土，在土工格室加筋土结构中，筋材面与大主应力作用方向是重合的：即土工合成材料面不垂直于大主应力方向。在土工格室中充填砂石或其他材料，则土工格室与填料所构成的这种复合体，其抗拉、抗剪强度和整体性远远高于无筋土。若将这种复合体视为传统意义上的加筋材料，则加筋面即为水平面，土与“加筋”的接触面也为水平面，这种加筋土结构与一般意义上的加筋土结构相同，而土与“加筋”的接触面即为土与土的接触。因此，在这种加筋土结构的受力变形过程中：
但常见的处治方法由于作用机理的差异，都存在一定的适用范围和局限性，故目前桥头跳车处治中，既有成功的实例，也不乏失效的工程。笔者研究过程中，从消化地基沉降和实现路桥过渡段刚柔过渡的机理出发，提出了土工格室楔形柔性搭板处治新技术，并将其应用于工程实践中。图6为某工程采用楔形柔性搭板技术处治桥头跳车施工现场。
针对目前高等级公路路桥过渡段桥头跳车病害严重的现状，在广泛调研的基础上，本文由路桥过渡段的病害机理人手，深入剖析、对比了各种既往处治措施及其适应条件。并通过研制地基沉降模拟系统和动力加载模拟系统，利用大规模足尺模型试验等手段对路桥过渡段路基修筑技术进行了深入研究，提出了楔形柔性搭板处治新技术，归结了该新技术的适应性，展示了其工程实际应用情况。 |
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