橋梁工程的橋面鋪裝病害與控制分析

文/劉進(jìn)芳

1 前言

橋梁工程是城市化進(jìn)程發(fā)展過程中重要的項(xiàng)目工程之一，能有效推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但在使用過程中，橋面鋪裝病害問題嚴(yán)重威脅著過往行人及車輛的安全，并且影響了建設(shè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，需要加強(qiáng)對(duì)橋梁工程的施工質(zhì)量管理，規(guī)范施工操作，科學(xué)合理地應(yīng)用各項(xiàng)施工技術(shù)，以此消除橋梁工程中的安全隱患，為廣大人民群眾及車輛的安全提供可靠保障。

2 橋梁工程橋面鋪裝病害控制工作的重要性

橋梁工程不僅能為人們出行提供便利，還能有效促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以，建設(shè)企業(yè)應(yīng)重視橋梁工程的質(zhì)量問題，正視橋面鋪裝病害現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)橋梁存在安全隱患，則必須及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，以防后期發(fā)生重大安全事故。在施工過程中應(yīng)把控好技術(shù)操作規(guī)范，通過科學(xué)有效的施工處理技術(shù)完善橋梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有效規(guī)避沉降、裂縫等常見病害，并且在全面了解工程建設(shè)需求及工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)病害控制措施能有效預(yù)防病害產(chǎn)生，提高橋梁整體結(jié)構(gòu)的性能。因此，在加大橋梁工程質(zhì)量管理控制力度的同時(shí)，將針對(duì)性的施工技術(shù)與有效的控制措施相結(jié)合，不僅可以保證工程質(zhì)量，還能延長(zhǎng)其使用壽命，在一定意義上促進(jìn)了建設(shè)企業(yè)的發(fā)展。

3 橋梁工程常見的橋面鋪裝病害分析

3.1 裂縫病害

裂縫病害是橋梁工程中常見的病害類型，其大多是由于施工技術(shù)不合理、混凝土質(zhì)量不合格以及溫度變化等原因所造成的。為了保證橋梁工程的安全性及舒適度，橋梁工程大多是利用瀝青混凝土作為表面鋪裝的主要材料。但在施工過程中，如若自然溫差較大，那么瀝青混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差也會(huì)隨之增大，而混凝土本身具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)很容易受溫差影響產(chǎn)生一定的應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不能承受內(nèi)部應(yīng)力時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致橋面出現(xiàn)裂縫。此外，繁重的交通壓力也是造成裂縫病害的原因之一。當(dāng)橋梁工程投入使用后，隨著過往車輛越來越多，其承重壓力便會(huì)越來越大，在超負(fù)荷狀態(tài)下，車輛與道路橋梁表面不斷摩擦、擠壓最終導(dǎo)致其表面受損、開裂，進(jìn)而降低了道路橋梁結(jié)構(gòu)的性能，影響了行車安全。

3.2 鋪裝層滲水問題

鋪裝層發(fā)生滲水現(xiàn)象大多是因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)師沒有合理設(shè)計(jì)鋪裝層的排水系統(tǒng)，導(dǎo)致鋪裝層排水不及時(shí)，進(jìn)而影響到橋梁質(zhì)量。目前，大部分橋面都使用了具有一定抗滑性能的抗滑表面，但這種表層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔隙較大，雨水很容易滲透到結(jié)構(gòu)內(nèi)部。當(dāng)層間排水系統(tǒng)不通暢時(shí)，孔隙中的雨水便會(huì)存留在表層內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，在過往車輛的反復(fù)重壓下，導(dǎo)致內(nèi)部水分?jǐn)U散，使瀝青材料從碎石表面脫落，同時(shí)降低了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，而橋面也會(huì)出現(xiàn)坑洞或松散等病害，嚴(yán)重影響了橋梁工程的整體質(zhì)量。

3.3 橋面變形病害

在夏季高溫季節(jié)橋梁工程的橋面時(shí)常發(fā)生變形問題，出現(xiàn)這一問題的原因大多是因?yàn)殇佈b層不平整以及鋪裝厚度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)受到行車荷載的作用也會(huì)影響瀝青混合料的穩(wěn)定性，使其發(fā)生剪切變形、塑性變形以及壓密變形等問題。其中，剪切變形大多發(fā)生在大型跨越橋梁工程中，由于部分大橋需要跨越多重障礙物，設(shè)計(jì)師要在保證橋梁一定高度的同時(shí)考慮大幅度的縱坡，當(dāng)負(fù)重的車輛在上坡行駛過程中會(huì)以加速狀態(tài)前進(jìn)，在這種情況下，車輪會(huì)產(chǎn)生一定的水平力，處于高溫環(huán)境的橋面瀝青混合材料的強(qiáng)度會(huì)降低，進(jìn)而導(dǎo)致行車軌跡產(chǎn)生剪切變形。而塑性變形大多是由瀝青混合料的成分所引起的。部分瀝青混合料中存在較多的集料且瀝青含量大、粉油比高、針片狀顆粒的含量較大，加之瀝青在高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性差，因此極易受到外界影響導(dǎo)致塑性變形問題發(fā)生。出現(xiàn)壓密變形的主要原因，是因?yàn)闃蛎嫦聵蛄汉蜕喜繛r青混凝土材料在高溫狀態(tài)下回吸收大量熱能，而瀝青混合料會(huì)隨著溫度上升而變軟，猶如鋪裝厚度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度下降，引發(fā)壓密變形。

3.4 橋面剝落病害

在橋面鋪裝層施工期間，如果黏層油灑布的數(shù)量偏少，那么黏結(jié)力便會(huì)降低，而瀝青鋪裝層和水泥混凝土的鋪裝層便不能緊密黏結(jié)在一起；另一方面是當(dāng)灑布鋪設(shè)不均勻且橋面部分位置的黏層油量過大時(shí)，便很容易形成一定厚度的油膜，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面發(fā)生剝落現(xiàn)象。再者，瀝青面層與鋪裝層混凝土沒有有效黏結(jié)在一起，并且水泥混凝土鋪裝層的表面打磨力度不足，導(dǎo)致表面的粗糙度達(dá)不到黏結(jié)要求，影響了瀝青鋪裝層與混凝土的有效黏結(jié)。尤其在鋪設(shè)防水層后，混凝土和瀝青面層之間便會(huì)存在滑動(dòng)層，在后續(xù)投入使用后便容易出現(xiàn)橋面剝落問題。

4 橋梁工程常見病害的施工修補(bǔ)措施

4.1 針對(duì)橋面裂縫病害的修補(bǔ)措施

減少裂縫病害的主要方法則是加強(qiáng)混凝土材料的質(zhì)量管理，并控制好混凝土的調(diào)配，但自然溫差過大或者鋼筋銹蝕等問題也會(huì)造成橋梁表面產(chǎn)生裂縫病害，并且一旦結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫，則會(huì)加快鋼筋銹蝕的速度，促使裂縫向更深更遠(yuǎn)處延伸，最終導(dǎo)致道理橋梁被嚴(yán)重破壞。因此，工程負(fù)責(zé)人應(yīng)對(duì)這一問題加以重視，加大施工質(zhì)量的管理控制力度，確保施工操作符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，施工人員也需采取相應(yīng)措施解決這一病害。據(jù)了解，低壓注漿修補(bǔ)技術(shù)可以有效解決裂縫病害，其可根據(jù)不同的裂縫類型進(jìn)行修補(bǔ)。如若裂縫寬度不超過0.2mm 時(shí)，施工人員可通過表面修補(bǔ)法對(duì)裂縫進(jìn)行處理，在處理前需要先將裂縫進(jìn)行清潔，再將水泥膏和環(huán)氧樹脂漿料相混合并涂抹到裂縫表面，然后將油漆和瀝青等防腐性能強(qiáng)的材料覆蓋到外層，最后利用玻璃纖維布粘貼封層，以達(dá)到修補(bǔ)裂縫的目的。此方法簡(jiǎn)單、快捷，主要針對(duì)細(xì)小裂縫，能快速達(dá)到修補(bǔ)效果，保證交通順暢。但是當(dāng)裂縫寬度在0.3mm 左右時(shí)，便可采取注漿處理法；在裂縫寬度達(dá)到0.5mm 以上時(shí)，則需要利用填充封堵法進(jìn)行修補(bǔ)，在應(yīng)用此方法時(shí)，通常使用樹脂或水泥漿作為主要修補(bǔ)材料，施工人員需要將調(diào)配好的水泥灌注到裂縫中，由此密封裂縫，并在灌注完成后抹平混凝土表面確保封閉密實(shí)。也可根據(jù)裂縫延伸方向，在其相應(yīng)位置鉆孔，并將丁基橡膠等防水效果好的材料注入孔洞縫隙中，以此填充并加固裂縫。除此之外，施工人員可選擇水化熱低且性能好的水泥材料進(jìn)行施工，由此可避免混凝土材料因溫差過大而產(chǎn)生裂縫病害的現(xiàn)象[1]。

4.2 針對(duì)鋪裝層滲水病害的修補(bǔ)措施

工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)重視鋪裝層的排水設(shè)計(jì)，優(yōu)化鋪裝層的排水系統(tǒng)，提高排水效率，增加橋面的抗裂性。由于多數(shù)橋梁工程都使用瀝青混凝土作為橋面材料，工程設(shè)計(jì)師應(yīng)充分考慮瀝青混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空隙率，在降雨過程中雨水難免會(huì)滲透到鋪裝層的空隙中，同時(shí)還應(yīng)考慮車輛的荷載狀態(tài)，當(dāng)橋面受到擠壓作用時(shí)，空隙水和層間積水便會(huì)形成較大水壓力，如若在冬季，鋪裝層還會(huì)受到水凍脹等因素的影響。針對(duì)這些問題，工程設(shè)計(jì)師應(yīng)結(jié)合橋梁工程的建設(shè)需求及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，合理規(guī)劃鋪裝層的排水系統(tǒng)，還可在瀝青混合料中摻入抗剝落劑，提高瀝青混凝土的抗水性，增強(qiáng)其抗寒性能。

4.3 針對(duì)橋面變形病害的修補(bǔ)措施

工程設(shè)計(jì)師需要準(zhǔn)確測(cè)量出振搗梁行走軌道的圓鋼頂面標(biāo)高以及設(shè)計(jì)標(biāo)高，在施工過程中施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制行走軌道圓鋼的焊接質(zhì)量，避免變形、扭曲等現(xiàn)象。為了避免橋面變形病害的發(fā)生，則必須嚴(yán)格控制橋面鋪裝的平整度，盡可能選擇剛度大、重量輕且抗變形功能強(qiáng)的振搗梁，如若振搗梁存在變形或振動(dòng)頻率失調(diào)等現(xiàn)象則需要更換全新的振搗梁，禁止使用質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。在施工前，施工人員應(yīng)先把底板的灰漿處理干凈，再進(jìn)行掛線檢查，查看振搗梁底面是否平整，如若不符合使用要求，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整桁架梁上的調(diào)節(jié)器絲扣，確保其準(zhǔn)確性。除此之外，在施工過程中還需考慮到施工振動(dòng)的荷載情況，為了避免鋪裝層受到施工振動(dòng)影響，施工人員應(yīng)在跨中位置預(yù)留出2～3mm 的上拱度，由此保證振搗梁的穩(wěn)定性，保持橋面鋪裝的平整度。

在控制好鋪裝層平整度的基礎(chǔ)上，還需把控好鋪料厚度，減少橋面變形現(xiàn)象。施工人員可先用鐵鍬將鋪料整平，再利用平板振搗器進(jìn)行振搗，當(dāng)工作一段長(zhǎng)度后，便可啟動(dòng)振搗梁。通過人工手搖轱轆的方式將鋼絲繩收緊，以緩慢、勻速的速度前進(jìn)，通常將速度控制在0.5m/min 即可。振搗工作應(yīng)一次性完成，避免停頓，對(duì)于局部凹陷的部位要及時(shí)補(bǔ)料，同時(shí)將多余混凝土鏟除，確保其施工質(zhì)量。

4.4 針對(duì)橋面剝落病害的修補(bǔ)措施

為了增加鋪裝層的黏結(jié)度，在對(duì)橋面水泥混凝土鋪裝層進(jìn)行修補(bǔ)處理時(shí)，施工人員需要加大打磨力度，保證鋪裝層表面的粗糙度符合黏結(jié)需求?？稍诨炷吝_(dá)到初凝狀態(tài)前，將碎石壓入混凝土表面以此提高粗糙度，但碎石厚度應(yīng)控制在0.5～1.0cm 之間，還可對(duì)鋪裝層表面做拉毛及壓紋等操作。在對(duì)黏層油灑布進(jìn)行操作時(shí)，可以采取機(jī)械配合人工的方式開展施工作業(yè)，在施工過程中施工人員需時(shí)刻觀察機(jī)械的鋪裝情況，對(duì)于灑布不均勻的部位應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以防出現(xiàn)漏灑或黏層油過于集中的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，橋梁工程是保障國(guó)計(jì)民生的項(xiàng)目工程，其施工質(zhì)量是決定橋梁使用壽命的關(guān)鍵。針對(duì)橋梁工程中常見的橋面鋪裝病害問題，施工人員需依照操作規(guī)范實(shí)施作業(yè)，根據(jù)實(shí)際情況及病害類型，采取科學(xué)有效的施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)、控制，提高橋梁的施工質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，確保其能滿足現(xiàn)代通車需求，為人們安全出行提供可靠保障。