道路工程師職稱范文公路橋梁病害處治方案

　　摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅增加，這無(wú)疑為公路橋梁的正常運(yùn)行和使用壽命增加了巨大壓力，導(dǎo)致很多公路橋梁都出現(xiàn)了不同程度的病害，從而影響車輛的運(yùn)營(yíng)安全。本文首先分別分析了公路和橋梁中常見(jiàn)的病害類型及成因，并制定了相應(yīng)的病害處治方案。

　　關(guān)鍵詞：公路,橋梁,病害,處治,混凝土

　　一、公路常見(jiàn)病害類型及成因

　　(一)公路路面病害

　　1、病害成因分析

　　目前，隨著道路使用年限的增長(zhǎng)，車輛荷載的反復(fù)作用、瀝青的老化及基層的疲勞破壞，路面抗滑能力嚴(yán)重降低，出現(xiàn)車轍、泛油、擁包、沉陷等病害，嚴(yán)重影響行車的舒適性和安全性。尤其是重載超載車輛的出現(xiàn)，由于受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)，載貨車輛中，80%有超載現(xiàn)象，正是這部分超載車輛的出現(xiàn)，使得路面破損狀況有明顯的加重趨勢(shì)。主要破損類型有龜裂、不規(guī)則裂縫、縱橫向裂縫、車轍、沉陷、擁包、松散、泛油。

　　2、病害類型及機(jī)理

　　(1)縱橫裂縫

　　橫向裂縫：公路的路基填土平均高度4.5米左右時(shí)，道路基層為半鋼性結(jié)構(gòu)，由于這一承重層為高強(qiáng)度、高壓實(shí)度、高密實(shí)度的半鋼性結(jié)構(gòu)，雖然整體性好、強(qiáng)度高、變形小，但對(duì)溫度變化的影響卻十分敏感，氣溫下降后，瀝青混合料逐漸變硬變脆，并發(fā)生收縮變形，在氣溫降到最低時(shí)溫度收縮到極限，產(chǎn)生橫向拉裂縫。

　　縱向裂縫：出現(xiàn)縱向裂縫原因主要是路基高填土在自重作用下，2米以外部分地基產(chǎn)生不均勻沉降，路基發(fā)生滑動(dòng)，將路面拉裂，出現(xiàn)道路縱向裂縫;在重載車的反復(fù)作用下，行車道產(chǎn)生塑性變形，路面出現(xiàn)縱向反射裂縫。另外還有溫度裂縫和疲勞裂縫，呈不規(guī)則的網(wǎng)裂。

　　(2)車轍、泛油

　　車轍、泛油主要是瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性差導(dǎo)致的，一般與路面瀝青材料的品種、性能、材料結(jié)構(gòu)、壓實(shí)程度有著重要的關(guān)系，涉及瀝青骨料的級(jí)配及骨料的最大粒徑、級(jí)配組成和壓實(shí)效果等諸多方面。

　　(3)坑槽、擁包

　　坑槽是空隙率較大的瀝青混合料的粗集料骨架處于懸浮狀態(tài)，在荷載作用下首先出現(xiàn)油丁，油丁發(fā)展為半透水的小坑槽，雨后在行車荷載的動(dòng)水壓力作用下，瀝青剝離造成路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)松散，散落的顆粒被雨水帶出坑外，只有雨水回流坑內(nèi)，當(dāng)坑漕大于車輪寬度后，車輪荷載落坑沖擊力越來(lái)越大，坑槽迅速發(fā)展，此時(shí)坑槽內(nèi)的積水順著路面結(jié)構(gòu)層的表面向四周滲透，坑槽相互連通，形成大面積破壞;擁包也屬于材料型破壞，在車輪外力作用下，瀝青混凝土發(fā)生剪切變形，塑性變形積累形成擁包，由于道路橫坡作用，擁包一般出現(xiàn)在右側(cè)輪跡外緣。

　　(二)公路路基病害

　　路基常見(jiàn)的通病主要有路基沉陷和縱向裂縫兩種。造成上述兩種情況的原因也各不相同。

　　1、路基沉降的主要因素

　　引起路基沉陷的主要因素包括：①填方路基的壓實(shí)處理不到位而發(fā)生沉陷。②橋涵通道等構(gòu)造物和路基銜接處，因?yàn)槟雺禾幚聿坏轿换蛴貌牟缓侠矶鴮?duì)壓實(shí)效果帶來(lái)不利影響，最終導(dǎo)致路基發(fā)生沉陷。③處理軟土地基的措施不當(dāng)或根本沒(méi)有采取任何處理措施，導(dǎo)致路基發(fā)生沉陷。④在路基的施工中，土壤含有過(guò)多的水，填土不能滿足壓實(shí)度的要求，為路基施工埋下沉陷的隱患。

　　2、路基縱向裂縫的主要因素

　　引起縱向裂縫的因素包括：①路基起始填筑不夠?qū)挘忍钪揭欢ǜ叨炔虐l(fā)現(xiàn)中線出現(xiàn)偏位現(xiàn)象，或填筑寬度不夠，則進(jìn)行填補(bǔ)鑲邊，鑲邊過(guò)程中，又未根據(jù)要求挖臺(tái)階或自下而上的分層進(jìn)行填筑碾壓，導(dǎo)致項(xiàng)目完工后鑲邊出現(xiàn)沉陷，從而出現(xiàn)縱向裂縫。②清淤效果不佳。清挖軟基或?qū)⒅脖磺宄倪^(guò)程中，邊部仍有寬約1～2m的殘留物，有的是還未將堆放的全部淤泥運(yùn)至路外，就開(kāi)始填土施工，造成路基邊緣產(chǎn)生沉陷，從而出現(xiàn)縱向裂縫。③有的路基是半填半挖的，填挖交界處沒(méi)有根據(jù)要求挖臺(tái)階和分層填筑壓實(shí)，這樣很容易引起縱向裂縫。④路基未很好的壓實(shí)，造成縱向裂縫的產(chǎn)生。

　　二、橋梁常見(jiàn)病害及成因分析

　　(一)橋梁裂縫

　　一座橋梁從建成到使用，牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)方面。設(shè)計(jì)疏漏，施工低劣，監(jiān)理不力，均可能使混凝士橋梁出現(xiàn)裂縫。而裂縫也有很多種，如主拱圈裂縫、主梁裂縫、墩臺(tái)身裂縫等。

　　(二)伸縮縫損壞

　　伸縮縫設(shè)置于梁端構(gòu)造較弱部位，因直接承受車輛的反復(fù)荷載，故最易遭受破壞。隨著交通量的增大，載重車輛增多，伸縮縫的破壞逐漸增多。伸縮縫的損壞不僅妨礙車輛的行駛性能，而且會(huì)發(fā)展到引起結(jié)構(gòu)本身的破壞，如橋面伸縮縫損壞后，使雨水向下滲漏從而影響梁體端部結(jié)構(gòu)和造成支座銹蝕等破壞。

　　(三)橋梁鋼筋銹蝕

　　由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來(lái)增長(zhǎng)約2～4倍，從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開(kāi)裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹蝕滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其他形式的裂縫，加據(jù)鋼筋銹蝕，使截面有效尺寸減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力下降。銹蝕的直接后果是鋼筋斷面面積減小，對(duì)于以鋼筋作為抗彎能力。鋼筋銹蝕還會(huì)降低混凝土對(duì)鋼筋的握裹力，銹蝕物外流，在結(jié)構(gòu)表面形成銹跡，影響結(jié)構(gòu)美觀。

　　(四)支座病害

　　由于油氈墊支座、板式橡膠支座構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、安裝方便,被廣泛用于各類公路橋梁中。支座病害主要表現(xiàn)為支座變形開(kāi)裂、脫空、填充砂漿裂縫、支座底板混凝土碎裂、支座墊石壓壞、剝離、輥軸的偏移和下降、銷子和輥軸的破壞、支座構(gòu)件裂痕、螺母松動(dòng)、帶頭螺栓固定螺栓的脫落、滑動(dòng)面、滾動(dòng)面銹死和支座墊板銹蝕等現(xiàn)象。

　　造成支座病害的主要有如下幾方面原因:①當(dāng)靜載與動(dòng)載之和長(zhǎng)期超過(guò)支座的抗壓容許應(yīng)力上限時(shí)，支座就會(huì)表現(xiàn)為永久性非彈性變形直至嚴(yán)重?fù)p壞。②施工時(shí)，支撐墊石、梁體與支座結(jié)合部不平整或不水平，導(dǎo)致支座受力不均勻，使得應(yīng)力集中部位過(guò)早破壞。③在橋梁安裝梁體就位不準(zhǔn)時(shí)，本應(yīng)將梁體吊離，支座重新準(zhǔn)確就位，而施工時(shí)只簡(jiǎn)單前后挪動(dòng)預(yù)制梁體來(lái)糾偏，使得支座還未使用就受損。④部分支座開(kāi)裂是由于本身質(zhì)量存在問(wèn)題引起的。⑤施工時(shí)支座底部未墊塞調(diào)平鋼板或鋼板厚度不夠而引起支座脫空，也有些是由于主梁吊裝時(shí)碰撞支座使其偏離設(shè)計(jì)位置引起的。支座脫空造成梁體局部下沉、橋面破壞。⑥支座墊板銹蝕主要是由于鋼板表面防銹層破壞，導(dǎo)致鋼板被腐蝕引起的。

　　三、公路橋梁病害的處治方案

　　(一)公路病害的處治

　　1、路基處治

　　路基的質(zhì)量是整個(gè)公路工程質(zhì)量的關(guān)鍵，路基必須要經(jīng)受得住時(shí)間、車輛超載、雨水沖刷和寒冷的考驗(yàn)，因此在進(jìn)行路基建設(shè)時(shí)要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。針對(duì)不同土壤類型，尤其是軟土，我們需要注意以下方面。

　　第一，要保證路基碾壓程度達(dá)到要求，保證在軟土的條件下的工程質(zhì)量。碾壓質(zhì)量控制包括所用壓路機(jī)的型號(hào)和噸位適宜，壓實(shí)的措施、均勻性和遍數(shù)等符合要求。城市道路運(yùn)用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，其壓實(shí)度就要求大噸位的壓路機(jī)與之相配套。如果壓路機(jī)型號(hào)和土質(zhì)不同，獲得的壓實(shí)效果也不盡相同。此外，壓實(shí)效果也受到壓實(shí)手段的影響，壓實(shí)均勻性要求被碾壓路段保持相同的壓實(shí)度，避免部分路段壓實(shí)密度不夠，但部分路段壓實(shí)密度過(guò)大的問(wèn)題產(chǎn)生。對(duì)壓實(shí)均勻性產(chǎn)生影響的一個(gè)因素是填土表面平整度。所以，碾壓施工前應(yīng)嚴(yán)格控制填土表面平整度

　　第二，在選擇路基的填料時(shí)，盡量采用沙礫或者可塑性高的土，盡量不使用含水量不符合標(biāo)準(zhǔn)的土。

　　第三，完善相關(guān)排水設(shè)施。路基工程質(zhì)量的好壞，關(guān)鍵在于對(duì)路基排水系統(tǒng)質(zhì)量的控制。路基排水分為兩點(diǎn)：一是路基和周邊排水系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，排水系統(tǒng)應(yīng)該完善、流暢，以避免在汛期路基長(zhǎng)時(shí)間受水浸蝕;二是公路本身的排水體系，如邊溝、截水、急流糟、分散排水、集中排水、縱坡、橫坡、中央分隔帶縱向及橫向排水管等應(yīng)該完備，以便于公路上的雨水能夠在短時(shí)間內(nèi)排出，使路基保持干燥。

　　2、路面處治

　　(1)灌縫:由于路面基層結(jié)構(gòu)采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),因而路面出現(xiàn)了不同程度的反射裂縫,為防止雨水沖刷作用下裂縫的繼續(xù)擴(kuò)展,及時(shí)對(duì)反射裂縫進(jìn)行灌縫處理。目前,我國(guó)常采用灌縫方法有:普通熱瀝青灌縫、SBR改性乳化瀝青灌縫、路面裂縫密封膠修補(bǔ)裂縫和壓漿法修補(bǔ)裂縫。

　　“壓縫帶”封縫:裂縫是瀝青路面常見(jiàn)的早期病害之一,道路早期裂縫多以橫向裂縫和縱向裂縫為主。對(duì)瀝青路面采用“壓縫帶”處理是一種較好的處理瀝青路面裂縫的措施,對(duì)延長(zhǎng)路面的使用壽命有著非常重要的作用。

　　(2)坑槽修補(bǔ)

　　路面基層結(jié)構(gòu)未變形、強(qiáng)度充足路段時(shí):過(guò)去常采用熱補(bǔ)法，通常的做法是將破壞區(qū)域內(nèi)的舊瀝青料全部清除，然后再用新熱瀝青混合料填補(bǔ)，這種方法可以保證修補(bǔ)質(zhì)量，但大量的舊瀝青混合料被廢棄，造成極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為了避免資源的浪費(fèi)，許多段進(jìn)行了廢料回收研究，將廢舊瀝青混合料回收集中堆放，到一定數(shù)量后應(yīng)運(yùn)瀝青再生拌和技術(shù)進(jìn)行再生利用。有的段進(jìn)行了冷補(bǔ)材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使用冷補(bǔ)添加劑、稀釋劑(柴油)、瀝青、集料組成的混合料修補(bǔ)路面。

　　路面基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足或已破壞路段時(shí):將已破壞的路面基層清除到基層底，整平。根據(jù)坑槽面積大小采取不同的壓實(shí)機(jī)械(壓路機(jī)或沖擊夯、平板夯)壓實(shí)，根據(jù)原有的基層厚度確定攤鋪兩層或三層水穩(wěn)碎石與原基層高度一致，分層壓石密實(shí)達(dá)到壓實(shí)度要求，水穩(wěn)基層養(yǎng)生7天。噴灑粘層油后鋪筑油面層。

　　(二)橋梁病害的處治

　　1、支座病害處治

　　橡膠支座的變形開(kāi)裂將會(huì)影響橋梁的安全使用，建議對(duì)變形開(kāi)裂比較嚴(yán)重的、老化失效的板式橡膠支座進(jìn)行更換處理。脫空的支座應(yīng)及時(shí)糾正支座位置，并在底部墊塞鋼板，使其達(dá)到設(shè)計(jì)狀態(tài)。墊板銹蝕的支座應(yīng)及時(shí)更換銹蝕的鋼板，使支座正常工作。

　　2、橋梁裂縫的處治

　　普通鋼筋混凝土構(gòu)件在工作時(shí)出現(xiàn)開(kāi)裂是正?，F(xiàn)象。實(shí)踐證明，當(dāng)裂縫寬度超過(guò)一定寬度時(shí)(一般為0.25mm)對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性有一定影響，容易使鋼筋銹蝕，減少鋼筋面積，降低與混凝土的粘結(jié)力，進(jìn)而降低橋梁的承載力，加快碳化剝落等病害。為避免鋼筋銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用性能，建議及時(shí)進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。

　　一般裂縫的修補(bǔ)可采用表面封閉和壓力灌漿修補(bǔ)法兩種形式進(jìn)行。根據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》的要求和實(shí)際情況，對(duì)于裂縫寬度小于0.20mm淺而細(xì)的表面裂縫，可用環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行表面封閉;對(duì)于裂縫寬度大于0.20mm且較深的裂縫，可采用“壁可法”壓力灌漿法修補(bǔ)。

　　對(duì)于現(xiàn)澆實(shí)心板梁底板縱向裂縫，寬度小于0.20mm的裂縫，且條數(shù)較少時(shí)，用環(huán)氧樹(shù)脂漿液進(jìn)行表面封閉;裂縫寬度大于0.20mm較深的裂縫，且條數(shù)較多時(shí)，采用橫向粘貼碳纖維布進(jìn)行封閉。

　　3、橋梁伸縮縫損壞的處理

　　梁端部要具有足夠的剛度，以滿足運(yùn)營(yíng)中反復(fù)荷載的作用。設(shè)計(jì)過(guò)程中要采用恰當(dāng)?shù)纳炜s間距，以保證伸縮裝置的正常運(yùn)營(yíng)使用。選用理想的伸縮裝置，最主要考慮的是裝置本身的剛度和質(zhì)量。必須滿足下列要求:滿足上部結(jié)構(gòu)梁與梁之間和梁與臺(tái)之間的位移;伸縮裝置的錨固是牢固可靠、經(jīng)久耐用的，能抵抗機(jī)械磨損、碰撞;車輛行駛平穩(wěn)、舒適;能防雨水和垃圾滲入;安裝方便、簡(jiǎn)單，易檢查且便于養(yǎng)護(hù)。橋面行車道鋪裝應(yīng)該同伸縮裝置錨固區(qū)的同時(shí)進(jìn)行澆筑，不允許在該部位及整個(gè)橋面土留有施工縫。

　　結(jié)語(yǔ)

　　綜上，隨著行車荷載和使用壽命的增加，公路橋梁不可避免會(huì)出現(xiàn)一些病害。而對(duì)病害的處理是一項(xiàng)十分細(xì)致而又極具靈活性的工作，要根據(jù)橋梁現(xiàn)有的技術(shù)狀況和通行荷載的要求，對(duì)公路橋梁承載能力和加固措施作出可行性判斷，并在處理時(shí)應(yīng)盡量減少對(duì)原有結(jié)構(gòu)的損傷，并保證原結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。在此基礎(chǔ)上，制定切實(shí)可行的病害處治方案，以延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命，確保行車的安全。

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