道路橋梁工程病害與施工策略

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簡介：結合我國道路橋梁工程病害防治與施工控制的實際情況，探討道路橋梁工程在運維過程中發生病害的種類及其形成的原因和危害表現。著重分析了裂縫、剝蝕、地基沉降、混凝土的碳化與腐蝕、基礎結構損害等病害的施工控制技術和防治措施，旨在為提高我國道路橋梁工程的施工及運維質量與效率提供借鑒與參考。

關鍵詞：道路橋梁工程；施工控制；防治策略

0引言

隨著我國現代化交通網絡的逐漸完善，道路橋梁工程在城市發展和經濟建設上的重要性越來越突出，因此對其在規劃、設計、建設、運維的質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效益和經濟效益有效發揮的重要阻礙，如何在設計施工階段通過施工技術的不斷優化以及施工質量的強化管控，在運維階段通過全面的病害檢測體系和合理的病害防治技術實現病害的及時預防與科學處理，便成為我國道路橋梁工程現代化發展的重點。

1道路橋梁工程病害的分類及其產生的原因

1.1裂縫

由于在施工建設階段水泥混凝土或瀝青混合料材質及其配比品質不合格，從而導致水泥在鋪設過程的異常凝結，再加上水泥混凝土（瀝青混合料）在運輸、澆筑、攤鋪、壓實工作上沒有嚴格的質量管控，造成路面層級黏結不穩、層級厚度不足或攤鋪不均、水穩定性差、延展性和強度缺失等。如果遇到較大的交通負荷或是惡劣天氣（大風干燥、暴雨滲透、凍融）的影響，就極易產生橫向裂縫、縱向裂縫和網狀裂縫，如若不及時加以防治和處理，便會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維構成阻礙。

1.2剝蝕

道路橋梁的剝蝕病害多發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，就會在施工及運營后由于環境（風化、雨水、凍融）和交通負荷的影響造成一定程度的浮漿，進而導致橋梁路面的起皮、剝落、露石和蜂窩麻面等現象。除此之外，如果在混凝土施工過程中對路面進行過度的灑水提漿處理或是沒有嚴格按照泌水施工的相關處理程序，在泌水未結束前就對路面完成收漿飾面處理，造成泥漿外析，也會導致日后運營過程中的剝蝕病害。剝蝕病害屬于路面的表層傷害，一般初期病害會產生1～3m的起皮，對道路橋梁的性能影響不大，但是如果任憑災害范圍擴大，剝蝕加深而造成路面露骨，就會導致橋梁構建的截面積降低，空氣及外部有害雜質便會對路基及其內部的骨料和鋼筋構成侵蝕，進而造成結構性的損毀。

1.3路基及橋涵臺背沉降

（1）我國的地形地質復雜，特別是在山區丘陵地帶的道路橋梁工程，如果沒有對工程建設所在地的地形地質進行全面地勘探與測繪，不能對雜填土和沙土等軟土環境下的地基進行科學的加固處理，無法采取必要的手段對橋頭軟土的地基承載能力進行合理地分析和優化，就容易造成路基沉降和橋頭跳車等現象。（2）在施工建設階段，如果對路堤壓實不足或是失衡、對軟濕等不良地質沒有徹底地加固處理就進行水泥混凝土的填筑，亦或是山體或是地表滲水、挖填交界剛柔過渡處理失當，造成土石界面的滑移等原因，便會導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，再加上橋面臺背填料的品質低下，在強度、剛度以及填筑的厚度和壓實的程度上難以適應道路橋梁穩定性和荷載力的相關設計要求，便會產生橋頭跳車和橋涵臺背沉陷等不良現象。

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度有著很大的關系，因此如果在混凝土配比的時候，水灰比過大，就會使其在硬化過后的空隙增多，如果在攪拌、搗鼓、攤鋪和壓實工藝上的管控缺乏，混凝土在相對濕度和溫度都普遍降低的條件下就會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成分進行反應，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部的毛細管孔增多以及大量氣泡的產生，還會對其中的鋼筋等內部構建構成侵蝕，進而引發裂縫擴大，耐久性降低等不良現象，大大降低了道路橋梁的使用壽命，提高了運維的成本和難度。

1.5基礎結構破壞

主要是針對主梁基礎和墩臺基礎發生的裂縫、變形等損害。其產生的原因主要是由于設計階段對主梁和墩臺所應承受的荷載因素及參數設計不足（除了內部荷載之外，還要考慮車輛荷載、土體壓力、風力、水流壓力、冰壓力等），以致在實際投入運營過程中負載過重而造成了主梁與墩臺基礎的破壞。此外如果主梁基礎和墩臺基礎的水泥混凝土材料配比與施工管控存在不合理之處，也會造成諸如路面腐蝕破壞等現象的發生，從而導致鋼筋的銹蝕和混凝土強度降低。

2道路橋梁工程病害的施工控制策略和防治措施

2.1嚴格控制道路橋梁的施工工藝與施工操作

（1）在道路橋梁進行規劃設計的前期，就需要對道路橋梁所在地區的地形、地質以及水文狀況進行全面勘測，從而為科學化的工程設計提供必要且可靠的參數基礎，達到設計與工藝技術的實施能夠對地區的環境進行合理化地改造（邊坡及地基加固、排水抗滲等）與橋梁性能的適應性提升，以確保工程建筑的質量，降低各種病害發生的頻率。（2）要進一步強化對水泥（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計的相關要求。嚴格監管水泥（瀝青）混凝土在拌和、裝載、運輸、攤鋪、振搗、壓實等工作上的施工步驟與施工工藝，確保混凝土一次攤鋪的厚度符合設計的要求，保障攤鋪、振搗、整平、抹面等施工工藝的連續性以及壓實工作的多重緊密性。特別是在接縫施工過程中一定保證鋸縫操作的及時和快速，嚴格控制鋸縫的寬度與角度，以達到脹縫板與經壁的緊密結合。（3）根據工程建設的發展需要和性能維護需要，就應對施工技術進行適應性的優化，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濟性，另一方面可以適當解決水泥混凝土的沁水問題，降低路面產生裂縫、剝蝕、混凝土碳化等病害的幾率。

2.2強化橋梁施工質量及病害的動態檢測與評估

針對道路橋梁建設的發展需要，要不斷強化在施工和運維過程中對路基、道路表面、主拱圈、墩臺基礎、主梁等受力性能檢測和病害監測（根據受力的特征確定檢測的重點與監測時間跨度）；與此同時，還要加大對混凝土合成料、鋼筋等工程材料性能參數的測試與評價，以選擇更加合適的材料來進行道路橋梁的修筑；此外，在工程驗收和投入運營后，利用雷達技術、聲波檢測技術、超聲波探測技術定期對道路橋梁的內部缺陷和結構性能進行檢測和評價，確保道路橋梁的外部表象、內部結構和性能都能夠滿足日常交通負荷的需求，如果發現異常現象，也可以及時采取修復措施予以維護性的修復，從而極大提高道路運維的經濟性和危機處理的高效性。

2.3優化道路橋梁的施工加固技術

2.3.1路基加固技術

結合施工方案和相關的地質地理因素，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），使其形成承載力優良且穩定性強的復合地基，從而減少地基不均勻沉降發生的概率。

2.3.2道路橋梁表面病害的加固技術

（1）如果裂縫發展不至嚴重的情況下，可以采用灌封膠灌注進行加固，結合病害產生原因及其危害程度，可以在灌縫的基礎上施以預應力及鋼筋黏結加固措施輔助，從而提高路面修復和結構性能的整體性。（2）當剝蝕不至嚴重，只在局部出現碎裂和脫落時，需要首先將碎裂物及雜質清除干凈（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行修補，然后在新舊銜接處刷涂一定的黏結材料，以提高新舊路面的結合度；如果道路破損范圍較大，且出現鋼筋腐蝕的現象，就需要對路面進行全面地清理或重新澆筑，從而達到路面性能維護與道路病害修復的雙重的功能。

2.3.3臺背回填加固技術

一方面在回填的材料上要確保其強度、滲水度、易操作度符合回填質量的設計要求，保證砂石粒徑與純度；另一方面回填的斜坡或臺階應設置在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m的地方，回填高度通常控制在2～4m，合理控制好路基與橋臺的銜接緊密度，確保路基特別是銜接處的壓實質量，以有效平衡橋梁結構的剛柔度，減少橋頭跳車發生的幾率[2]。

3結語

道路橋梁工程的建設質量與運維效果直接影響著人們的生活質量與社會穩定，因此道路橋梁的相關建設單位與個人要不斷強化對工程規劃與設計、施工工藝操作、工程質量監理與驗收以及運維保養工作的責任監督和規范管理，從而全面提高我國道路橋梁建設施工與運維保養的品質化發展和現代化提升。

參考文獻：

[1]傅曉軍，朱國明，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.

[2]董志永，李瑞卿.道路橋梁的病害情況分析及加固技術研究[J].科學技術創新，2015（45）：175.

作者：王帥 單位：中建路橋集團有限公司