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道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术探讨

作者

张金钰 刘佳 罗琳鸿 杨友波 许长洪

阿坝藏族羌族自治州公路管理局理县公路管理分局 邮编:623100

摘要:随着我国交通事业的迅猛发展,道路桥梁工程作为交通网络的关键构成部分,其质量状况直接关乎交通运输的顺畅与安全。然而,在实际使用过程中,道路桥梁工程会遭遇各类病害问题,对其正常使用和结构安全产生不利影响。本文深入剖析道路桥梁工程的常见病害,如裂缝、地基沉降、钢筋锈蚀等,并对相应的施工处理技术展开探讨,旨在提升道路桥梁工程的质量与耐久性,为交通事业的稳定发展提供技术支撑。

关键词:道路桥梁工程;常见病害;施工处理技术

道路桥梁工程在国家基础设施建设中占据重要地位,对区域经济发展、人员往来及物资流通起着关键的支撑作用。高质量的道路桥梁工程能够保障交通运输高效、安全地运行[1]。但由于道路桥梁长期暴露于自然环境中,承受车辆荷载、气候变化、地质条件等多种因素的综合作用,不可避免地会出现各种病害。若这些病害未能及时发现并妥善处理,不仅会降低道路桥梁的服务性能,增加维护成本,严重时甚至会引发安全事故,造成生命财产损失。因此,深入研究道路桥梁工程的常见病害,并探寻有效的施工处理技术,对于延长道路桥梁使用寿命、保障交通畅通具有重要的现实意义[2]。

一、道路桥梁工程的常见病害

1.裂缝病害

道路桥梁裂缝主要有横向、纵向及网状裂缝。横向裂缝多因温度变化致使路面材料热胀冷缩产生内应力,超出材料抗拉强度而形成,同时基层压实不足或受地下水影响导致的不均匀沉降,也会拉裂路面产生此类裂缝。纵向裂缝通常是车辆长期集中行驶,尤其重型车辆反复碾压同一位置,使路面结构层应力过大,再加上施工时路面各结构层粘结不佳,在车辆和自然因素作用下产生相对位移所引发。网状裂缝则是路面材料老化,沥青失去原有粘结性和柔韧性,以及路面结构设计不合理,如厚度不足、基层强度低,致使路面过早疲劳破坏的结果。

2.地基沉降病害

地基沉降病害包含不均匀沉降和过大沉降。不同区域地质条件差异大,像存在软弱土层,其压缩性高,在建筑物荷载作用下易产生较大沉降,而相邻坚硬土层沉降较小,从而造成地基不均匀沉降。此外,地基处理不当,如勘察不详细、处理方法不合理,对软弱地基未进行有效加固,无法满足工程对地基承载力和稳定性的要求,同样会引发不均匀沉降。当遇到地基土强度低且建筑物荷载大的情况,地基土会产生较大压缩变形,导致沉降量超出允许范围,即出现过大沉降。填土地基若压实不足,随时间推移会逐渐固结下沉,引发过大沉降。地下水的变化,如水位下降增加地基土有效应力,水位上升降低地基土强度,也都可能导致地基过大沉降[3]。

3.钢筋锈蚀病害

混凝土碳化是引发钢筋锈蚀的主要原因,混凝土中的水泥在水化过程中会生成氢氧化钙,使混凝土内部呈碱性环境,在这种环境下,钢筋表面会形成一层钝化膜,能够有效保护钢筋不被锈蚀。但随着时间的推移,空气中的二氧化碳会通过混凝土的孔隙逐渐侵入内部,与氢氧化钙发生化学反应,生成碳酸钙,从而使混凝土的碱性降低,当混凝土的pH值低于11.5时,钢筋表面的钝化膜就会遭到破坏,在有水和氧气存在的条件下,钢筋就会发生锈蚀。此外,氯离子侵蚀也是导致钢筋锈蚀的重要因素。在一些沿海地区或使用除冰盐的道路桥梁中,氯离子容易侵入混凝土内部,到达钢筋表面。氯离子具有很强的活性,它能够破坏钢筋表面的钝化膜,并且在钢筋表面形成腐蚀电池,加速钢筋的锈蚀过程。

4.其他病害

路面车辙也是较为常见病害,车辆荷载大、行驶次数多,特别是超载车辆的反复作用,使路面结构层产生塑性变形,逐渐形成纵向凹陷的车辙。同时,沥青混合料高温稳定性不足,以及路面结构设计不合理,都会增加车辙出现的概率。桥面铺装层损坏也是常见问题,施工时桥面板清理不彻底或施工环境不合适,致使桥面铺装层与桥面板粘结不牢,在车辆荷载作用下易分离破损。此外,车辆通过伸缩缝时产生的冲击荷载,会使铺装层材料疲劳、松散,最终导致损坏。

二、道路桥梁工程常见病害的施工处理技术

1.裂缝处理技术

针对裂缝病害,可采用不同处理技术,对于宽度小于0.2mm且对结构承载影响小的裂缝,采用表面封闭法,使用环氧树脂胶泥等材料涂抹裂缝表面,施工前先清理裂缝表面杂质,再均匀涂抹1-2mm厚修补材料,以封闭裂缝,阻止有害物质侵入。当裂缝宽度大于0.2mm或影响结构承载时,采用压力灌浆法,利用压力将环氧树脂浆液等注入裂缝,施工前需对裂缝进行预处理并设置灌浆嘴,灌浆压力一般控制在0.2-0.4MPa,施工过程中密切观察,确保裂缝被充分填充。对于宽且深的裂缝,则适用开槽修补法,沿裂缝开凿5-10cm宽凹槽,清理后涂抹环氧树脂粘结剂,再填充高强度水泥砂浆等材料,最后压实抹平与周围路面平齐[4]。

2.地基沉降处理技术

处理地基沉降病害,可采用多种方法,地基加固法常用的有注浆加固法,通过注入浆液填充地基土孔隙,提高承载能力;深层搅拌法,将固化剂与地基土搅拌形成复合地基;强夯法,用重锤夯实地基土,提高承载能力和压缩模量,具体需根据地质、沉降及工程要求选择合适方法。基础托换法中,扩大基础法通过增加基础底面积提高承载能力,施工时开挖周边土体,浇筑新混凝土扩大基础;桩式托换法在原有基础下增设桩基础传递荷载,施工中要严格控制桩质量。还可通过调整上部结构法来应对,设置沉降缝分割建筑物,使各单元能自由沉降,避免因地基不均匀沉降开裂;增加圈梁、构造柱,提高建筑物整体刚度,减轻地基不均匀沉降影响。

3.钢筋锈蚀处理技术

首先要对钢筋除锈,机械除锈利用电动砂轮等打磨,效率高但可能损伤钢筋;化学除锈使用除锈剂溶解铁锈,需严格按说明操作;人工除锈采用钢丝刷等工具,适用于少量或局部锈蚀较轻的钢筋。除锈后,对受影响的混凝土进行修复,先清除疏松混凝土,涂刷界面剂增强粘结力,再用同等级或略高等级混凝土修补,大面积损坏时可用喷射混凝土。为防止钢筋再次锈蚀,可采取防护措施,如在混凝土表面涂抹环氧树脂等防护涂层,阻止有害物质侵入;也可采用阴极保护法,使钢筋成为阴极抑制锈蚀,但该方法成本较高。

4.其他病害处理技术

针对路面车辙病害,根据严重程度处理方法不同,轻度车辙(深度小于10mm)采用铣刨罩面法,铣刨表层沥青混凝土后重新铺设。中度车辙(10-25mm)采用热整形法,加热软化沥青混凝土后碾压整形。重度车辙(大于25mm)则用挖补法,挖除车辙部位沥青混凝土,重新铺设基层和面层。对于桥面铺装层损坏,局部小面积损坏用局部修补法,用相同或相近材料填补。大面积损坏采用重新铺装法,拆除原铺装层后按设计重新铺设,施工中控制好厚度、平整度、排水坡度,并涂刷粘结剂提高与桥面板粘结力[5]。

结束语

道路桥梁常见病害严重影响其正常使用与结构安全。通过对裂缝、地基沉降、钢筋锈蚀等各类病害成因的深入分析,探讨与之对应的施工处理技术,为保障道路桥梁质量和耐久性提供了有效手段。在实际工程中,需根据病害具体情况,综合考量技术可行性与经济合理性,选择恰当的处理技术。同时,应持续探索新的病害检测与处理方法,以适应道路桥梁工程不断发展的需求。

参考文献

[1] 李晓松. 道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术探讨[C]//新技术与新方法学术研讨会论文集. 2024:1-4.

[2] 聂欣. 道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术探讨[J]. 工程建设与设计,2024(6):164-166.

[3] 李凤虎. 刍议道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术[J]. 工程建设与设计,2024(4):226-228.

[4] 王兴泰. 道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术研究[J]. 运输经理世界,2024(23):116-118.

[5] 高永强. 市政道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术[J]. 建材与装饰,2023,19(27):151-153.