道路與橋梁工程的常見病害及處理技術(shù)研究

王宏偉、尤秀鑫、韓嶺

（1.北京路橋瑞通科技發(fā)展有限公司，北京 101300；2.北京市清河管理處，北京 100192）

0 引言

隨著我國交通運輸行業(yè)的飛速發(fā)展，道路與橋梁工程技術(shù)已逐漸趨于成熟，但在道路與橋梁工程施工與運營過程中，仍存在一系列的病害問題。道路與橋梁作為基礎(chǔ)設(shè)施，與交通運輸業(yè)息息相關(guān)。因此，必須牢牢掌握道路與橋梁工程的常見病害，深入分析常見病害的處理技術(shù)，從根本上保障道路與橋梁工程的質(zhì)量安全，以促進我國交通運輸業(yè)的穩(wěn)步提升。

1 常見的道路與橋梁工程病害

1.1 地基沉降不均勻

根據(jù)實際調(diào)查結(jié)果顯示，道路與橋梁的很多問題都是由地基沉降不均勻引起的。地基沉降不均勻不僅對道路與橋梁的行車舒適度產(chǎn)生影響，同時也危害道路與橋梁工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性。以西安市的長安路立交橋為例，該橋自投入使用至今已28 年，橋面總寬度51.5m，設(shè)計為4 跨，最大跨徑為13.5m。由于各種原因，該橋自建成以來出現(xiàn)了嚴重的梁柱下沉、傾斜等問題。

道路與橋梁地基沉降不均勻的原因可能有以下幾點：第一，施工結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。在正式施工前，道路與橋梁設(shè)計沒有遵循標準要求進行充分準備。例如，設(shè)計方案不合理，技術(shù)審查不到位等。第二，勘察工作不徹底。在施工前，可能存在勘察不徹底的情況。如果在勘察過程中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)誤差，將會導致道路與橋梁的施工與實際的地形地質(zhì)情況完全不相符，從而影響道路與橋梁工程的最終質(zhì)量。第三，在施工過程中，道路與橋梁的路面壓實度存在問題。施工單位沒有嚴格按照原定的設(shè)計方案進行施工，或沒有遵循施工技術(shù)規(guī)范。為了自身的經(jīng)濟利益，縮短工期，致使道路與橋梁工程的質(zhì)量不達標。在道路與橋梁建設(shè)環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)都必須得到足夠的重視，一點小的誤差與失誤都會對將來在道路與橋梁上的行駛車輛與公眾的生命財產(chǎn)安全造成不可估量的損害。

1.2 橋面路面裂縫

在道路與橋梁路面上出現(xiàn)裂縫是極為常見的現(xiàn)象，也是道路與橋梁工程的主要病害之一。按照路面病害誘因進行分類，可將路面裂縫分為三類：橫向裂縫、縱向裂縫及網(wǎng)狀裂縫（見表1）。

表1 各類裂縫特征

總的來說，橋面路面產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個方面：第一，環(huán)境問題。當前我國道路與橋梁所采用的結(jié)構(gòu)受環(huán)境溫度的影響較大，加之很多地區(qū)有些季節(jié)的晝夜溫差非常大，在這種情況下，道路與橋梁半剛性結(jié)構(gòu)破損，路面老化出現(xiàn)裂縫的概率就大大提升。第二，車輛碾壓。當前我國城市化進程不斷加快，道路與橋梁的承載壓力也大幅度提升。另外，在車輛行駛過程中，如果遇到超載或緊急剎車的問題，會使輪胎與橋面路面之間的摩擦大大增加，從而導致對橋面路面的磨損，造成傷害，進而出現(xiàn)裂縫問題。第三，施工問題。施工單位在施工過程中可能存在偷工減料或者施工方法錯誤的問題。如果出現(xiàn)施工誤差、物料不合格或者混凝土配比不當?shù)葐栴}，都會對道路與橋梁的質(zhì)量安全產(chǎn)生影響，從而導致橋面、路面裂縫的出現(xiàn)。

1.3 車轍

車轍問題嚴重影響道路與橋梁的行車舒適度，也是道路與橋梁工程比較常見的病害之一（見圖1）。車轍問題主要包含三種類型：壓密性車轍、失穩(wěn)性車轍、磨損性車轍。壓密性車轍主要是道路與橋梁工程的結(jié)構(gòu)缺陷或者壓應(yīng)力超過了路面的抗壓強度造成的。失穩(wěn)性車轍與外部環(huán)境變化有關(guān)，可能是環(huán)境變化導致瀝青黏度下降，加上車輛荷載從而形成車轍。至于磨損性車轍與車輛輪胎和路面的摩擦有關(guān)，這類車轍在我國比較少見。

圖1 車轍

1.4 混凝土碳化

當前道路與橋梁的主要建造材料是混凝土，化學成分主要是Ca（OH）2?；炷灵L期暴露在空氣中，會與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，生成CaCO3，長此以往，就會導致混凝土質(zhì)量下降，無法充分保護內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)，甚至對鋼筋結(jié)構(gòu)還會產(chǎn)生侵蝕。作為主要支撐結(jié)構(gòu)的鋼筋受到侵蝕后，對橋體造成的危害將不可估量，甚至威脅過往公眾的生命安全[1]。

2 道路與橋梁工程病害處理的意義、原則與設(shè)計要求

2.1 道路與橋梁工程病害處理的意義

2.1.1 增強結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與可靠性

在道路或橋梁上出現(xiàn)沉陷或裂縫，不僅對于道路與橋梁工程的外形美觀度有影響，更重要的是會降低工程結(jié)構(gòu)的可靠性與穩(wěn)定性，對過往的車輛產(chǎn)生安全威脅，增加工程的不安全因素，對工程的有效運營造成影響。因此，落實預防性養(yǎng)護維修理念，有針對性地采取工程病害處理技術(shù)，是十分必要的。除了做好預防工作之外，對于已出現(xiàn)的道路與橋梁工程病害，養(yǎng)護施工人員也要及時地進行修復，確保道路與橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以保障其可以有效地承受車輛荷載。

2.1.2 延長道路橋梁的使用壽命

在道路與橋梁工程的設(shè)計中，往往規(guī)定了其使用年限。施工人員必須加強工程質(zhì)量監(jiān)控，使每一項施工環(huán)節(jié)都達到應(yīng)有的效果。如果未能按照規(guī)范標準的指導與要求，就容易導致道路與橋梁病害的發(fā)生，縮短道路與橋梁的使用壽命。在此情況下，提高設(shè)計標準，加強質(zhì)量監(jiān)控，對病害及時采取處理技術(shù)，能夠有效地加強道路與橋梁的荷載能力，延長道路與橋梁的使用壽命。

2.1.3 滿足過往車輛通行的需要

道路與橋梁工程一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，輕則影響道路與橋梁的外形美觀，重則會導致道路與橋梁難以承受過往車輛荷載，對車輛通行安全造成威脅，使車輛在通行過程中承受安全風險。對道路與橋梁工程結(jié)構(gòu)常見病害進行定期監(jiān)測，采取針對性的處理技術(shù)，能夠有效地對道路與橋梁工程質(zhì)量進行修復，保證其外形美觀的同時，也為過往車輛的順利通行提供保障。

2.2 道路與橋梁工程病害處理的原則

道路與橋梁工程病害處理需遵循以下原則。

2.2.1 全面勘察

在施工之前，施工單位要對道路與橋梁工程進行全面的勘察，熟悉、掌握工程的總體情況，深入了解道路與橋梁的工程結(jié)構(gòu)、承載力以及其他相關(guān)性能，對道路與橋梁工程施工設(shè)計圖的合理性、科學性進行確認，并且不可大面積改動。在此基礎(chǔ)上，制定合理的施工方案，確保道路與橋梁工程的病害可以得到有效的預防與處理。

2.2.2 基礎(chǔ)優(yōu)化

在道路與橋梁工程設(shè)計過程中，設(shè)計單位要結(jié)合實際，對設(shè)計方案進行不斷的改進與優(yōu)化，確保道路與橋梁工程施工的合理性，采用最符合實際需求的方案與施工工藝。另外，在材料采購、配備與運輸過程中，要提高質(zhì)量要求標準，確保能夠順利完成施工，防止施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2.3 道路與橋梁工程的設(shè)計要求

2.3.1 安全性要求

道路與橋梁工程屬于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，與公眾的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。在道路與橋梁工程的設(shè)計過程中，首先要確保工程的安全性。安全性是道路與橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)，只有保證道路與橋梁工程的質(zhì)量與安全，才能使其在使用過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.3.2 實用性要求

道路與橋梁工程在城市的發(fā)展建設(shè)中起著至關(guān)重要的作用。因此，道路與橋梁工程的設(shè)計要遵循實用性要求，延長使用壽命，滿足經(jīng)濟發(fā)展與公眾的出行需求。

3 道路與橋梁工程的常見病害處理技術(shù)

3.1 地基沉降不均勻處理技術(shù)

在發(fā)現(xiàn)地基出現(xiàn)沉降不均勻的問題時，必須及時采取危害處理技術(shù)。首先，在開始施工前，要做好勘察工作，選擇最為合理的施工方案，避免失誤。在道路與橋梁運行過程中，可以采取禁止私自開采深層承壓水、控制城市荷載等手段，有效控制地面的不均勻沉降。不同地區(qū)的道路與橋梁工程要嚴格遵守當?shù)氐脑O(shè)計規(guī)程，如長安路立交橋在勘探與設(shè)計過程中，要嚴格執(zhí)行《西安地裂縫場地勘察與工程設(shè)計規(guī)程》（DBJ 61-6—2006）的相關(guān)要求，從外部因素出發(fā)制定相應(yīng)的防治措施。

對于已經(jīng)出現(xiàn)的不均勻沉降病害，按照地基不均勻沉降的程度，采取不同的措施。如果道路與橋梁中出現(xiàn)小幅度的沉降，那么可以選擇比較簡單的填補方法，進行加固，使沉降速度放緩，減輕不均勻沉降所帶來的危害。如果地面的沉降問題比較嚴重，則需要更為復雜的技術(shù)進行處理。一般情況下會采用置換、壓實、灌注等，具體使用方法要根據(jù)沉降的實際情況而定。置換技術(shù)就是置換地基材料，使施工質(zhì)量得到保障，從根本上解決地基沉降問題。壓實主要是通過一些技術(shù)手段將路基壓實，調(diào)整路基的密度，待路基平整后對地面進行回填，從而解決地基沉降不均勻的問題。至于灌注技術(shù)，則是用水泥砂漿，通過灌注機對沉降地基進行灌注，達到提高地基強度、加固混凝土、優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)與加大工程總體截面積的目的，從而增強道路與橋梁的病害應(yīng)對能力。在病害處理過程中，要以預防為主，以免后期出現(xiàn)地基問題無法修復的問題。

3.2 橋面路面裂縫的處理技術(shù)

為了預防橋面路面的裂縫問題，可以在施工前請評估專家對施工當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展程度、車流量、車輛流通情況等進行預估，在此基礎(chǔ)上對道路與橋梁進行荷載力設(shè)計。同時出臺一系列道路限流與監(jiān)察非法超載情況的政策，減輕道路與橋梁的承載壓力。還要加強對于施工人員與材料采購人員的監(jiān)管，全力保證道路與橋梁工程的質(zhì)量，定期對道路與橋梁工程進行養(yǎng)護與檢測。

對于已經(jīng)出現(xiàn)的橋面路面裂縫問題，主要采取表面修補技術(shù)、壓力注漿技術(shù)、裂縫填充技術(shù)等進行處理（見圖2）。如果裂縫寬度小于3mm，可以采用表面修補技術(shù)，在裂縫位置涂抹補膠，并且嚴格控制水分滲透，避免水分進入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。這種方法成本低，可以有效提高路面的防水性能，從而延長道路與橋梁的使用壽命。如果路面裂縫寬度在3～5mm，就可以先對路面裂縫進行清理，在裂縫處注入熱瀝青或改良性瀝青之類的材料，將裂縫填滿。如果路面裂縫寬度超過了5mm，則可以采用裂縫填充技術(shù)，在裂縫處開鑿深溝，然后將混凝土、瀝青或樹脂之類補強效果好的材料填充其中，避免道路與橋梁路面繼續(xù)開裂，提高道路與橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[2]。

圖2 路面裂縫及處理

3.3 車轍與混凝土碳化的處理技術(shù)

對于車轍問題的處理可以從以下幾個方面入手：首先，在施工過程中，注重橋面路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不能只注重平整度，對壓實度也要予以足夠的重視。其次，在施工過程中，施工單位可以選擇改良性瀝青，提升瀝青的性能。最后，在道路與橋梁工程施工完成后，有關(guān)部門要加強稽查與監(jiān)督，注意嚴查車輛超載問題。通過這些手段，在一定程度上可以避免車轍病害的發(fā)生。

為了防止混凝土碳化對道路與橋梁造成不可逆的傷害，需要及時修補路面裂縫，將混凝土層與空氣有效隔離。可以采取在混凝土表面涂抹特制涂層的方法，避免混凝土與二氧化碳接觸，阻止空氣中的二氧化碳進入道橋結(jié)構(gòu)內(nèi)部，抑制混凝土中的化學成分與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，延長使用時間。在配置混凝土時，摻入一定的緩蝕劑，可以起到相同的作用。當?shù)缆放c橋梁工程出現(xiàn)裂縫時，要及時修復，避免空氣中的二氧化碳進入，損害鋼筋結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展與城市化建設(shè)的不斷加快，交通運輸行業(yè)也在不斷地發(fā)展進步，并取得了輝煌的成就。但是，對于道路與橋梁工程的發(fā)展，在加快發(fā)展速度的同時，更應(yīng)該注重工程質(zhì)量。目前，受許多不確定因素的影響，我國的道路與橋梁工程仍存在很多的病害問題，如地基沉降不均勻、橋面路面裂縫、車轍、混凝土碳化等問題，對道路與橋梁工程帶來了非常大的危害。因此，施工人員應(yīng)做好預防措施，充分掌握道路與橋梁工程常見病害的處理技術(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時采取措施，以保證道路與橋梁工程的穩(wěn)定可靠，為城市化發(fā)展與人民的美好生活提供保障。