簡(jiǎn)介:結(jié)合我國(guó)道路橋梁工程病害防治與施工控制的實(shí)際情況,探討道路橋梁工程在運(yùn)維過程中發(fā)生病害的種類及其形成的原因和危害表現(xiàn)。著重分析了裂縫、剝蝕、地基沉降、混凝土的碳化與腐蝕、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)損害等病害的施工控制技術(shù)和防治措施,旨在為提高我國(guó)道路橋梁工程的施工及運(yùn)維質(zhì)量與效率提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞:道路橋梁工程;施工控制;防治策略

0引言

隨著我國(guó)現(xiàn)代化交通網(wǎng)絡(luò)的逐漸完善,道路橋梁工程在城市發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)上的重要性越來越突出,因此對(duì)其在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維的質(zhì)量和效率上的要求越來越高。而橋梁病害作為制約道路橋梁工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益有效發(fā)揮的重要阻礙,如何在設(shè)計(jì)施工階段通過施工技術(shù)的不斷優(yōu)化以及施工質(zhì)量的強(qiáng)化管控,在運(yùn)維階段通過全面的病害檢測(cè)體系和合理的病害防治技術(shù)實(shí)現(xiàn)病害的及時(shí)預(yù)防與科學(xué)處理,便成為我國(guó)道路橋梁工程現(xiàn)代化發(fā)展的重點(diǎn)。

1道路橋梁工程病害的分類及其產(chǎn)生的原因

1.1裂縫

由于在施工建設(shè)階段水泥混凝土或?yàn)r青混合料材質(zhì)及其配比品質(zhì)不合格,從而導(dǎo)致水泥在鋪設(shè)過程的異常凝結(jié),再加上水泥混凝土(瀝青混合料)在運(yùn)輸、澆筑、攤鋪、壓實(shí)工作上沒有嚴(yán)格的質(zhì)量管控,造成路面層級(jí)黏結(jié)不穩(wěn)、層級(jí)厚度不足或攤鋪不均、水穩(wěn)定性差、延展性和強(qiáng)度缺失等。如果遇到較大的交通負(fù)荷或是惡劣天氣(大風(fēng)干燥、暴雨滲透、凍融)的影響,就極易產(chǎn)生橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫,如若不及時(shí)加以防治和處理,便會(huì)造成大面積坑槽及路面沉降,給道路橋梁的安全通行以及高效運(yùn)維構(gòu)成阻礙。

1.2剝蝕

道路橋梁的剝蝕病害多發(fā)生在水泥混凝土的工程路面中,由于在水泥混凝土的材料配比在水灰比上的要求較高,一旦水灰配比過大,就會(huì)在施工及運(yùn)營(yíng)后由于環(huán)境(風(fēng)化、雨水、凍融)和交通負(fù)荷的影響造成一定程度的浮漿,進(jìn)而導(dǎo)致橋梁路面的起皮、剝落、露石和蜂窩麻面等現(xiàn)象。除此之外,如果在混凝土施工過程中對(duì)路面進(jìn)行過度的灑水提漿處理或是沒有嚴(yán)格按照泌水施工的相關(guān)處理程序,在泌水未結(jié)束前就對(duì)路面完成收漿飾面處理,造成泥漿外析,也會(huì)導(dǎo)致日后運(yùn)營(yíng)過程中的剝蝕病害。剝蝕病害屬于路面的表層傷害,一般初期病害會(huì)產(chǎn)生1~3m的起皮,對(duì)道路橋梁的性能影響不大,但是如果任憑災(zāi)害范圍擴(kuò)大,剝蝕加深而造成路面露骨,就會(huì)導(dǎo)致橋梁構(gòu)建的截面積降低,空氣及外部有害雜質(zhì)便會(huì)對(duì)路基及其內(nèi)部的骨料和鋼筋構(gòu)成侵蝕,進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)性的損毀。

1.3路基及橋涵臺(tái)背沉降

(1)我國(guó)的地形地質(zhì)復(fù)雜,特別是在山區(qū)丘陵地帶的道路橋梁工程,如果沒有對(duì)工程建設(shè)所在地的地形地質(zhì)進(jìn)行全面地勘探與測(cè)繪,不能對(duì)雜填土和沙土等軟土環(huán)境下的地基進(jìn)行科學(xué)的加固處理,無(wú)法采取必要的手段對(duì)橋頭軟土的地基承載能力進(jìn)行合理地分析和優(yōu)化,就容易造成路基沉降和橋頭跳車等現(xiàn)象。

(2)在施工建設(shè)階段,如果對(duì)路堤壓實(shí)不足或是失衡、對(duì)軟濕等不良地質(zhì)沒有徹底地加固處理就進(jìn)行水泥混凝土的填筑,亦或是山體或是地表滲水、挖填交界剛?cè)徇^渡處理失當(dāng),造成土石界面的滑移等原因,便會(huì)導(dǎo)致路基的局部和整體沉陷[1]。

(3)如果路面的加固處理不到位或不及時(shí),再加上橋面臺(tái)背填料的品質(zhì)低下,在強(qiáng)度、剛度以及填筑的厚度和壓實(shí)的程度上難以適應(yīng)道路橋梁穩(wěn)定性和荷載力的相關(guān)設(shè)計(jì)要求,便會(huì)產(chǎn)生橋頭跳車和橋涵臺(tái)背沉陷等不良現(xiàn)象。

1.4混凝土碳化與鋼筋的腐蝕

混凝土的碳化與其材料的密實(shí)度有著很大的關(guān)系,因此如果在混凝土配比的時(shí)候,水灰比過大,就會(huì)使其在硬化過后的空隙增多,如果在攪拌、搗鼓、攤鋪和壓實(shí)工藝上的管控缺乏,混凝土在相對(duì)濕度和溫度都普遍降低的條件下就會(huì)為空氣中的二氧化碳和水分提供充足的滲透通道,使其與混凝土中的化學(xué)成分進(jìn)行反應(yīng),致使混凝土中的堿含量降低而碳酸鹽含量升高,不僅造成水泥混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管孔增多以及大量氣泡的產(chǎn)生,還會(huì)對(duì)其中的鋼筋等內(nèi)部構(gòu)建構(gòu)成侵蝕,進(jìn)而引發(fā)裂縫擴(kuò)大,耐久性降低等不良現(xiàn)象,大大降低了道路橋梁的使用壽命,提高了運(yùn)維的成本和難度。

1.5基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)破壞

主要是針對(duì)主梁基礎(chǔ)和墩臺(tái)基礎(chǔ)發(fā)生的裂縫、變形等損害。其產(chǎn)生的原因主要是由于設(shè)計(jì)階段對(duì)主梁和墩臺(tái)所應(yīng)承受的荷載因素及參數(shù)設(shè)計(jì)不足(除了內(nèi)部荷載之外,還要考慮車輛荷載、土體壓力、風(fēng)力、水流壓力、冰壓力等),以致在實(shí)際投入運(yùn)營(yíng)過程中負(fù)載過重而造成了主梁與墩臺(tái)基礎(chǔ)的破壞。此外如果主梁基礎(chǔ)和墩臺(tái)基礎(chǔ)的水泥混凝土材料配比與施工管控存在不合理之處,也會(huì)造成諸如路面腐蝕破壞等現(xiàn)象的發(fā)生,從而導(dǎo)致鋼筋的銹蝕和混凝土強(qiáng)度降低。

2道路橋梁工程病害的施工控制策略和防治措施

2.1嚴(yán)格控制道路橋梁的施工工藝與施工操作

(1)在道路橋梁進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期,就需要對(duì)道路橋梁所在地區(qū)的地形、地質(zhì)以及水文狀況進(jìn)行全面勘測(cè),從而為科學(xué)化的工程設(shè)計(jì)提供必要且可靠的參數(shù)基礎(chǔ),達(dá)到設(shè)計(jì)與工藝技術(shù)的實(shí)施能夠?qū)Φ貐^(qū)的環(huán)境進(jìn)行合理化地改造(邊坡及地基加固、排水抗?jié)B等)與橋梁性能的適應(yīng)性提升,以確保工程建筑的質(zhì)量,降低各種病害發(fā)生的頻率。

(2)要進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)水泥(瀝青)混凝土材料及其配合比的管控力度,確保混合料中使用水泥的強(qiáng)度和延展性、集料以及摻合料的粒徑和純度、外加劑的使用類別和用量以及水灰的配比都符合設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。嚴(yán)格監(jiān)管水泥(瀝青)混凝土在拌和、裝載、運(yùn)輸、攤鋪、振搗、壓實(shí)等工作上的施工步驟與施工工藝,確;炷烈淮螖備伒暮穸确显O(shè)計(jì)的要求,保障攤鋪、振搗、整平、抹面等施工工藝的連續(xù)性以及壓實(shí)工作的多重緊密性。特別是在接縫施工過程中一定保證鋸縫操作的及時(shí)和快速,嚴(yán)格控制鋸縫的寬度與角度,以達(dá)到脹縫板與經(jīng)壁的緊密結(jié)合。

(3)根據(jù)工程建設(shè)的發(fā)展需要和性能維護(hù)需要,就應(yīng)對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行適應(yīng)性的優(yōu)化,例如在水泥混凝土中加入定量的增稠劑(如甲基羥丙基纖維素),以提高水泥漿體的保水性和黏聚性,一方面提高攤鋪的效率和經(jīng)濟(jì)性,另一方面可以適當(dāng)解決水泥混凝土的沁水問題,降低路面產(chǎn)生裂縫、剝蝕、混凝土碳化等病害的幾率。

2.2強(qiáng)化橋梁施工質(zhì)量及病害的動(dòng)態(tài)檢測(cè)與評(píng)估

針對(duì)道路橋梁建設(shè)的發(fā)展需要,要不斷強(qiáng)化在施工和運(yùn)維過程中對(duì)路基、道路表面、主拱圈、墩臺(tái)基礎(chǔ)、主梁等受力性能檢測(cè)和病害監(jiān)測(cè)(根據(jù)受力的特征確定檢測(cè)的重點(diǎn)與監(jiān)測(cè)時(shí)間跨度);與此同時(shí),還要加大對(duì)混凝土合成料、鋼筋等工程材料性能參數(shù)的測(cè)試與評(píng)價(jià),以選擇更加合適的材料來進(jìn)行道路橋梁的修筑;此外,在工程驗(yàn)收和投入運(yùn)營(yíng)后,利用雷達(dá)技術(shù)、聲波檢測(cè)技術(shù)、超聲波探測(cè)技術(shù)定期對(duì)道路橋梁的內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià),確保道路橋梁的外部表象、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能都能夠滿足日常交通負(fù)荷的需求,如果發(fā)現(xiàn)異,F(xiàn)象,也可以及時(shí)采取修復(fù)措施予以維護(hù)性的修復(fù),從而極大提高道路運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)性和危機(jī)處理的高效性。

2.3優(yōu)化道路橋梁的施工加固技術(shù)

2.3.1路基加固技術(shù)

結(jié)合施工方案和相關(guān)的地質(zhì)地理因素,通過深層攪拌器械將水泥固化劑等原料注入橋頭軟地基之中(或采取砂樁加固、地基土置換以及施壓等),使其形成承載力優(yōu)良且穩(wěn)定性強(qiáng)的復(fù)合地基,從而減少地基不均勻沉降發(fā)生的概率。

2.3.2道路橋梁表面病害的加固技術(shù)

(1)如果裂縫發(fā)展不至嚴(yán)重的情況下,可以采用灌封膠灌注進(jìn)行加固,結(jié)合病害產(chǎn)生原因及其危害程度,可以在灌縫的基礎(chǔ)上施以預(yù)應(yīng)力及鋼筋黏結(jié)加固措施輔助,從而提高路面修復(fù)和結(jié)構(gòu)性能的整體性。

(2)當(dāng)剝蝕不至嚴(yán)重,只在局部出現(xiàn)碎裂和脫落時(shí),需要首先將碎裂物及雜質(zhì)清除干凈(可以露出鋼筋),然后再用性能良好的水泥混凝土在病害部位進(jìn)行修補(bǔ),然后在新舊銜接處刷涂一定的黏結(jié)材料,以提高新舊路面的結(jié)合度;如果道路破損范圍較大,且出現(xiàn)鋼筋腐蝕的現(xiàn)象,就需要對(duì)路面進(jìn)行全面地清理或重新澆筑,從而達(dá)到路面性能維護(hù)與道路病害修復(fù)的雙重的功能。

2.3.3臺(tái)背回填加固技術(shù)

一方面在回填的材料上要確保其強(qiáng)度、滲水度、易操作度符合回填質(zhì)量的設(shè)計(jì)要求,保證砂石粒徑與純度;另一方面回填的斜坡或臺(tái)階應(yīng)設(shè)置在基底處沿路堤縱向長(zhǎng)度距橋臺(tái)背不小于2m的地方,回填高度通?刂圃2~4m,合理控制好路基與橋臺(tái)的銜接緊密度,確保路基特別是銜接處的壓實(shí)質(zhì)量,以有效平衡橋梁結(jié)構(gòu)的剛?cè)岫龋瑴p少橋頭跳車發(fā)生的幾率[2]。

3結(jié)語(yǔ)

道路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)維效果直接影響著人們的生活質(zhì)量與社會(huì)穩(wěn)定,因此道路橋梁的相關(guān)建設(shè)單位與個(gè)人要不斷強(qiáng)化對(duì)工程規(guī)劃與設(shè)計(jì)、施工工藝操作、工程質(zhì)量監(jiān)理與驗(yàn)收以及運(yùn)維保養(yǎng)工作的責(zé)任監(jiān)督和規(guī)范管理,從而全面提高我國(guó)道路橋梁建設(shè)施工與運(yùn)維保養(yǎng)的品質(zhì)化發(fā)展和現(xiàn)代化提升。

參考文獻(xiàn):

[1]傅曉軍,朱國(guó)明,占旭俊.城市道路橋梁常見病害防治措施的探討[J].科技資訊,2010(22):111.

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