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

1 道路橋梁工程的常見(jiàn)病害特點(diǎn)及施工處理的總體思路

1.1 常見(jiàn)病害的特點(diǎn)

道路橋梁中常見(jiàn)的病害類(lèi)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(jiàn)的各類(lèi)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(guò)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(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以延長(zhǎng)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(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的施工設(shè)計(jì)。在實(shí)施過(guò)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(guò)路車(chē)輛的安全性。

2 常見(jiàn)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(méi)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(chē)輛的運(yùn)行過(guò)程中就會(huì)發(fā)生一些晃動(dòng)，就會(huì)對(duì)施工過(guò)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(chē)輛行駛通過(guò)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定程度的沉降，從而產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的情況。隨著高程的增加，橋面的走道、道路的線(xiàn)形要求也隨之提高，在施工過(guò)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(kāi)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(chē)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(mén)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并給出正確指導(dǎo)，會(huì)使過(guò)往車(chē)輛產(chǎn)生劇烈的顛簸，甚至造成車(chē)輛側(cè)翻等事故，對(duì)車(chē)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(guò)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(lèi)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(guò)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(wèn)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(guó)外，對(duì)于道路橋梁過(guò)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(chē)轍

2.2.1 病害表現(xiàn)及產(chǎn)生原因

車(chē)轍問(wèn)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(chē)轍問(wèn)題可分為三類(lèi)：壓實(shí)性、失穩(wěn)性和磨損性。壓實(shí)性車(chē)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(chē)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(chē)的載荷，使路面產(chǎn)生不穩(wěn)定的車(chē)轍。磨損性車(chē)轍則是由于車(chē)輪與道路之間的摩擦所致，在國(guó)內(nèi)并不多見(jiàn)。

2.2.2 施工處理技術(shù)

針對(duì)車(chē)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(mén)應(yīng)加大檢查和監(jiān)管力度，特別是對(duì)貨車(chē)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(zhǎng)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(guò)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(kāi)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(méi)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(méi)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(mǎn)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(lái)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(zhǎng)、涉及范圍廣，且投入使用后會(huì)長(zhǎng)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(chē)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(zhǎng)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(zhuān)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(guò)大的影響，修補(bǔ)起來(lái)相對(duì)容易[5]。當(dāng)裂縫超過(guò)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(shù)脂等，可使混凝土裂縫得到加強(qiáng)。

通過(guò)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(shù)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(jiàn)病害施工處理技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 工程概況

某國(guó)道改建工程的目的是將原國(guó)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(zhǎng)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(guò)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(jiàn)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?chē)h(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(xiàn)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(guò)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(guò)程中出現(xiàn)的一些不必要的問(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)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(wú)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(guò)這些維護(hù)和檢測(cè)措施，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題，避免問(wèn)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(zhǎng)其使用壽命。

3.2.3 裂縫處理

混凝土結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期服役過(guò)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(shù)脂自下而上壓入縫隙內(nèi)，直至上端松開(kāi)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(wú)縫式伸縮縫的處理

無(wú)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(zhǎng)道路橋梁的使用壽命。

4 結(jié)語(yǔ)

道路橋梁工程是我國(guó)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(jiàn)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(chē)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(guó)城建部門(mén)正在積極探索利用新型建筑技術(shù)來(lái)延長(zhǎng)城建工程的生命周期，節(jié)約城建資金?？茖W(xué)的養(yǎng)護(hù)能讓我國(guó)道路橋梁的使用壽命得到較大程度的增長(zhǎng)，讓我國(guó)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。