道路橋梁的病害及加固技術(shù)探析
2015-06-18
一、道路橋梁存在的病害問題
1、裂縫
裂縫是混凝土道路中最普遍發(fā)生的病害現(xiàn)象，也是我國道路橋梁病害問題中須首要解決的。裂縫問題會嚴(yán)重危害道路橋梁的耐久性與承載力，且不同程度的裂縫，其危害程度也不盡相同，程度輕可妨礙司機駕車的舒適度，程度重可直接危害車輛及人身安全。此外，路橋裂縫會損害鋼筋保護層，從而誘發(fā)鋼筋銹蝕。
2、剝蝕
剝蝕破壞路橋的外觀形態(tài)，包括:路橋表面的酥松起皮、剝落、露石、蜂窩麻面等現(xiàn)象。路橋表面產(chǎn)生的剝落或剝離，會引起構(gòu)件截面積減小，應(yīng)力增大，導(dǎo)致空氣或其他有害物質(zhì)的內(nèi)侵蝕作用更容易發(fā)生。依據(jù)發(fā)生原因不同，剝蝕現(xiàn)象可以分為風(fēng)化剝蝕、水質(zhì)侵蝕、凍融剝蝕等等。
3、混凝土內(nèi)部的毛細(xì)管孔及氣泡
混凝土中不可避免地存在毛細(xì)管孔，這就使得空氣中的水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)快速進入混凝土內(nèi)部，并且腐蝕鋼筋。這又很大程度上降低了道路橋梁的耐久性與安全性。
4、鋼筋銹蝕及混凝土碳化
鋼筋銹蝕是道路橋梁損壞最主要的原因之一。鋼筋銹蝕后會引起體積擴大膨脹，混凝土承受較大拉力而開裂?；炷撂蓟_到一定程度時，道路橋梁會產(chǎn)生裂縫，減少了路橋的服務(wù)期限，破壞了路橋的安全性。
5、地基不均勻沉降
在一些地質(zhì)條件較為特殊的地區(qū)，如山區(qū)、濕地等地建設(shè)路橋，要格外注意。如果不重視處理地基問題，則很容易發(fā)生地基不均勻沉降現(xiàn)象，嚴(yán)重危害道路橋梁的安全，引起橋面開裂，橋體滑動下沉等災(zāi)害。
6、其他病害
除以上較為典型的路橋病害之外，還有無法預(yù)知的自然災(zāi)害等原因引起的路橋破壞現(xiàn)象，例如洪水、泥石流、酸雨等等，道路研究工作者也要相應(yīng)地引起重視，防患于未然。
二、路橋施工中病害出現(xiàn)的原因
1、前期工程設(shè)計不合理
在路橋施工的過程中，路基結(jié)構(gòu)在其中有重要的意義。由于在某些路橋工程施工中設(shè)計人員，沒有對路橋工程的地質(zhì)情況和施工環(huán)境進行充分的調(diào)查，沒有收集確切的勘察資料，只是對地表結(jié)構(gòu)類型進行了初步的判斷，所設(shè)計出的設(shè)計方案往往不能滿足實際的工程施工需求，這就容易導(dǎo)致人們在對其地基結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的時候，存在著較大的誤差。而且人們在對路橋施工質(zhì)量檢測的時，也沒有及時地發(fā)現(xiàn)處理。這就容易導(dǎo)致路橋工程在周圍環(huán)境的作用下，其地基接觸的質(zhì)量出現(xiàn)了明顯的問題，從而對整個工程的施工質(zhì)量帶來影響。
2、施工工藝控制不嚴(yán)格
對路橋施工的原材料檢測不嚴(yán)格，也十分容易會出現(xiàn)瀝青、混凝土配合比采用不當(dāng)?shù)那闆r，這就使得路橋施工中出現(xiàn)了許多病害問題。在路橋工程施工中，如果不對混凝土材料、瀝青材料配合比進行嚴(yán)格要求，那么就十分容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，瀝青的油包等問題，使得瀝青路面在周圍環(huán)境的影響下，出現(xiàn)老化、高溫焦灼的現(xiàn)象，影響道路交通的正常運行。此外，人們在路橋結(jié)構(gòu)進行養(yǎng)護的時候，如果施工人員沒有根據(jù)工程施工的相關(guān)情況進行相應(yīng)的養(yǎng)護處理，那么就容易使得路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)泛油、松散等方面的情況，也對道路的結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。
3、路面厚度不符合設(shè)計要求
雖然我國相關(guān)規(guī)范制度對路橋工程施工的路面厚度做出了規(guī)定，但是一些單位為了獲得經(jīng)濟利益的最大化，沒有按照規(guī)范要求進行嚴(yán)格的指標(biāo)檢測，從而導(dǎo)致施工質(zhì)量受到一定的影響，而且也縮短了路橋施工的使用壽命。此外，由于一些企業(yè)受到施工成本和工期的影響，對合理設(shè)計路面厚度的重要性認(rèn)識不足，施工人員只是認(rèn)為夯實路基就可以完成施工任務(wù)，施工質(zhì)量問題也會被解決，但是事實并非如此，路面的厚度在一定程度上可以決定工程的使用年限，是整個路橋使用的關(guān)鍵。
4、路橋建設(shè)中的鋼筋受到嚴(yán)重的腐蝕
大部分橋梁的質(zhì)量受鋼筋的影響較為嚴(yán)重，在路橋施工中，鋼筋的腐蝕是常見現(xiàn)象，鋼筋腐蝕程度較高就會影響到橋梁的使用壽命和通行人員的生命安全。橋梁鋼筋的腐蝕還會導(dǎo)致橋梁混凝土的結(jié)構(gòu)受損，一般情況下，由于橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部有氯化物混入就會造成鋼筋的腐蝕，除此之外，腐蝕程度還與保護層的薄弱有關(guān)。此外，周圍環(huán)境的變化也會引起鋼筋的腐蝕，混凝土保護層的強度和混凝土強度都會影響到鋼筋的腐蝕。混凝土的保護層主要是用來防護橋梁鋼筋不受外界環(huán)境影響，由于混凝土自身的缺陷導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，裂縫增大就會引起鋼筋的腐蝕。
三、道路橋梁的加固技術(shù)分析
1、加強地基處理
1.1 采用深層攪拌的方法加固橋頭軟基。該方法需要輔助以深層攪拌機械裝置，原料通常使用漿料或水泥固化劑。在加固時，借助機械攪拌機的葉片攪拌并清除空氣及水分等一系列其他的物理或化學(xué)反應(yīng)，使橋頭軟土地基可以轉(zhuǎn)化成性能優(yōu)良的復(fù)合地基，進而提高橋頭軟土地基的承載能力，減少不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生率，增強道路邊坡的穩(wěn)定性，避免了橋頭跳車現(xiàn)象。
1.2 采用砂樁方法加固橋頭軟基。該方法適用于雜填土、砂土環(huán)境。通過置換地基土、豎向排水等功能實現(xiàn)地基的加固。在實踐過程中，通常會減少后期沉降量。根據(jù)作業(yè)的實際周邊環(huán)境，還可以考慮輔助預(yù)壓、超壓的方法，提高地基強度，改善地基穩(wěn)定性。
2、路基處理
臺背回填是處理橋梁路基處理最常用的方法。為了提高臺背回填的質(zhì)量，要選取強度高、透水強、壓實快的材料。比如細(xì)砂、礫石等。為了提高施工質(zhì)量，斜坡或臺階應(yīng)設(shè)置在基底處沿路堤縱向長度距橋臺背不小于2m 的地方，回填高度通常取 2－4m。該方法有利于實現(xiàn)路橋的延性功能，可以有效降低橋頭跳車現(xiàn)象的發(fā)生率，減少豎向變形程度，可以防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剛?cè)崾Ш饣蛲蛔兊那闆r。臺背回填時還要格外注意路基與橋臺銜接的部分，加強碾壓質(zhì)量。
3、其它常見的一些加固方法
3.1 增大截面加固法。增大截面加固法是在原有橋梁的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上澆筑一層厚度適當(dāng)?shù)匿摻罨炷?。通常采取的方式有兩種。一種是拓寬橋梁面的寬度，加大高度;另一種是增加面板的厚度。這種加固方法主要用于加固板橋或跨徑較小的簡支梁上。其優(yōu)點是施工簡單、適用力強，施工經(jīng)驗豐富，施工設(shè)計完善;缺點是施工周期長，占用空間大。
3.2 置換混凝土加固法。該方法主要用于加固病害程度較為嚴(yán)重的路橋梁柱或混凝土強度不高的受壓區(qū)等等結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點近似于增大截面加固法，而且加固實施后不會引起橋梁凈空的減少;缺點是施工周期長等等。
3.3 噴凝土加固法。采用噴凝土加固法可以增強道路橋梁施工后的美觀效果，因為該方法主要是在原有橋面結(jié)構(gòu)上噴涂一層強度較高、品質(zhì)較好的混凝土，目的是增強被碳化或腐蝕的混凝土強度，保護橋梁的內(nèi)部鋼筋。
3.4 粘貼鋼板加固法。該方法是用樹脂與混凝土結(jié)合將鋼板粘貼在一起進行加固作用，普遍用在橋梁、建筑等項目建設(shè)中，適合加固處于正常溫濕度壞境且承受靜力作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。其優(yōu)點是施工周期短，不妨礙交通及居民生活;缺點是加固效果受粘貼工藝及操作水平影響較大。
3.5 粘貼碳纖維加固法。該方法是將碳纖維與原橋面受力構(gòu)件重新組合成一個受力構(gòu)件，并用特殊的樹脂將碳纖維粘貼于混凝土表面，鋼筋可以與碳纖維一起承擔(dān)外力負(fù)載，減小了鋼筋應(yīng)力，加固了道路橋梁。其優(yōu)點是施工方便，不會損害原橋梁結(jié)構(gòu)，耐久性好，較高的抗疲勞性。
4、加強對橋面鋪裝層的維修和加固
如果橋面的鋪裝層出現(xiàn)了影響正常使用的部分，要根據(jù)實際情況采取養(yǎng)護維修措施，以保證橋面伸縮自由以及泄水暢通。如果橋面板有脫落、表面碎裂現(xiàn)象時，要及時采取局部維修措施。在修復(fù)的過程中，首先要將已經(jīng)損壞的部分除去，然后澆筑新的混凝土，在承載力允許的前提下，可以加鋪一層瀝青混凝土來實現(xiàn)對損壞部分的修補。
5、擴大資金投入，支持技術(shù)創(chuàng)新
致使我國目前很多地區(qū)的道路橋梁施工質(zhì)量無法達標(biāo)的原因之一在于很多地區(qū)在資金投入方面缺乏，導(dǎo)致施工中原料的采集以及技術(shù)發(fā)展不能在資金方面得到支持。針對這一情況，加大對道路橋梁建設(shè)的資金投入，主要目的在于推動其技術(shù)方面的創(chuàng)新，并保證原材料的購買在資金方面能夠達到要求，才能有利于施工項目的順利完成。另外，施工單位需要在資金方面挪出一部分來用于支持技術(shù)創(chuàng)新。根據(jù)施工單位的具體情況和項目的施工進展?fàn)顩r，加強對于施工技術(shù)和施工原料的研究，適當(dāng)安排經(jīng)費來對技術(shù)方面進行專項攻破。最后，施工單位假如在專業(yè)人才方面十分缺乏，可以尋找一些科研機構(gòu)進行合作，一起研究和開發(fā)一些新型的材料和器具，創(chuàng)造出更為便利而高效的使用工具來更好地為道路橋梁建設(shè)服務(wù)。根據(jù)我國目前在道路橋梁反方面的建設(shè)情況來看，未來我國在道路橋梁方面的建設(shè)將會有很大的發(fā)展前景。相關(guān)調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，將來的橋梁建設(shè)材料將逐步走向輕質(zhì)化，且用途會不斷增多。因此，道路橋梁施工單位要想獲得更好的建設(shè)成果和經(jīng)濟效益，就需要加大對材料方面的研發(fā)，有利于道路橋梁的健康發(fā)展。
結(jié)束語
在路橋施工的過程中，我們應(yīng)該關(guān)注引起病害的的主要原因，從而可以從源頭上盡可能的避免任何病害的發(fā)生，這樣路橋的質(zhì)量就會得到不斷地提高，路橋的壽命就會得到很大的延長。除此之外，我們對路橋質(zhì)量也有著很高的要求，這樣就能顯著的提高路橋施工單位的經(jīng)濟效益和社會影響力。使得企業(yè)的市場競爭力得到最大程度上的提高，這樣一舉多得的事情是非常有意義的。由此可見，路橋施工的病害應(yīng)該引起路橋施工單位的足夠重視，然后我們要采取一定的措施，使得路橋質(zhì)量得到相應(yīng)的提高。
