道路橋梁養(yǎng)護(hù)中的常見病害與維護(hù)策略

［摘 要］道路橋梁作為我國交通運(yùn)輸?shù)闹匾A(chǔ)，交通量的不斷增加會(huì)對道路橋梁帶來一定的危害。因此加強(qiáng)對橋梁的養(yǎng)護(hù)意義重大，可以延緩橋梁的老化速度，但是在道路橋梁養(yǎng)護(hù)過程中由于面臨復(fù)雜的環(huán)境或者受其他因素的影響，會(huì)出現(xiàn)裂縫、鋼筋銹蝕等各種病害。為了提升道路橋梁養(yǎng)護(hù)水平，延長道路橋梁的使用壽命，為人們提供一個(gè)良好的交通環(huán)境，就需要針對具體的病害問題提出有針對性的維護(hù)措施，優(yōu)化道路橋梁工程質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］道路橋梁；養(yǎng)護(hù)；常見病害；維護(hù)策略

［中圖分類號(hào)］TU99 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

［作者簡介］楊杰，男，浙江諸暨人，諸暨市公路與運(yùn)輸管理中心，工程師，本科，研究方向：公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理、建設(shè)施工管理。

伴隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，行車密度、車輛載重逐漸加大，部分道路橋梁工程尤其是年代較早的低荷載橋梁已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的使用需求。道路橋梁的造價(jià)比較高，在公路線路上的投資占比較大，一旦損壞，修復(fù)難度比較大，可能會(huì)引發(fā)安全事故。因此，需要采取養(yǎng)護(hù)措施，以延長道路橋梁的使用壽命，滿足當(dāng)前的通行需求，確保車輛出行安全。在道路橋梁養(yǎng)護(hù)中，比較常見的病害包括混凝土裂縫、地基不均勻沉降、鋼筋銹蝕等，通過應(yīng)用先進(jìn)處理技術(shù)，能夠有效提升道路橋梁的質(zhì)量，保證其正常運(yùn)行。

1 道路橋梁養(yǎng)護(hù)的重要性

近年來，我國的道路交通量呈現(xiàn)出增長趨勢，道路使用量不斷增加，道路橋梁也逐漸老化。同時(shí)，集裝車、大噸位車的出現(xiàn)增加了道路橋梁的負(fù)荷。由于以往道路橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級比較低，已經(jīng)無法承受當(dāng)前高荷載車輛的通行，部分橋梁甚至成為危橋。在橋梁修建期間，受各種因素的影響，其工程質(zhì)量較低，再加上后期維護(hù)不到位，導(dǎo)致其使用壽命縮減，并且道路橋梁在長時(shí)間的自然侵蝕下也會(huì)加快老化。對此，加強(qiáng)道路橋梁的養(yǎng)護(hù)尤為必要，通過定期養(yǎng)護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理道路橋梁現(xiàn)存的病害等問題，從而保障道路運(yùn)輸安全，這也是實(shí)現(xiàn)道路橋梁可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。只有做好道路橋梁的養(yǎng)護(hù)工作，才能夠最大限度地發(fā)揮其應(yīng)有的效益，進(jìn)而促進(jìn)交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 道路橋梁養(yǎng)護(hù)中的常見病害

2.1 混凝土裂縫

混凝土裂縫是道路橋梁的常見病害，引起混凝土裂縫的原因比較多，一條裂縫可能是由一種或多種原因引起的，具體可以分為以下幾種。

2.1.1 荷載裂縫

荷載裂縫主要是受到動(dòng)靜荷載、次應(yīng)力的作用從而產(chǎn)生裂縫，具體又分為直接應(yīng)力、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)主要有以下幾個(gè)方面的原因：設(shè)計(jì)階段模型計(jì)算存在不合理的地方、鋼筋設(shè)置出錯(cuò)、設(shè)計(jì)圖紙不清晰；施工階段構(gòu)件上材料堆放過多、沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工、對于構(gòu)件沒有做疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等；使用階段荷載超出設(shè)計(jì)荷載、遭受重?fù)?、發(fā)生地震或者大雪等。出現(xiàn)次應(yīng)力裂縫的原因比較復(fù)雜。由于施工中一般會(huì)在道路橋梁上開洞、鑿槽，很難在平常的計(jì)算過程中借助高精度圖式進(jìn)行模擬，對于受力鋼筋的設(shè)置大多是基于以往的經(jīng)驗(yàn)。若在受力構(gòu)件挖孔，則會(huì)出現(xiàn)力流繞射的情況，并且大多處于孔洞的周圍，產(chǎn)生應(yīng)力集中。在外荷載設(shè)計(jì)中，對于結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)的實(shí)際計(jì)算可能存在一定的偏差，或者沒有將這一因素考慮進(jìn)去，導(dǎo)致個(gè)別部位產(chǎn)生了次應(yīng)力，從而出現(xiàn)裂縫。此外，在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，通常依據(jù)截面內(nèi)力在跨內(nèi)將鋼束截?cái)?，然后在錨固斷面的周邊設(shè)置錨頭，從而出現(xiàn)次應(yīng)力裂縫。次應(yīng)力裂縫較為常見，主要是因?yàn)橥夂奢d引起的次生應(yīng)力而出現(xiàn)的［1］。

2.1.2 溫度裂縫

混凝土容易受到溫度的影響，熱脹冷縮，一旦其內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生變化，就會(huì)出現(xiàn)變形情況，當(dāng)變形受到約束，便會(huì)在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度更大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。溫度變化主要受到多種因素的影響，如日照、水化熱、年溫差等。

2.1.3 收縮裂縫

圖1為收縮裂縫，該裂縫類型比較常見，主要是塑性、縮水引起的，會(huì)導(dǎo)致混凝土的體積發(fā)生變化，出現(xiàn)較大的變形。一般情況下，施工期間比較常見塑性收縮，或者在混凝土澆筑之后的5 h左右，由于混凝土中的水分蒸發(fā)引起收縮，使得骨料下沉，再加上此時(shí)的混凝土還沒有硬化，所以形成塑性收縮?？s水收縮一般出現(xiàn)在混凝土完全硬化以后，由于水分蒸發(fā)，并且濕度急速下降，體積逐漸變小。此外，還有許多因素會(huì)引發(fā)收縮裂縫，如水泥品種、骨料品種、水灰比、養(yǎng)護(hù)方法、外界環(huán)境等，都與裂縫的出現(xiàn)有一定的關(guān)系。

2.1.4 材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土材料質(zhì)量對裂縫影響較大，使用不合格的材料會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫?；炷辽婕暗牟牧陷^多，有水泥、砂石骨料、拌和水、外加劑等，水泥強(qiáng)度不夠、受潮等，都會(huì)引起混凝土開裂；砂石粒徑過小、孔隙率過大等，則會(huì)增加水泥量、拌合水量，從而影響混凝土強(qiáng)度，最終引起裂縫；當(dāng)拌和水、外加劑里面含有過多雜質(zhì)時(shí)，則會(huì)對鋼筋銹蝕產(chǎn)生較大的影響，從而引發(fā)混凝土裂縫。

2.2 路基不均勻沉降

道路橋梁施工不合理，或者出現(xiàn)受力不均的情況，都會(huì)出現(xiàn)路基不均勻沉降，導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)坑槽、塌陷等病害，嚴(yán)重影響交通出行。路基不均勻沉降病害的產(chǎn)生主要與前期勘察設(shè)計(jì)有關(guān)，如在施工之前沒有對道路橋梁周圍的環(huán)境、地質(zhì)等進(jìn)行全方位勘查，從而埋下隱患，導(dǎo)致后期出現(xiàn)地基不均勻沉降的問題。同時(shí)，施工操作不規(guī)范也是引起路基不均勻沉降的一大原因，道路橋梁工程對施工技術(shù)要求較高，但在實(shí)際施工中，部分施工方為了控制成本，存在偷工減料等行為，并未嚴(yán)格按照規(guī)范操作執(zhí)行，最終引起地基不均勻沉降的問題。

2.3 鋼筋銹蝕

道路橋梁出現(xiàn)鋼筋銹蝕病害主要是各種物理、化學(xué)因素造成的。正常情況下，道路橋梁路面的鋼筋表層會(huì)有一層嚴(yán)密的氧化膜，起到鋼筋保護(hù)的作用，一旦氧化膜遭到破壞，則失去保護(hù)作用，進(jìn)而引發(fā)鋼筋銹蝕問題，導(dǎo)致鋼筋體積增加，擠壓周邊混凝土，導(dǎo)致混凝土開裂、剝落，并降低道路橋梁的承重能力。

2.4 墩臺(tái)病害

道路橋梁墩臺(tái)受損問題在養(yǎng)護(hù)中比較常見，墩臺(tái)病害的出現(xiàn)主要與以下幾個(gè)因素有關(guān)。

2.4.1 環(huán)境影響

在氣候、水文條件等因素的影響下，對道路橋梁墩臺(tái)產(chǎn)生基礎(chǔ)性病害，進(jìn)而影響整體道路橋梁的質(zhì)量，降低其穩(wěn)定性。同時(shí)，在河流的沖刷下，或者在水浸泡下引起熱脹冷縮、受熱不均勻等，都會(huì)對墩臺(tái)造成損害。

2.4.2 重量壓制

道路橋梁墩臺(tái)承受較大的重量壓制，導(dǎo)致墩臺(tái)產(chǎn)生應(yīng)力性縫隙。

2.4.3 墩臺(tái)缺陷

道路橋梁墩臺(tái)在施工作業(yè)期間存在缺陷，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)期間出現(xiàn)墩臺(tái)病害。例如，在墩臺(tái)施工期間，由于材料選擇不嚴(yán)謹(jǐn)，不符合規(guī)定要求，以至于后期出現(xiàn)較為嚴(yán)重的病害問題。

3 道路橋梁常見病害的維護(hù)策略

3.1 混凝土裂縫的維護(hù)

裂縫病害在道路橋梁養(yǎng)護(hù)中較為常見，維護(hù)措施主要包括表面修補(bǔ)、粘貼加固等。

3.1.1 表面修補(bǔ)技術(shù)

在混凝土表面裂縫寬度比較小的縫隙處涂抹樹脂保護(hù)膜，若裂縫的寬度可能發(fā)生變化，就需要使用焦油環(huán)氧樹脂等材料。對于縫隙多且比較密集的位置，或者混凝土老化嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)，可以大范圍涂抹保護(hù)膜。沿著裂縫鑿出一條深槽，根據(jù)裂縫的所在位置、填補(bǔ)使用的材料確定具體的槽形，在其內(nèi)部嵌補(bǔ)瀝青、環(huán)氧砂漿等黏結(jié)材料。對于經(jīng)鑿毛處理的裂縫，在表面噴涂高強(qiáng)度、高密實(shí)度的水泥砂漿保護(hù)層，有效封閉裂縫。對于混凝土應(yīng)力裂縫，可以通過打箍加固，封閉裂縫。

3.1.2 粘貼加固法

在混凝土、鋼板之間設(shè)置墊塊，保證兩者之間有一定的空隙，然后使用環(huán)氧樹脂膠泥進(jìn)行封閉，之后將環(huán)氧樹脂從注入口全部注入，排出空氣。該方法操作耗時(shí)較長，不過對于不平整混凝土表面較為適用。在混凝土、鋼板的表層涂抹環(huán)氧樹脂，借助錨桿，壓緊鋼板，環(huán)氧樹脂被擠出的同時(shí)，也將粘貼面之間的空氣排出［2］。該方法可以達(dá)到較好的黏結(jié)效果，并且不會(huì)留下氣泡，一般用于平整的混凝土表面。在混凝土表面，利用樹脂類黏結(jié)材料粘貼上碳纖維布，借助其較好的抗拉性能起到縫隙修補(bǔ)的作用，并且該技術(shù)耐熱性比較好，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，耐久性較好。

3.2 路基不均勻沉降的維護(hù)

針對路基不均勻沉降病害，應(yīng)采用地基沉降處理技術(shù)，有效維護(hù)道路橋梁，以提升道路橋梁質(zhì)量。

3.2.1 控制壓實(shí)度

在路基施工過程中，嚴(yán)格按照路基施工技術(shù)規(guī)定要求執(zhí)行，并在試驗(yàn)路段進(jìn)行試驗(yàn)，以確定不同機(jī)具壓實(shí)不同填料的最佳含水量，以及確定碾壓的次數(shù)、松鋪厚度等，并借助配套機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)。

3.2.2 控制路基填料

路基填料的選擇非常關(guān)鍵，應(yīng)選擇級配較好的粗粒土，如礫土、砂土等，禁止使用凍土、有機(jī)質(zhì)土、強(qiáng)膨脹土等作為路基填料。如果土的含水量、塑性指標(biāo)等與要求不相符，可以適當(dāng)添加生石灰，有效改良土壤性質(zhì)，添加量控制在4 %～8 %即可。在使用不同土地填筑時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：減少層次，保證每一層結(jié)構(gòu)的厚度在0.5m以上，禁止混雜亂填；如果填筑透水性不好的土?xí)r，應(yīng)在表面做成雙向4 %的橫坡，便于發(fā)揮上層透水性填土的作用，及時(shí)排出水分；土質(zhì)不同，其層位也要合理安排，下層適宜填筑強(qiáng)度較小的土，上層適宜填筑優(yōu)良的土。

3.2.3 注意事項(xiàng)

強(qiáng)化路基邊部的壓實(shí)度，由于路基邊部的壓實(shí)難度較大，可能會(huì)被忽略掉，所以最好使用J型手扶式振動(dòng)夯進(jìn)行邊部壓實(shí)，以保證路基的穩(wěn)定性。

控制好填土的含水量，施工期間，含水量應(yīng)高于2 %，在壓實(shí)施工期間，土方含水量最好接近最近含水量，即1 %～2 %，以防壓實(shí)期間含水量過低，導(dǎo)致土粒潤滑不足，壓力無法克服土粒摩擦力，無法排出空氣，不能達(dá)到最大的密實(shí)度。如果含水量大于2 %，可能因?yàn)樗诌^多導(dǎo)致土粒被水膜包圍，分散較遠(yuǎn)，無法達(dá)到最大的密實(shí)度。

在挖方、填挖交界處，保證施工質(zhì)量，使用透水性材料，換填60cm左右，確認(rèn)壓實(shí)；在填挖交界處，增加換填長度，慢慢過渡，避免突變，確保荷載應(yīng)力均勻分布［3］。

3.3 鋼筋銹蝕的維護(hù)

針對道路橋梁養(yǎng)護(hù)中出現(xiàn)的鋼筋銹蝕病害，應(yīng)當(dāng)采取以下措施有效修復(fù)。

3.3.1 混凝土基層處理

對于鋼筋外露及損傷部位，如空洞、蜂窩麻面、剝落等，通過人工鑿除，將上方的污損清理掉，露出其堅(jiān)硬密實(shí)的部分，確?；鶎記]有灰塵、油脂等污物附著。

3.3.2 清理鋼筋銹蝕區(qū)域

對于外露的鋼筋表面，使用鋼刷清理氧化層，露出光潔的部分；對于鋼筋銹蝕區(qū)域，清理混凝土表面，避免表層出現(xiàn)油污、蠟狀物等污物。

3.3.3 防銹處理

對于外露的鋼筋，使用MCI滲通遷移型鋼筋阻銹劑，將其直接涂在混凝土表面即可；對于鋼筋銹蝕區(qū)域，使用除銹劑在表面噴涂或者滾刷，先薄薄地涂一層，間隔6～8 h之后涂刷第二層；涂刷阻銹劑之后，在外露鋼筋位置涂上環(huán)氧砂漿。需要注意的是，在操作期間必須做好防護(hù)措施，佩戴好手套、口罩，禁止直接接觸皮膚［4］。

3.3.4 深層缺陷修補(bǔ)

對于深層缺陷，如混凝土孔洞、深度大于6cm，就需要采取修補(bǔ)措施。將疏松區(qū)域混凝土鑿掉，周圍鑿成規(guī)則的多邊形，以露出新鮮混凝土為準(zhǔn)，在開鑿區(qū)域、孔洞周邊，可以做成臺(tái)階狀，高差大于3cm；將新舊混凝土結(jié)合面的浮石鑿除，使用高壓射流進(jìn)行清洗；涂兩層環(huán)氧基混凝土界面劑，然后快速立模澆筑環(huán)氧混凝土。

3.4 墩臺(tái)病害的維護(hù)

處理道路橋梁墩臺(tái)病害時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理表面和周圍的雜物。同時(shí)，觀察墩臺(tái)表面的受損情況、剝落情況，若損傷深度不超過3cm，使用水泥漿進(jìn)行擦拭處理，保證砂漿強(qiáng)度等級大于M5。若損傷深度大于3cm，則不能使用砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，應(yīng)采取混凝土澆筑的方式做加固處理。如果墩臺(tái)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的風(fēng)化、損壞等問題，則需要使用混凝土填充或者更換，確保新舊部分牢固結(jié)合，滿足使用要求。若墩臺(tái)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫，威脅到整個(gè)道路橋梁的安全時(shí)，就需要將其拆除，重新施工。

4 結(jié)束語

道路橋梁工程在養(yǎng)護(hù)中經(jīng)常遇到混凝土裂縫、路基不均勻沉降、鋼筋銹蝕、墩臺(tái)病害等問題，為了延長道路橋梁的使用壽命，就需要采用科學(xué)處理技術(shù)，有效解決病害問題，保證道路橋梁的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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［2］張豹. 道路橋梁養(yǎng)護(hù)中常見病害與維護(hù)措施［J］. 磚瓦世界，2022（12）：141-143.

［3］劉欣. 道路橋梁養(yǎng)護(hù)中常見病害與維護(hù)措施［J］. 工程管理與技術(shù)探討，2022，4（12）：132-134.

［4］時(shí)勇樂. 道路橋梁養(yǎng)護(hù)中常見病害與維護(hù)措施［J］. 模型世界，2022（31）：92-94.