橋梁預(yù)防性養(yǎng)護在高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用

周志峰、鄭園園

（江西贛粵高速公路股份有限公司九江管理中心都昌養(yǎng)護所，江西九江 332500）

1 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護概述

公路橋梁是我國重大交通運輸和城市發(fā)展的基礎(chǔ)性工程，因受到車流量、氣候、環(huán)境等因素的影響，質(zhì)量呈逐年退化趨勢，很多橋梁出現(xiàn)了破壞和病害，需要進行有效的養(yǎng)護。因此，防止或延遲橋梁的損壞成為公路養(yǎng)護領(lǐng)域重點關(guān)注的問題。

高速公路橋梁養(yǎng)護工作對保證橋梁正常通行非常必要。橋梁養(yǎng)護主要包括糾正養(yǎng)護和預(yù)防養(yǎng)護兩類。糾正養(yǎng)護指的是對橋面損壞部分進行修復(fù)或針對一些特殊缺陷的維修工作。這種方法適用于已出現(xiàn)部分結(jié)構(gòu)被破壞，但尚未影響到整體的橋梁。然而，這種方法是一種事后被動養(yǎng)護，治標(biāo)不治本[1]。如果局部損傷不及時處理，會累積成整體結(jié)構(gòu)損傷，最終需要進行造價高昂的大修。為解決這一問題，美國在20 世紀(jì)90 年代初期提出“預(yù)防性養(yǎng)護”的理念。預(yù)防性養(yǎng)護是一種基于成本和收益的有計劃的養(yǎng)護措施，可在橋梁正常狀態(tài)下實施。該方法可延緩橋梁損傷速度，保持或改善其通行狀態(tài)。

2 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護的重要性

2.1 混凝土橋梁常見病害類型

混凝土橋梁的裂縫可以分為兩種類型：非載荷裂縫和載荷裂縫。非載荷裂縫是由于材料自損、劣化而產(chǎn)生的，如混凝土收縮裂縫、鋼筋銹蝕以及集料擴張造成的裂縫等。載荷裂縫則是外力、軸線變形或支承移位造成的裂縫。雖然在橋梁使用中，裂縫被認(rèn)為是一種正常的現(xiàn)象，但橋梁的破壞甚至坍塌往往是裂縫擴展造成的。并且隨著時間的推移，裂縫會逐漸擴大，降低橋梁的使用安全性。因此，裂縫問題其本質(zhì)是一個安全性問題，必須得到足夠的重視[2]。

混凝土橋梁病害有多種原因，包括混凝土和鋼筋腐蝕、施工過程中留下的缺陷（如蜂窩、麻面、空洞、施工接縫等），支架缺陷（如老化開裂、剪切、脫空、變形等），梁的下?lián)?、墩臺的下陷，以及輔助設(shè)備損壞（如伸縮縫損壞、路面裂縫等）。橋面裂縫如圖1 所示。

圖1 橋面裂縫

2.2 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護的作用

預(yù)防性養(yǎng)護是指一種周期性的強制性養(yǎng)護和維修措施。在橋梁尚未出現(xiàn)嚴(yán)重病害時進行養(yǎng)護，從而阻止或延緩病害的發(fā)展，提高橋梁的耐久性能，延長其使用年限。開展預(yù)防性養(yǎng)護的關(guān)鍵在于選擇合適的時機、采取適合的技術(shù)措施，運用在合適的位置，即主動、有計劃、合理地進行橋梁養(yǎng)護[3]。

在橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護過程中，可以發(fā)現(xiàn)和快速有效地彌補橋梁及其設(shè)施的先天缺陷和使用問題，從而提高使用年限、推遲大修時間、降低運行管理費用，并避免因維修不當(dāng)而給使用者帶來的意外傷害。相關(guān)文獻表明，一條高品質(zhì)的高架橋在75% 的使用年限內(nèi)，其工作能力將退化40%（此為“預(yù)防”期）。如果未能得到有效的養(yǎng)護，在接下來的12%的使用年限內(nèi)，其工作能力將再次退化40%（此為“矯正”期），導(dǎo)致維修費用大幅提高[4]。可見，預(yù)防性養(yǎng)護對橋梁的長期穩(wěn)定運行至關(guān)重要，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護措施可以保障橋梁的安全、高效運行，且能有效降低養(yǎng)護費用。

3 高速公路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 微表處封層技術(shù)

瀝青路面是公路橋梁常用的一種鋪裝構(gòu)造，采用微表處封層技術(shù)進行瀝青路面養(yǎng)護，可大幅提高瀝青混凝土的抗滑性、耐久性和承載能力，對提高公路橋梁的服役年限和通行效能有重要意義。

在實施過程中，應(yīng)注意三個方面的工作：

首先，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)置封層材料的配合，以更好地發(fā)揮該技術(shù)的養(yǎng)護作用。

其次，強化對高等級公路橋梁的實地考察，關(guān)注路基、橋面的楔形、坑槽、刮痕等細(xì)節(jié)問題，確保攤鋪施工的科學(xué)性和合理性。

最后，要嚴(yán)格控制瀝青用量和攤鋪厚度，并在養(yǎng)護工作中進行有目的的養(yǎng)護，保證養(yǎng)護操作的標(biāo)準(zhǔn)化。

3.2 霧封層技術(shù)

霧封層技術(shù)是一種常見的高等級公路橋梁預(yù)防維修方法，對輕度、中度松散裂縫的治理十分有效。采用霧封層技術(shù)的過程中，需要將高滲透率的改性乳化瀝青均勻噴射在公路橋梁表面，以堵住公路橋梁表面的孔洞，防止雨滴下滲對公路橋梁的影響。

3.3 路面微表處養(yǎng)護技術(shù)

路面微表處養(yǎng)護技術(shù)能夠提高橋梁瀝青路面的防水性、防滑性等，可以極大地提升高速公路橋梁的維護效果，且能降低養(yǎng)護成本[5]。

應(yīng)用路面微表處養(yǎng)護技術(shù)時，需要按照比例配置乳化瀝青、瀝青集料和水等混合料，并將混合料均勻攤鋪在需要修復(fù)的橋梁瀝青路面，以達到有效的處理效果。此外，這種方法還能有效地防止橋梁瀝青路面松散現(xiàn)象，并能在一定程度上延緩路面老化。因此，該方法被廣泛用于橋梁瀝青路面淺層縱橫裂縫的修復(fù)和預(yù)防。

4 橋梁預(yù)防性養(yǎng)護的主要技術(shù)應(yīng)用

4.1 橋梁裂縫的修補和養(yǎng)護

在橋梁上經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫，即使裂縫很小，若不加以治理也會逐漸擴大，影響橋梁的使用安全性，所以應(yīng)對裂縫進行及時的修復(fù)與養(yǎng)護。當(dāng)橋梁裂縫在0.1mm 以下時，應(yīng)使用環(huán)氧樹脂漿對其進行涂層和封閉，以防止水分通過縫隙進入到下層，對其他內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生影響；當(dāng)橋梁的裂縫超過0.1mm 時，應(yīng)使用TK 膠進行灌縫處理，封縫后應(yīng)進行質(zhì)量檢測，以保證修復(fù)效果。

4.2 橋梁加固養(yǎng)護措施

橋墩的承載性至關(guān)重要，對于橋墩底部的橫縫和縱縫，要用碳纖維布進行修復(fù)，此方法既可以達到良好的養(yǎng)護效果，又可以提升其承載性[6]。

具體的施工工藝流程：先對施工位置進行放樣—對施工基面進行處理—對施工位置涂刷底膠—對底膠處找平（刮膩子）—涂刷樹脂膠然后粘貼碳纖維布—在碳纖維布上涂刷封閉樹脂膠—再對施工區(qū)域進行養(yǎng)護—根據(jù)周邊的環(huán)節(jié)以及橋梁的整體對施工區(qū)域進行裝飾，如涂刷涂料（見圖2）。

圖2 橋梁碳纖維加固養(yǎng)護

4.3 鋼筋銹蝕預(yù)防性養(yǎng)護

鋼筋銹蝕的主要原因是鋼筋與水、氧氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，因此在鋼筋銹蝕預(yù)防性養(yǎng)護過程中，要采取有效的隔斷方式，防止鋼筋與水、氧氣接觸，從根本上解決鋼筋銹蝕問題。

具體來說，鋼筋銹蝕預(yù)防性養(yǎng)護步驟如下：首先，將破壞的混凝土結(jié)構(gòu)鑿開，并注意清理銹蝕鋼筋；其次，在鋼筋表面涂刷黏結(jié)劑，以確保鋼筋和混凝土結(jié)合緊密；最后，使用高強度混凝土填充，完成修復(fù)工作后，在混凝土表面涂刷一層混凝土或砂漿。

4.4 橋面鋪裝破損的處理

局部處理：將破壞部位的箱梁頂板、水泥混凝土橋面鋪裝成規(guī)律的形狀，懸吊模具，對頂板混凝土及原水泥混凝土橋面鋪裝進行重筑，在澆筑完畢、固化之后，用麻袋或土工布進行覆蓋，并用水進行養(yǎng)護，同時要保證其表面時刻保持潮濕[7]。橋面破損處理如圖3 所示。

圖3 橋面破損處理

整體處理：將橋面清理干凈后，再對其進行新的一層水泥混凝土橋面鋪裝，鋪裝完成后，需進行養(yǎng)護，使用麻袋或土工布進行覆蓋，并對其進行噴灑水養(yǎng)護，同時保持表面潮濕。

4.5 裂縫預(yù)防養(yǎng)護

根據(jù)裂縫寬度的不同，可將橋梁路面裂縫問題分為非超限裂縫和超限裂縫。

對于非超限裂縫的修復(fù)，技術(shù)應(yīng)用比較簡單。首先，利用鋼絲將混凝土表面的塵土、雜物等清理干凈；其次，在裂縫兩側(cè)涂刷一層丙酮；最后，在丙酮上涂刷一層水玻璃，保證裂縫能夠很好地閉合。

超限裂縫處理：首先，需利用鋼絲將裂縫周邊的灰塵和雜物進行清理；其次，利用丙酮涂刷裂縫兩側(cè)并對雜物進行處理，以免雜物堵塞裂縫影響封堵效果；最后，需要向裂縫中灌入環(huán)氧樹脂，確保裂縫徹底封閉，從而有效防止病害問題進一步擴大[8-10]。

4.6 石砌橋臺前墻裂縫的處理

石砌橋臺前墻裂縫主要分為三種，一種是在斜橋上；一種是在前壁；另一種是在側(cè)壁，且由上而下。如果橋梁的垂直度大，則一般出現(xiàn)在橋墩正面的中部。這種裂縫的主要成因是橋梁地基在垂直方向上存在差異，使得橋梁地基上的額外內(nèi)力超過了橋梁的承載力。處理辦法是注漿封閉，阻止地下水向下滲透，以免對基礎(chǔ)造成進一步破壞。

4.7 伸縮縫周邊破損的處理

伸縮縫周邊破損的主要原因是膨脹縫周圍的雜質(zhì)沒有清除干凈，混凝土振搗不夠緊密，或者是平時養(yǎng)護中，未將膨脹縫里的雜質(zhì)清除干凈。處理方法是對周邊破損松散的部位進行重新澆筑。

4.8 附屬設(shè)備損壞的處理

橋臺搭板是橋梁結(jié)構(gòu)中常見的輔助設(shè)施，但其常出現(xiàn)斷裂和沉陷病害?？刹捎勉@孔注漿的方式，在每個行車路線上進行一次注漿，在每個位置預(yù)留4 個孔，孔深到搭板底部，從兩邊進行注漿。灌漿作業(yè)過程中應(yīng)加強施工質(zhì)量控制，以免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。

5 結(jié)語

總之，在高速公路橋梁營運期，預(yù)防性養(yǎng)護工作是十分關(guān)鍵的一項工作。養(yǎng)護部門和技術(shù)人員要定期對高速公路橋梁進行勘察和監(jiān)測，在最好的時機進行預(yù)防性養(yǎng)護，提高高速公路橋梁的穩(wěn)定性，讓其能夠更長久地發(fā)揮作用。