道路橋梁的常見病害與施工處理技術(shù)研究

張家興

（巴彥淖爾市交通運(yùn)輸項(xiàng)目前期服務(wù)中心，內(nèi)蒙古巴彥淖爾 015000）

0 引言

在道路橋梁的日常使用過程中，因?yàn)槭艿酵饨缫蛩赜绊懀瑫?huì)出現(xiàn)一些病害。為了確保道路橋梁的安全運(yùn)營，并確保其使用壽命，就要強(qiáng)化道路橋梁質(zhì)量，處理常見病害，有效管理在施工過程中以及在日常運(yùn)營中的維修和保養(yǎng)工作，排查存在的問題，從而將安全隱患降到最低。

1 道路橋梁工程的常見病害特點(diǎn)及施工處理的總體思路

1.1 常見病害的特點(diǎn)

道路橋梁中常見的病害類型較多，具有不同的特征，卻都有很大的危害性，不但增加了安全事故的發(fā)生概率，還會(huì)降低道路橋梁的服役壽命，甚至導(dǎo)致難以估計(jì)的損失。道路橋梁的病害可分為結(jié)構(gòu)性病害和功能性病害[1]。其中，結(jié)構(gòu)性病害難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，因此必須進(jìn)行仔細(xì)排查，在發(fā)現(xiàn)病害之后，安排維護(hù)人員進(jìn)行修補(bǔ)，以減少病害對(duì)道路橋梁的破壞；功能性病害往往是由建筑結(jié)構(gòu)的破壞或與之有關(guān)的失效造成的，而這些破壞又是維護(hù)人員所不能解決的，其產(chǎn)生的原因有設(shè)計(jì)不合理、操作不規(guī)范、技術(shù)水平不高、缺乏維護(hù)保養(yǎng)。

為此，必須對(duì)維護(hù)人員經(jīng)常進(jìn)行培訓(xùn)，加強(qiáng)施工技術(shù)宣傳，并安排維護(hù)人員進(jìn)行常規(guī)維護(hù)，將常見的各類病害降到最低。

1.2 對(duì)病害進(jìn)行施工處理的總體思路

道路橋梁的病害會(huì)影響道路橋梁的穩(wěn)定性及其使用壽命，因此，要從管理、建設(shè)兩個(gè)層面入手，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，對(duì)建設(shè)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)道路橋梁建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以延長道路橋梁的使用年限。施工人員要仔細(xì)檢查一切潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，分析和調(diào)查已有的病害，然后再根據(jù)這些問題進(jìn)行有針對(duì)性的施工設(shè)計(jì)。在實(shí)施過程中，應(yīng)該對(duì)它們進(jìn)行定期檢查，防止各種病害的產(chǎn)生，把病害扼殺在搖籃之中，降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生率，切實(shí)保證過路車輛的安全性。

2 常見病害與施工處理技術(shù)分析

2.1 路面路基的不均勻沉降

2.1.1 病害表現(xiàn)及產(chǎn)生的影響

出現(xiàn)路面路基的不均勻沉降是因?yàn)槁访娴某休d力有限。

第一，路面是一種剛性結(jié)構(gòu)，雖然沒有沉陷，但是在地基上會(huì)產(chǎn)生容許的變形，并且在橋墩的連接處會(huì)產(chǎn)生差異的沉陷，從而導(dǎo)致臺(tái)階的產(chǎn)生。當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定時(shí)，在車輛的運(yùn)行過程中就會(huì)發(fā)生一些晃動(dòng)，就會(huì)對(duì)施工過程中的運(yùn)行安全造成影響。由于施工現(xiàn)場(chǎng)的限制，一些大型機(jī)械很難在路基背面進(jìn)行良好的施工。

第二，由于施工者的疏忽，可能造成路基背面不夠堅(jiān)固，或是用于建筑的碎石、灰土等材料滲透性較差，使其對(duì)路基后段的整體強(qiáng)度造成影響，在車輛行駛通過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定程度的沉降，從而產(chǎn)生橋頭跳車的情況。隨著高程的增加，橋面的走道、道路的線形要求也隨之提高，在施工過程中極易產(chǎn)生變形、沉降，從而導(dǎo)致橋臺(tái)基礎(chǔ)的坍塌。在這種情況下，可以用砂或土進(jìn)行填平，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲簩?shí)。接著，對(duì)整個(gè)路面進(jìn)行灌漿，開挖土方，鋪裝設(shè)備和懸掛式軌道梁可能產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致鋪裝厚度不均勻，造成路基以及路面沉降，這使得車輛不能良好的行駛[2]。

第三，道路橋梁的地面一旦發(fā)生較大、較深的沉降，將嚴(yán)重影響道路橋梁的正常通行，甚至引發(fā)交通事故。如果道路交通管理部門不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給出正確指導(dǎo)，會(huì)使過往車輛產(chǎn)生劇烈的顛簸，甚至造成車輛側(cè)翻等事故，對(duì)車輛和司機(jī)的安全造成威脅。不均勻沉降產(chǎn)生的表面原因是路面受力過大，而從本質(zhì)上講，路面路基沉降主要是由于施工工藝和施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)所致。

2.1.2 施工處理技術(shù)

在工程實(shí)踐中，針對(duì)不同類型的不均勻沉降可以采用不同的加固處理技術(shù)。若不均勻沉降病害是由軟土地基造成時(shí)，在具體施工過程中，可添加一定量的水泥漿，以提高其強(qiáng)度，從而更好地改善軟土地基的問題；還可以對(duì)原有地基進(jìn)行換土，以降低原有地基的不穩(wěn)定性，從根本上避免并減少不均勻沉降病害發(fā)生的可能性，從而全面保障道路橋梁的安全穩(wěn)定。若因路面積水而產(chǎn)生不均勻沉降，則需結(jié)合道路橋梁的具體條件，確定最優(yōu)排水方案，為了避免水的積聚和滲入給道路橋梁的穩(wěn)定性造成不利影響，必須及時(shí)排除積水[3]。在國外，對(duì)于道路橋梁過渡段的不均勻沉降病害，通常采用加筋或加筋網(wǎng)等方法進(jìn)行治理，并取得很好的效果。

2.2 車轍

2.2.1 病害表現(xiàn)及產(chǎn)生原因

車轍問題是道路橋梁中較為普遍的一種病害，它對(duì)道路橋梁的行駛舒適性有很大的影響。車轍問題可分為三類：壓實(shí)性、失穩(wěn)性和磨損性。壓實(shí)性車轍多是由于道路橋梁本身存在結(jié)構(gòu)缺陷，或是由于壓應(yīng)力超出路面的承載能力。失穩(wěn)性車轍是由于外界環(huán)境的改變，使瀝青的黏稠度降低，再加上汽車的載荷，使路面產(chǎn)生不穩(wěn)定的車轍。磨損性車轍則是由于車輪與道路之間的摩擦所致，在國內(nèi)并不多見。

2.2.2 施工處理技術(shù)

針對(duì)車轍產(chǎn)生的原因，應(yīng)采取如下措施：首先，在施工時(shí)，要注意道路橋梁的構(gòu)造，不僅要注意平整度，還要注意壓實(shí)；其次，在施工時(shí)，可對(duì)瀝青進(jìn)行改性，提高其各項(xiàng)性能；最后，在道路橋梁建設(shè)結(jié)束后，相關(guān)部門應(yīng)加大檢查和監(jiān)管力度，特別是對(duì)貨車的超限進(jìn)行嚴(yán)格檢查。

2.3 鋼筋銹蝕和混凝土碳化

2.3.1 病害表現(xiàn)及產(chǎn)生原因

鋼筋和混凝土是道路橋梁的主要建筑材料。鋼筋在長時(shí)間的使用中會(huì)發(fā)生腐蝕、銹化等現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼筋發(fā)生膨脹，受力面積增大，相應(yīng)地就會(huì)承受更多的壓力，當(dāng)壓力超過鋼筋本身的承載能力時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象，最后導(dǎo)致路面開裂或斷裂，從而影響設(shè)施設(shè)備的使用安全，縮短道路橋梁的使用壽命[4]。此外，如果沒有妥善保管，混凝土就會(huì)發(fā)生碳化現(xiàn)象，碳化后，會(huì)形成氣泡，使得沒有被排出的氧氣、二氧化碳等氣體進(jìn)入鋼筋內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕，從而影響鋼筋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3.2 施工處理技術(shù)

在使用鋼筋前，要對(duì)鋼筋材料進(jìn)行全面、仔細(xì)的檢測(cè)，并對(duì)易被腐蝕的鋼筋采取相應(yīng)的防銹處理措施。除此之外，還需要加強(qiáng)對(duì)鋼筋材料的保管，選擇合適的環(huán)境，避免鋼筋材料受到外界環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致其使用性能下降，以保證其可以滿足道路橋梁的建設(shè)需要，從而將鋼筋銹蝕病害的發(fā)生概率降到最低。

為了防止混凝土出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，必須對(duì)混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。為了保證混凝土中的堿度和水熱化特性，可采用試驗(yàn)法來確定其摻和比。

2.4 裂縫

2.4.1 病害表現(xiàn)及產(chǎn)生原因

道路橋梁工程工序復(fù)雜、工期長、涉及范圍廣，且投入使用后會(huì)長期承受很大的重力和壓力，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫。造成道路橋梁鋪裝層裂縫的原因是車輛在地面上的自重和輪軌與路面的摩擦力。另外，施工環(huán)境不好、施工程序和施工工藝不完善，也會(huì)造成道路橋梁路面裂縫。

2.4.2 施工處理技術(shù)

在對(duì)道路橋梁路面裂縫進(jìn)行治理前，要對(duì)裂縫的長度、寬度、產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，進(jìn)而制訂出科學(xué)、合理的處理技術(shù)。在道路橋梁施工中，對(duì)于0.2cm 以下的裂縫可采用表層修補(bǔ)法，清除裂縫后可直接用環(huán)氧抑制劑或其他專用材料進(jìn)行充填，在修補(bǔ)期間，每5～10min 用刷子刷洗一次。

充填完畢后，讓它自然干透。表層修補(bǔ)法是目前道路橋梁中應(yīng)用最廣泛的一種施工工藝，該工藝技術(shù)費(fèi)用低廉、適用面廣，主要用于不太深的或平坦的裂縫，其基本不會(huì)對(duì)道路橋梁的承載力造成過大的影響，修補(bǔ)起來相對(duì)容易[5]。當(dāng)裂縫超過0.2cm 時(shí)，可采用加壓抽氣的方法。該方法的基本原理是，在裂隙中合理保留出口，形成一個(gè)封閉的孔洞，然后在孔洞中注入泥漿，使其充填。

縫封后應(yīng)作壓力氣體泄漏試驗(yàn)，并應(yīng)在封縫膠水或灰漿達(dá)到一定強(qiáng)度后作壓力氣體泄漏試驗(yàn)。具體的處理方法是沿著縫隙抹上一層肥皂水，再由注漿口注入壓縮空氣，凡是有滲漏的地方都要進(jìn)行修補(bǔ)和封堵，直到?jīng)]有滲漏為止。使用一定數(shù)量的水泥砂漿或環(huán)氧樹脂等，可使混凝土裂縫得到加強(qiáng)。

通過對(duì)瀝青混合料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以改善瀝青混合料的養(yǎng)護(hù)效果，提高瀝青混合料的質(zhì)量，增強(qiáng)瀝青混合料的穩(wěn)定性與安全性。除此之外，還可利用泄壓機(jī)對(duì)道路橋梁裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，其主要做法是向大裂縫處注入一定數(shù)量的環(huán)氧樹脂或水泥砂漿，使之與路面及裂縫緊密結(jié)合，成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，從而增強(qiáng)道路橋梁的安全性與穩(wěn)定性。

3 道路橋梁常見病害施工處理技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 工程概況

某國道改建工程的目的是將原國道改建為一級(jí)路橋工程，其安全等級(jí)為一級(jí)，采用了1×65m 的垮橋組成，橋?qū)?4.56m，橋長74.4m，該橋的上半部分為簡(jiǎn)支鋼箱梁，下半部分為扶壁平臺(tái)，橋臺(tái)部分為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，使用的是C40 混凝土。但在使用過程中，該橋橋臺(tái)出現(xiàn)了病害，現(xiàn)結(jié)合該橋工程實(shí)例，對(duì)道路橋梁中常見病害的施工處理技術(shù)在施工中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

3.2 病害及其施工處理技術(shù)

3.2.1 不均勻沉降

該項(xiàng)目在前期工作中，選取一組參照點(diǎn)，對(duì)橋臺(tái)進(jìn)行沉降觀測(cè)，并根據(jù)周圍環(huán)境對(duì)其進(jìn)行修正，其中半圓頭鋼筋的位置應(yīng)控制在0.5～0.8m 之間，采用高精度水平儀，對(duì)地面、管道等進(jìn)行沉降觀測(cè)，并根據(jù)觀測(cè)結(jié)果制作出一幅曲線散點(diǎn)圖，以便進(jìn)一步分析。為實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)混凝土面層的排水功能和保證安全性，可采用壓漿加固方法，通過注入水泥漿液，利用其滲透性和可塑性，填充裂縫、毛細(xì)孔隙，固化后形成堅(jiān)實(shí)填充體，提高整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。為更好地保證道路沉降區(qū)的施工質(zhì)量，有關(guān)人員必須對(duì)好的施工組織給予高度重視。一是組織結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性；一個(gè)好的施工組織，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)在施工過程中出現(xiàn)的一些不必要的問題。從而能夠很好地保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照規(guī)范要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行，從而能夠更好地提高施工效率。因此，在施工時(shí)，有關(guān)人員必須對(duì)橋面下沉部位進(jìn)行準(zhǔn)確把握。每一種施工組織方案都要經(jīng)過充分論證，最終確定出一種切實(shí)可行的組織方案。然而，在高架橋沉陷區(qū)的施工，涉及的因素很多，因此，在施工過程中，應(yīng)考慮到具體的管理措施。

3.2.2 鋼筋的腐蝕

在具體施工過程中，為降低鋼筋的腐蝕，該項(xiàng)目按照實(shí)際需要選擇了適當(dāng)屬性的鋼材，即具有較高耐腐蝕性能的鋼材。在鋼筋的構(gòu)造上，采用防水、抗氧化的方法，外加一層牢固的保護(hù)層，對(duì)鋼筋的構(gòu)造起到保護(hù)作用。同時(shí)，為了確保道路橋梁的安全性和可靠性，還需要進(jìn)行日常維護(hù)和定期檢測(cè)。日常維護(hù)包括定期清潔和外觀檢查以及及時(shí)采取修復(fù)措施，清潔可防止灰塵和污垢積聚，外觀檢查可發(fā)現(xiàn)腐蝕、裂縫或銹跡等問題，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題區(qū)域，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，如刷涂防腐劑或填補(bǔ)裂縫等。定期利用無損檢測(cè)技術(shù)對(duì)鋼筋進(jìn)行全面檢查，如果發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕或斷裂的鋼筋，需要進(jìn)行更換；對(duì)于輕微腐蝕或損壞的鋼筋，可以考慮修復(fù)措施，如局部修補(bǔ)或加固。通過這些維護(hù)和檢測(cè)措施，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題，避免問題進(jìn)一步擴(kuò)大，確保道路橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，延長其使用壽命。

3.2.3 裂縫處理

混凝土結(jié)構(gòu)在長期服役過程中，不可避免地要承受外力的作用。為此，該項(xiàng)目擬針對(duì)不能滲透的裂紋及寬度小于0.2mm 的裂紋，采取先清除裂紋表面雜質(zhì)及粉塵，再用丙酮預(yù)處理的表層修補(bǔ)法。之后，每5min 涂補(bǔ)一次，以改善裂縫的處理效果。首先，按照表層修補(bǔ)法，對(duì)其進(jìn)行表面修補(bǔ)，保留裂紋兩端；其次，將環(huán)氧樹脂自下而上壓入縫隙內(nèi)，直至上端松開為止；最后，封堵兩端表面后再進(jìn)行修補(bǔ)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)處置區(qū)的混凝土強(qiáng)度及裂縫處治的整體性進(jìn)行檢驗(yàn)，從而避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大。

3.2.4 無縫式伸縮縫的處理

無縫式伸縮縫處理主要采用黏性的材料，以保證在縫隙等部位具有較好的彈力。這種施工方法可以提高道路橋梁的抗震性能，減少外部因素對(duì)道路橋梁的影響，延長道路橋梁的使用壽命。

4 結(jié)語

道路橋梁工程是我國現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分。分析道路橋梁工程的常見病害特點(diǎn)及施工處理的必要性，對(duì)路面路基的不均勻沉降、車轍病害、鋼筋銹蝕和混凝土碳化以及裂縫的病害表現(xiàn)及產(chǎn)生原因，并根據(jù)實(shí)際工程概況對(duì)不均勻沉降、鋼筋的腐蝕、裂縫處理、伸縮縫的處理等技術(shù)進(jìn)行了逐一分析。而在城市公路橋梁建設(shè)中，施工技術(shù)又是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我國城建部門正在積極探索利用新型建筑技術(shù)來延長城建工程的生命周期，節(jié)約城建資金。科學(xué)的養(yǎng)護(hù)能讓我國道路橋梁的使用壽命得到較大程度的增長，讓我國的交通運(yùn)輸行業(yè)能夠穩(wěn)定、健康的發(fā)展，從而為城鎮(zhèn)化發(fā)展和人民的美好生活提供保障。