試論高速公路橋面維護(hù)施工工藝

宋 鋼，宋 軍

（1：新疆交通投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司哈密分公司，新疆 哈密 839000；2：新疆交投吐哈高速公路有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000）

1 高速公路橋面常見病害問(wèn)題

高速公路橋面常見的病害問(wèn)題之一是公路橋面的混凝土破損。混凝土破損主要體現(xiàn)在混凝土出現(xiàn)孔洞凹陷、鋪裝層裂開、橋頭跳車和伸縮型鋼斷裂變形等情況，出現(xiàn)這種情況的原因是混凝土的強(qiáng)度較差，混凝土澆筑后出現(xiàn)了早期裂縫，受到干縮和溫縮等因素而裂開。

1）橡膠條破損或老化

由于高速道路周圍環(huán)境惡劣，長(zhǎng)期遭受各種車輛的碾壓，例如大型貨車、重型車輛等，所以高速公路的橡膠條就會(huì)破損甚至老化，出現(xiàn)裂縫。當(dāng)遇到雨天時(shí)，雨水滲入到橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)，腐蝕了橋面鋪置的鋼筋和梁端墩臺(tái)，損壞公路橋面的耐用性，降低了其使用壽命。

2）伸縮縫型鋼斷裂變形

一方面對(duì)鋼筋計(jì)算跨徑較大，鋼材料不符合相關(guān)強(qiáng)度變化和變形的規(guī)定，另一方面施工人員焊接工作不嚴(yán)謹(jǐn)，公路混凝土伸縮縫伸縮時(shí)受到來(lái)往的車輛擠壓，這些情況都會(huì)導(dǎo)致伸縮縫出現(xiàn)斷裂或變形等嚴(yán)重問(wèn)題。

3）橋頭跳車

由于軟土地基沉降、填料時(shí)不充分造成塔板懸空，公路橋面受到重型車輛荷載的作用，漸漸地塔板就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂。

以上列舉的病害問(wèn)題都直接影響著高速公路橋面，不但影響公路橋面的整潔美觀，并且產(chǎn)生的孔洞凹陷和裂縫逐漸擴(kuò)大，限制公路橋面的承載能力。當(dāng)車輛行駛在有這些病害的路面上時(shí)，公路橋面會(huì)受到劇烈的震動(dòng)和車輛跳車，易發(fā)生交通事故。

2 公路橋面維護(hù)施工工藝

2.1 維護(hù)工作準(zhǔn)備

在進(jìn)行高速公路橋面維護(hù)工作前，需要進(jìn)行以下工作準(zhǔn)備。

1）清理原橋面剖層

可以借助一些小型的設(shè)備進(jìn)行橋面清理工作，選擇合適的施工單位進(jìn)行施工作業(yè)，嚴(yán)禁使用不符合規(guī)定的大型設(shè)備清理而損壞公路橋面。清理結(jié)束后用運(yùn)輸車將廢物殘?jiān)皶r(shí)運(yùn)送到廢料場(chǎng)。

2）高程的控制工作

將破損的橋面清理完后，按照相關(guān)規(guī)定要求測(cè)量公路橋面的高程，橋面瀝青混凝土鋪裝控制在4 cm～5 cm，鋼筋混凝土鋪裝控制在7 cm～8 cm。若無(wú)法滿足以上要求，施工人員要及時(shí)對(duì)坡度進(jìn)行調(diào)整，保證鋪裝層厚度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3）檢查破損縫隙及企口縫

完成破除工作后，施工人員對(duì)原來(lái)的裂縫及企口縫進(jìn)行認(rèn)真檢查，若發(fā)現(xiàn)有混凝土松散，填充不實(shí)的現(xiàn)象，需要將其全部清理去除，再進(jìn)行澆筑工作，注意不要損壞企口縫。

2.2 混凝土澆筑工藝

首先將混凝土攪拌均勻后用專用車輛運(yùn)送，然后進(jìn)行澆筑施工作業(yè)。在澆筑施工時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土鋪裝層的標(biāo)高和厚度，利用振搗棒將企口縫和伸縮縫振搗嚴(yán)實(shí)，不能有空隙，并且混凝土表面要整潔干凈，不能有浮著的混凝土漿，所以施工人員要認(rèn)真做好振搗的工作。

在澆筑企口縫時(shí)，要做好這2 方面的工作：①塔板間隙澆筑時(shí)，板間隙寬度需要控制在1 cm～2 cm，再澆筑40 號(hào)環(huán)氧樹脂砂漿，若板間隙寬度＞2 cm，可以借助40 號(hào)細(xì)石混凝土澆筑工作。澆筑完成后，用振搗棒完成振搗作業(yè)，加強(qiáng)企口縫的緊實(shí)性。②日常的養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，可以采取灑水覆蓋和覆蓋草袋膜等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，確?；炷恋臐駶?rùn)度，待其凝固后強(qiáng)度性高，耐用性久。

2.3 公路橋面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片

在高速公路橋面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片時(shí)，一般采用搭接的形式來(lái)焊接鋼筋，施工人員按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求嚴(yán)格施工作業(yè)。首先合理鋪設(shè)短鋼筋，在鋼筋網(wǎng)上垂直方向焊接，接著再鋪混凝土鋪裝層的中間，注意避免施工時(shí)鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)下垂問(wèn)題。其次，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片，注意施工時(shí)鋼筋網(wǎng)片不能出現(xiàn)彎折的情況。

2.4 公路橋面伸縮縫維護(hù)工作

目前，由于私家車輛的增加，高速公路橋面使用頻率增加，每條高速公路都承擔(dān)著過(guò)大的交通流量，這就導(dǎo)致公路橋面伸縮縫損壞嚴(yán)重。所以需要相關(guān)工作人員及時(shí)做好道路維修工作，而將交通封閉后進(jìn)行混凝土修復(fù)，這種方法難度太大，不能確保道路修復(fù)的質(zhì)量，而且也不易執(zhí)行。

對(duì)于這種狀況，可以把碎石摻加到BJ-200 高分子聚合接縫材料（產(chǎn)自英國(guó)），之后縮成無(wú)縫伸縮。這一方法需要進(jìn)行如下操作：①將原有的鋼筋混凝土進(jìn)行鑿除清理后，在其底部位置鋪設(shè)厚度為1 cm 左右的鋼板，加熱粒徑為6 cm～20 cm 的碎石，之后進(jìn)行攤鋪工作，注意攤鋪的厚度控制在3 cm～5 cm。②將加熱后的BJ-200 高分子聚合接縫材料澆筑在碎石上面，接著進(jìn)行夯實(shí)作業(yè)，之后再二次攤鋪，直到填滿為止。在最后一次鋪設(shè)工作時(shí)，注意鋪設(shè)要超過(guò)路面約6 cm，再撒上粒徑為4 cm 的小碎石子，夯實(shí)后，可以保證車輛正常的通行。③施工過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)伸縮縫膠條出現(xiàn)裂縫或老化，要及時(shí)修補(bǔ)和更換，減少縫隙掉進(jìn)雜拌物的風(fēng)險(xiǎn)，可安排養(yǎng)護(hù)人員定期清理縫隙間雜物，確保梁板能正常伸縮、穩(wěn)定運(yùn)行。

2.5 橋梁欄桿維護(hù)方法

橋梁欄桿和橋面護(hù)輪帶是高速公路上的一種防護(hù)性措施，若其出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的問(wèn)題，將會(huì)對(duì)人們的安全造成威脅。因此，若發(fā)現(xiàn)橋梁欄桿有損壞等問(wèn)題，相關(guān)工作人員要及時(shí)修補(bǔ)和更換，減少交通安全事故的發(fā)生。針對(duì)橋梁欄桿的破損不同，分為以下3 種情況：①橋梁欄桿是鋼筋混凝土建造的，其出現(xiàn)較輕的裂縫時(shí)，可以用環(huán)氧樹脂進(jìn)行修復(fù)，若橋梁欄桿嚴(yán)重受損時(shí)，就要將損壞的部分去除掉，再進(jìn)行修復(fù)；②橋梁欄桿是鋼制材料時(shí)，容易受到腐蝕的作用，所以養(yǎng)護(hù)人員需要定期刷漆防銹；③橋面護(hù)輪帶損壞，需要立即完成修復(fù)工作，施工時(shí)需要設(shè)置閃光燈和警示牌等安全標(biāo)識(shí)，保證施工能安全穩(wěn)定進(jìn)行。

2.6 公路橋面裂縫維護(hù)措施

高速公路橋面和梁板中最容易出現(xiàn)的病害是裂縫現(xiàn)象。所以，在處理裂縫時(shí)要結(jié)合裂縫的實(shí)際狀況，然后選擇合適的裂縫修補(bǔ)措施來(lái)施工。例如：當(dāng)出現(xiàn)細(xì)小裂縫的寬度＜0.2 mm 時(shí)，采用表面封閉性較好的環(huán)氧膠泥等材料來(lái)修復(fù)；當(dāng)裂縫寬度范圍在0.2 mm～1.5 mm 時(shí)，采用具有高強(qiáng)度裂縫修補(bǔ)膠泥，準(zhǔn)確注射封閉后修復(fù)；當(dāng)裂縫寬度＞1.5 mm 時(shí)，采用U 型槽，之后填充環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布，再封閉修復(fù)。

2.7 橋梁承載能力提高辦法

為了提高公路橋面的承載能力，可以采用外加鋼板的方法。但鋼板加固的方法有很大的操作難度，不僅需要裝可以支護(hù)的設(shè)備，而且還需要施工人員定時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)維護(hù)工作，所以這種方法在公路橋面建設(shè)中應(yīng)用并不廣泛。因此，在橋梁日常維護(hù)中，相關(guān)工作人員要定期檢查橋梁，采取預(yù)防性措施，根據(jù)實(shí)際情況提高橋梁的承載能力，從而提高高速公路橋面的使用年限，保證人們的安全出行。

3 橋面鋪裝改進(jìn)措施

在高速公路橋面維護(hù)過(guò)程中，主要是要保證橋面鋪裝的高質(zhì)量，可以從以下這幾種方法進(jìn)行預(yù)防和改進(jìn)。

3.1 加強(qiáng)橋面鋪裝理論知識(shí)學(xué)習(xí)

橋面鋪裝混凝土是指在行車道板上面鋪設(shè)一種厚度小、面積大的薄層結(jié)構(gòu)，也是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的混凝土。與普通結(jié)構(gòu)的混凝土相比，這種薄層結(jié)構(gòu)表面水分蒸發(fā)速度較快，拌合物的塑性喪失速度快，鋪裝的混凝土自身受力、承受變形能力等性能方面都不同[1]。因此，相關(guān)理論研究工作人員要針對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)研究，建立一種適合橋面鋪裝混凝土特點(diǎn)的理論計(jì)算模型，設(shè)計(jì)人員能將這種模型應(yīng)用到公路橋面建設(shè)中。

3.2 設(shè)計(jì)工藝指標(biāo)的改進(jìn)

3.2.1 提高鋪裝層厚度

若橋面鋪裝層鋪的過(guò)薄，在伸縮縫和靠近橋頭的鋪裝層就會(huì)遭到更大的沖擊力作用，不適合公路橋面的要求，不能保證車輛安全通行。所以，需要將橋面鋪裝層厚度適當(dāng)?shù)奶岣?，由于梁板預(yù)拱度不均勻，要確定合適的最小厚度，施工人員按照此要求規(guī)范作業(yè)。

3.2.2 增加混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度

AC ⅠB1、ⅠB2期ER和PR 同時(shí)陽(yáng)性率高于ⅡA1、ⅡA2期，ACⅠB1、ⅠB2期ER陽(yáng)性率低于ⅡA1、ⅡA2期，無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);ER、PR同時(shí)陰性率較陽(yáng)性率高，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，見表3。我們認(rèn)為ER、PR表達(dá)狀態(tài)與AC患者FIGO分期無(wú)明顯相關(guān)性。

與普通的路面結(jié)構(gòu)相比，鋪裝混凝土受到的力更復(fù)雜，容易產(chǎn)生各種不利于施工的因素。所以，需要提高混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，可以將混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)增加到C40，在設(shè)計(jì)中增加混凝土的抗?jié)B等級(jí)。此外，還需要將橋面鋪裝成雙層鋼筋網(wǎng)，為了能承擔(dān)車輛的荷載，也可以把鋼筋的直徑增加到12 mm[2]。

3.2.3 加強(qiáng)橋面板間聯(lián)結(jié)

在橋梁建設(shè)中多采用預(yù)埋設(shè)鋼筋錨固法聯(lián)結(jié)橋面板間，由于鋪裝層和企口縫混凝土沒(méi)有專門進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，所以橋面整體性能較差，造成只有單板受力的情況。橋面鋪裝層承擔(dān)了單板上不同方向全部的應(yīng)力，使得橋面鋪裝在縱向出現(xiàn)裂縫，而且橋面整體不能分散受力，加快了橋面鋪裝的損壞。

3.3 鋪裝混凝土質(zhì)量改進(jìn)工藝

3.3.1 鋪裝層粘接和梁體表面處理

在進(jìn)行橋面鋪裝工作前，首先將梁體表面浮著的混凝土漿去除，使梁體表面保持平整。其次將去除后的混凝土松散顆粒和泥污等清理整潔，保證聯(lián)結(jié)面干凈和粗糙。為了更好聯(lián)結(jié)，可在梁體表面涂以界面粘結(jié)劑，例如環(huán)氧樹脂液，從而提高其粘結(jié)力，也可在梁體上植入錨筋，將鋪裝層鋼筋網(wǎng)與錨筋聯(lián)結(jié)在一起，這樣做的目的是增加橋面鋪裝和梁板整體結(jié)構(gòu)，可以共同承擔(dān)外力作用，加強(qiáng)其整體的剛度[3]。

3.3.2 原材料和配合比的選用

混凝土的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高但抗拉強(qiáng)度低，為了確保混凝土在溫度應(yīng)力和剪切力作用下能較好的抵抗疲勞，那么就應(yīng)該提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。①控制鋪裝層粗骨料粒徑。實(shí)驗(yàn)證明，隨著粗骨料粒徑的增大，混凝土抗拉強(qiáng)度隨之降低，所以鋪裝層粗骨料粒徑一般不能＞2 cm。②盡量增加粗骨料的含量。粗骨料可以有效降低混凝土收縮，防止產(chǎn)生收縮縫隙。③強(qiáng)度要高于石灰?guī)r。④添加適量的花崗巖、玄武巖或安山巖。由于骨料彈性模量高，混凝土干縮受阻，而花崗巖、玄武巖、安山巖的彈性模量、拉伸強(qiáng)度較高且斷裂延伸率較適宜，導(dǎo)致混凝土溫度脹縮量降低，所以較適合作為骨料來(lái)鋪裝混凝土。⑤由于橋面鋪裝混凝土獨(dú)特的薄層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在配合比時(shí)，不適合用較早成型和硬化速度快的水泥，也不適合添加高效的減水劑。⑥添加適當(dāng)?shù)乃嗔亢蜕奥?，可以預(yù)防混凝土拌合物滲水和干縮，使其容易攪拌。

為了確保鋼筋網(wǎng)能準(zhǔn)確定位，在公路橋面建設(shè)中，采用布置定位鋼筋的辦法。定位鋼筋是一種埋在梁板中，用來(lái)和鋼筋網(wǎng)聯(lián)結(jié)的一種鋼筋。在實(shí)際施工時(shí)，需要鋪墊板等防護(hù)措施，一方面可以防止鋼筋網(wǎng)被施工人員和設(shè)備反復(fù)踩踏，另一方面可以避免鋼筋網(wǎng)出現(xiàn)變形嚴(yán)重等問(wèn)題。

3.3.4 早期養(yǎng)護(hù)的溫度和濕度選擇

混凝土出現(xiàn)干縮裂縫現(xiàn)象一般是相關(guān)工作人員養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的，再加上混凝土受到溫度和濕度的影響，就會(huì)出現(xiàn)早期裂縫。具體影響如下：①隨著環(huán)境中相對(duì)濕度的增加，混凝土干縮會(huì)隨之減小，所以較高的濕度能預(yù)防混凝土干縮。若工作人員養(yǎng)護(hù)時(shí)相對(duì)濕度達(dá)不到要求，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)干縮的縫隙。②溫度和濕度的相互作用，溫度越低，相對(duì)濕度要求也低。

因此，在進(jìn)行初期養(yǎng)護(hù)期間，不僅要保證混凝土周圍濕度達(dá)標(biāo)，還要選擇晝夜溫差較小，同時(shí)風(fēng)力也小，氣候涼爽的時(shí)間段進(jìn)行施工，防止早期干縮和溫縮裂縫對(duì)混凝土的影響，延長(zhǎng)公路橋面的使用壽命[4]。

3.4 其他材料的摻加以改善裂縫

3.4.1 粉煤灰的添加

粉煤灰的內(nèi)表面積和燒失量影響混凝土的干縮裂縫，首先粉灰煤能將混凝土的水化熱降低；其次能將混凝土拉應(yīng)力起始溫度降低；最后能減少混凝土溫度降低到環(huán)境溫度所形成的溫差，所以能起到防溫縮裂縫的作用。此外，粉灰煤中的石灰有吸收效應(yīng)，可以降低混凝土中Ca（OH）2的量，將混凝土的耐受性提高，并且粉灰煤能將混凝土的工作性能改善。

3.4.2 膨脹劑和引氣劑的摻加

為了改善混凝土抗干縮和抗拉性能，可以摻加適量的膨脹劑和引氣劑，這些外加劑能有效減少各種裂縫的出現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了保證高速公路行車的安全性和舒適性，需要對(duì)公路橋面進(jìn)行定期維護(hù)保養(yǎng)。高速公路橋面常見的病害有混凝土破損、橋面裂縫、橋頭跳車等，所以在對(duì)高速公路進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)時(shí)就要重點(diǎn)檢查這些問(wèn)題，對(duì)公路橋面施工時(shí)需要更加注重施工的規(guī)范性，對(duì)這些病害問(wèn)題進(jìn)行分析和改進(jìn)，采取有效的措施提高橋梁承載力，降低橋梁混凝土損耗，延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命，為人們?cè)诟咚俟飞咸峁└影踩?、舒適的行駛環(huán)境。