道路与桥梁工程中的耐久性设计与维护策略

摘要：道路与桥梁工程作为基础设施体系的重要组成，其长期服役性能直接关系到交通安全与社会运行效率。耐久性设计作为工程寿命保障的核心，涵盖结构材料选择、防护系统构建、结构细节优化等方面，同时，科学的维护策略对于延长工程使用周期、减少突发性病害具有重要意义。本文围绕道路与桥梁工程的耐久性设计原则与关键技术展开系统分析，并从工程运行期角度出发，探讨不同类型结构的维护管理路径，为实现结构全寿命周期性能提升提供理论基础与工程指导。

关键词：道路工程；桥梁耐久性；维护策略

一、道路与桥梁耐久性设计的关键理念与构造基础

（一）结构耐久性的设计理念与目标控制

工程结构耐久性设计需在结构安全性、耐久年限与经济合理性之间实现有效平衡。对于道路与桥梁工程而言，耐久性不仅要求结构具备抗风化、抗腐蚀、抗疲劳等能力，更需在特定使用环境下长期保持功能完整。设计过程应以使用寿命为导向，明确目标年限，选择与环境条件适配的材料体系，配置合理的构造细节，并评估潜在的环境负荷变化对结构性能的影响。在耐久性设计中，应从结构构件、连接节点到整体体系全方位优化，使之在荷载作用和环境侵蚀下仍具备较强抵抗力，实现设计年限内最小维护的目标。

（二）材料耐久性选择对结构性能的影响

结构材料性能直接决定道路与桥梁工程在服役期内的耐久表现。沥青混合料的抗老化性能、钢筋混凝土的抗碳化与抗氯离子渗透能力、钢结构的防腐蚀涂层系统等，均是影响结构整体性能的重要因素。针对不同工程类型和服役环境，应合理选用材料种类，并通过掺加矿物掺合料、外加剂或采用高性能复合材料提升结构抗劣化能力。此外，在高盐地区、高湿环境或重载交通线路上，更需重视材料的环境适应性与长期性能稳定性。材料选择不仅涉及本体性能，还包括与结构构造的相容性以及施工可行性，应通过试验验证与现场数据反馈不断优化材料体系。

（三）构造细节设计对耐久性的保障作用

合理的构造细节设计是提升工程结构耐久性的重要保障，特别是在节点连接、伸缩装置、排水系统等部位，往往是早期病害与结构损伤的集中区域。道路结构中应注重路面与基层之间的防水处理、桥梁上部结构的雨水导排系统、伸缩缝与支座的合理配置等，确保水汽不滞留、不侵蚀关键构件。桥梁结构中，钢筋锚固区、跨中区域与支座处的构造优化，直接关系到疲劳裂缝发展与腐蚀破坏控制。采用结构冗余设计、细部构造倒角处理、增加保护层厚度等措施，能够显著提升局部节点的使用寿命与整体系统的服务能力。构造设计不应仅追求承载效率，更应在实际运营条件下满足维护便捷、病害缓发的耐久性要求。

二、道路与桥梁工程维护管理的策略体系与实践要点

（一）道路结构病害识别与定期评估机制

道路结构在长期使用过程中易出现裂缝、沉陷、龟裂、脱皮等一系列病害问题，若不能及时识别与干预，将导致结构持续性恶化甚至功能丧失。建立规范化的病害识别与评估机制，是提高道路运行质量与耐久性能的前提。通过结合激光检测、智能视频监控、弯沉测试与三维建模技术，可对路面病害的分布、类型与发展趋势进行精准掌控，实现病害信息的数字化管理。定期评估应包括结构面层与基层性能、荷载响应变化及材料老化程度评定，为养护资源配置与维修时机决策提供依据。科学的评估机制不仅提升道路病害管理效率，也为后续预防性维护提供数据支持，减少病害演化对道路安全与使用性能的影响。评估结果可形成动态病害档案，结合历史数据预判演化规律，使养护措施更具前瞻性，从被动修复转向主动防控，进一步延长道路使用寿命，保障通行安全。

（二）桥梁维护策略中的预防性维修体系构建

桥梁结构承载复杂荷载，暴露环境恶劣，极易受到风雨腐蚀、温度胀缩及车辆冲击的综合影响。构建以预防性维修为核心的维护体系，可有效延缓结构劣化进程，避免因突发故障带来的交通中断与维修成本提升。预防性维护体系应从桥梁设计阶段开始制定维修策略，包括关键构件材料状态监测、腐蚀区域涂层定期更换、支座与伸缩缝功能检测等内容。结合数字化桥梁管理平台实现结构健康数据实时采集与评估，对风险较高的部位进行定期加固、表面保护层更新或封闭式处理，显著提升维护效率与桥梁寿命周期经济性。通过降低故障发生率，实现由被动应急维修向主动养护管理的转变，推动桥梁结构的系统性耐久运行。

（三）耐久性维护技术中的智能化手段集成

传统的道路与桥梁维护依赖人工巡检与经验判断，存在识别不及时、数据碎片化及维修滞后的问题。将智能传感、数据分析与数字化平台管理技术融合于结构维护中，可实现对结构状态的动态感知、远程预警与智能决策支持。安装在桥梁关键部位的加速度传感器、位移计、钢筋腐蚀电极等智能元件，可实时监测结构响应与环境变化，并通过云平台对数据进行分析建模，提前识别损伤风险。维护部门可基于系统自动生成的评估报告制定维修计划，实现维修资源的最优配置与施工窗口的合理安排。智能化维护不仅提升响应速度，更可通过数据积累建立耐久性预测模型，为结构长期运行状态提供持续性管理依据，形成“监测—评估—干预”闭环维护系统。

（四）全寿命周期视角下的维护管理策略优化

结构维护应从全寿命周期的角度系统思考，明确不同阶段的管理目标与技术路径，做到“建—管—养”一体化。在道路与桥梁建设初期，应设置结构健康监测系统接口，为后续维护数据采集预留条件。在中期运行阶段，应通过周期性评估与风险识别，动态调整维修计划并建立关键指标数据库，追踪劣化趋势变化。在结构后期使用阶段，则需强化保守性管理，优化大修与加固方案，实现结构残值最大化与安全风险最小化。管理策略应兼顾安全性、经济性与可持续性，推动从以修代养向以养为主转型，实现资源最小化投入下的结构最大性能维持。全寿命管理不仅提升维护工作效能，更为基础设施可持续发展奠定基础。

结束语：道路与桥梁工程的耐久性设计与维护策略需相辅相成，唯有从结构设计初期充分考虑服役环境与材料适应性，并配合全周期智能化维护体系，方能实现结构使用年限的最大化。以科学技术为支撑，以系统思维为引领，推动结构从“被动修复”走向“主动预防”，是提升基础设施耐久性与运行安全性的必由之路。

参考文献

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