隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，高等級公路越來越多，而路橋過渡段橋涵（通道）及其后回填土差異沉降所引發(fā)的“橋頭跳車”問題始終困擾著道路工程界。路基與橋臺的連接是不同性質(zhì)構筑物的連接，在己建成的高速（等級）公路中，許多橋涵兩端出現(xiàn)了不同程度的錯臺或較明顯的沉降開裂。這些錯臺（裂縫）致使車輛發(fā)生瞬時的上下顛簸（即所謂的橋頭跳車）現(xiàn)象。為降低顛簸程度保證行車安全，車輛被迫在橋頭處減速行駛，這又影響到公路的使用性能和運輸效益。近年來，橋臺跳車現(xiàn)象以其存在的普遍性和難以根治性，已被廣泛重視起來。國內(nèi)外學者從病害成因機理、施工控制及處置措施等方面對橋涵回填穩(wěn)定問題進行了廣泛研究，認為解決橋涵后回填穩(wěn)定性問題的關鍵可歸結為保證公路正常使用的設計指標和控制指標問題，而臺背填土沉降機理分析是設計指標和控制指標指定的關鍵問題。本文就此問題進行一些分析與探討。

　　臺背填土力學特征分析

　　目前，道路上常用的橋臺類型主要有重力式橋臺、樁柱式橋臺、承臺分離式橋臺這么3種（如圖1、2、3）所示。橋臺后所用填料類型主要為：石灰土、砂礫、泥質(zhì)頁巖、手擺片石等。盡管橋臺類型的不同對臺后回填材料的差異沉降有一定的影響，然而由于橋臺容許的水平向與豎向變形相對地較小，從而可以統(tǒng)一處理為剛性約束邊界條件。

　　由于橋后填土位于剛柔相濟地的特殊位置，橋臺與填土沉降的不均勻性造成了回填區(qū)路面的嚴重破壞，破壞情況可分為：

　　（1）搭板與橋頭連接處路面車轍、開裂；

　　（2）回填區(qū)末端路面橫向開裂；

　　（3）搭板末端與路基交界處路面的橫向裂縫和差異沉降；

　　（4）搭板上的路面面層車轍嚴重，路面材料應進行特殊設計；

　　（5）漿砌片石重力式橋臺臺帽下片石易松散，造成伸縮縫和搭板下沉。

　　為分析上述工程病害的形成機理，有必要對橋后填土力學特征進行深入的分析。

　　非飽和狀態(tài)

　　自然界中的地基土體是由土顆粒和顆粒間的孔隙組成的。工程中所遇到的土體，大多數(shù)以非飽和土形態(tài)存在，即土顆粒孔隙中既含有液體，又含有氣體。除土顆粒本身的性質(zhì)外，孔隙中水、氣的含量不同，也將導致土體的性質(zhì)各異。一般認為，路基土在填筑過程中的夯實或壓實都不足以使填土達到飽和狀態(tài)。此外，路基土位于面層下而在地下水位以上的特殊位置，使得路基中形成了飽水帶和非飽水帶混雜的情況。因此，回填材料從本質(zhì)上來說應屬于非飽和土類型。

　　非飽和土具有多于兩相的組成，其孔隙水壓力相對于孔隙氣壓力而言為負值。非飽和土與飽和土在性質(zhì)和工程性狀上存在著根本的差異。通常定義非飽和土具有三相，即：固相（指土顆粒），液相（主要指水），氣相（指空氣）。更確切地說，非飽和土中還有第四相存在，亦即水與氣的分界面或所謂的收縮膜。例如，堤壩等工程在建造過程中孔隙壓力的消散過程不能用經(jīng)典土力學理論來說明。堤壩的變形由于孔隙氣體的存在而發(fā)生變化，若仍由飽和土力學理論來指導施工，勢必影響填筑質(zhì)量或施工進度。堤壩運行后，水位變動會使孔隙水、氣的比例發(fā)生變化，從而使土體的固結、強度和滲流等情況都與飽和土力學理論所闡明的不同。