道橋施工中路面病害及維護(hù)技術(shù)的有效運(yùn)用

汪建成

（北京路橋瑞通養(yǎng)護(hù)中心有限公司，北京 102200）

道橋是城市化和國(guó)家發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它直接關(guān)系到我國(guó)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著我國(guó)私人汽車數(shù)量的不斷增加，道路的使用率不斷提高，客觀上造成了路面病害的潛在危險(xiǎn)。在此條件下，對(duì)路基、路面的各種缺陷進(jìn)行及時(shí)的檢查和修補(bǔ)，尤其是一些肉眼難以察覺(jué)的隱患，對(duì)改善工程質(zhì)量起到了十分重要的作用。同時(shí)，道橋的養(yǎng)護(hù)工作，不應(yīng)在路面病害發(fā)生后，應(yīng)主動(dòng)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，對(duì)道橋進(jìn)行表面處理，強(qiáng)化道橋的施工性能，提高其使用壽命，這也是當(dāng)前道橋養(yǎng)護(hù)中的一種維修方法。對(duì)道路進(jìn)行了預(yù)先的預(yù)防，可以在一定程度上減輕修復(fù)工程所帶來(lái)的交通壓力，在道路品質(zhì)顯著降低前，對(duì)道橋進(jìn)行修復(fù)，以保證道橋的正常、平穩(wěn)運(yùn)行。

1 道橋施工中常見(jiàn)的路面病害

1.1 路基病害

1）沉降不均勻。道橋建設(shè)過(guò)程中，地基沉降較小，長(zhǎng)期使用會(huì)產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的沉降問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致橋梁的整體坍塌，如圖1所示；2）伸縮縫病害。在道橋建成后，如果承載能力達(dá)不到要求，那么在大量的車輛通過(guò)后，會(huì)造成路面上的各種裂紋，根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查，這種'梳齒縫'是一種典型的里面危害，會(huì)使道路行車具有較高的危險(xiǎn)性和顛簸感。比如，由于路肩部位的塌陷，路面的平整性會(huì)下降，在行駛的時(shí)候，地基不能保持穩(wěn)定，從而導(dǎo)致翻車；3）鋼筋的腐蝕。道橋施工中，鋼筋腐蝕問(wèn)題會(huì)使其更快地膨脹，鋼筋周邊混凝土因受壓而產(chǎn)生裂縫，而在空氣和濕度滲入時(shí)會(huì)發(fā)生鋼筋腐蝕。

圖1 瀝青路面地基沉降開(kāi)裂示意圖

1.2 道路危險(xiǎn)

第一個(gè)是車轍。隨著汽車數(shù)量的增加，道橋路面的壓力增大，路面被車輪不斷地碾壓，在道路上留下了縱橫交錯(cuò)的輪胎凹陷，長(zhǎng)期的壓力積累和惡劣的外部環(huán)境都會(huì)引起車轍。第二個(gè)是磨光。道橋施工時(shí)，路面會(huì)受到各種車輛的荷載作用，這些荷載的積累會(huì)使路面產(chǎn)生磨損，尤其是在寒冷地區(qū)，更是如此。在汽車的多次磨損中，路面會(huì)發(fā)生磨光，從而導(dǎo)致路面的抗滑性能下降，從而引發(fā)汽車的安全事故。第三個(gè)是裂痕。道橋施工路面在長(zhǎng)期受到汽車荷載的影響下，容易產(chǎn)生裂紋，尤其在低溫條件下，裂紋更為突出。汽車超載會(huì)使路面開(kāi)裂、開(kāi)裂，雨水形成后滲透到路面，再加上汽車的壓力，會(huì)造成坑洼。同時(shí)，由于受冷空氣作用而蓄積的水分在凝結(jié)后體積變大，從而導(dǎo)致路橋路面出現(xiàn)隆起、開(kāi)裂等問(wèn)題。

1.3 開(kāi)裂現(xiàn)象

目前我國(guó)在道路橋梁工程建設(shè)中，主要采用瀝青材料，但產(chǎn)生裂縫主要原因是材料的質(zhì)量和工藝問(wèn)題。在選用瀝青材料時(shí)，要嚴(yán)格地分配、混合，并對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證其各項(xiàng)性能指標(biāo)和質(zhì)量能夠最大限度地滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。但在具體的施工操作中，工地上的工人在進(jìn)行瀝青材料的調(diào)配或在具體的施工工藝中使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些操作上的偏差和錯(cuò)誤，從而對(duì)瀝青材料的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

1.4 麻面危害

道路橋梁工程中，路面會(huì)產(chǎn)生不同程度的蜂窩或麻面病害，往往是由于施工人員不能按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，有些工序和細(xì)節(jié)與設(shè)計(jì)者的計(jì)劃不符，對(duì)一些關(guān)鍵問(wèn)題也不夠重視。為了趕超施工進(jìn)度，工地上的一些施工環(huán)節(jié)被忽略，不能對(duì)道路工程進(jìn)行科學(xué)、高效的維護(hù)。在這一過(guò)程中，材料的利用一直是施工中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)已普遍采用了瀝青，但由于瀝青是由多種物料混合而成，極易受各種因素的影響，導(dǎo)致其狀況不正常。因此，在具體的設(shè)計(jì)中，有關(guān)部門要科學(xué)地設(shè)定其配比，并切實(shí)實(shí)施科學(xué)、高效的檢驗(yàn)與測(cè)試，以保證調(diào)配的合理。

2 道橋施工中導(dǎo)致路面病害的常見(jiàn)因素

2.1 自然因素

從根本上來(lái)說(shuō)，基建施工和建筑施工都是按照人類的需求，對(duì)自然進(jìn)行改造，因此，各種自然災(zāi)害造成的損失也是無(wú)法避免的。在道路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)等工程中，各類突發(fā)的自然災(zāi)害和次生災(zāi)害也與建筑區(qū)域的海拔、地形、氣候、地質(zhì)成分密切相關(guān)。以東北高緯度的寒區(qū)為例，地貌以平原丘陵為主，其中以不永久凍土和季節(jié)性沼澤為主。該地區(qū)在冬季嚴(yán)寒期會(huì)出現(xiàn)凍土膨脹、凍土融化、土壤疏松、降雨多、易于形成沼澤的特征。東北街道路面病害主要是由凍土或部分深水融化引起的，長(zhǎng)時(shí)間的浸漬和腐蝕，使路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，造成路面積聚、破損、坍塌。中國(guó)西北地區(qū)多山，干旱的天氣。有些區(qū)域是大陸板塊的外圍。由此，在地震、滑坡等災(zāi)害中，往往會(huì)出現(xiàn)由這些地質(zhì)特點(diǎn)造成的路面病害。在5級(jí)以上大風(fēng)的長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕作用下，風(fēng)口的一些部位會(huì)引起地面的快速風(fēng)化。

2.2 施工材料不過(guò)關(guān)

道橋施工中，影響道路使用效果的因素很多，在施工中，施工材料比例未得到嚴(yán)格的控制，物料調(diào)配中的水分未滿足要求，物料不易固化，經(jīng)常發(fā)生開(kāi)裂等問(wèn)題。有些廠家為了增加瀝青的指標(biāo)值，會(huì)在瀝青中加入一些添加劑，從而導(dǎo)致瀝青的性能下降，而在施工中，會(huì)縮短橋梁的使用壽命，造成路面破損的主要原因是砂石的質(zhì)量。在選材方面，由于粒度較大、含泥量較大、骨料中含有超粒度的顆粒等不滿足規(guī)范要求，會(huì)對(duì)橋梁質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。由于沒(méi)有根據(jù)工地和物料的特性，選用合適的物料攪拌器，則會(huì)造成攪拌時(shí)不穩(wěn)定，造成物料不均勻離析，從而影響物料的使用。

2.3 工程質(zhì)量缺陷

因施工質(zhì)量問(wèn)題和養(yǎng)護(hù)不善而導(dǎo)致的路面病害現(xiàn)象，實(shí)屬'人禍'。雖然最終反映在工程質(zhì)量中的問(wèn)題多為路面病害，但造成工程質(zhì)量問(wèn)題的原因卻多種多樣，在項(xiàng)目初期的勘察、可行性論證、前期的實(shí)地勘察、采集資料不細(xì)致、不全面、對(duì)施工區(qū)域的氣候狀況考慮不夠。比如，東北部的一些區(qū)域是永久凍土，但由于地球溫室作用的不斷增加，導(dǎo)致一些永久凍土融化，而設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮到永久凍土的溶解量，導(dǎo)致了路面的嚴(yán)重下陷。另外，彎沉值控制是目前瀝青路面設(shè)計(jì)中的主流設(shè)計(jì)手段，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之前，應(yīng)先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的車輛數(shù)量、荷載進(jìn)行調(diào)研，并根據(jù)實(shí)測(cè)資料編制預(yù)算，在道橋設(shè)計(jì)圖紙中清楚地標(biāo)明，以標(biāo)準(zhǔn)載荷次數(shù)為控制指標(biāo)。隨著時(shí)間的推移，汽車的數(shù)量和載重能力都超過(guò)了預(yù)算，也許是因?yàn)闆](méi)有對(duì)重卡和超重車輛進(jìn)行精確的計(jì)算，所以最終的承載力超過(guò)了原來(lái)的設(shè)計(jì)極限，造成了內(nèi)部的損傷。

3 道橋施工中常見(jiàn)路面危害的維護(hù)技術(shù)

3.1 路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)化

在道路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施維修中，地基加固是解決各類路面病害的關(guān)鍵技術(shù)。首先，按照工程設(shè)計(jì)圖紙所標(biāo)明的結(jié)構(gòu)特征，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是必要的。加固材料必須經(jīng)過(guò)對(duì)整個(gè)路面的受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定與原來(lái)的路面材料相符，才能進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，切勿盲目施工。在進(jìn)行地基加固時(shí)，應(yīng)事先留意地基的結(jié)構(gòu)物清除，并保證在回填期內(nèi)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)承載力。而且，在工程完工后，還可以用回音器檢查回填結(jié)構(gòu)是否有潛在的危險(xiǎn)。

3.2 路面防腐蝕處理

在道路養(yǎng)護(hù)工程中，除對(duì)路基進(jìn)行加固外，還應(yīng)加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的防腐處理。由于路面是與其所載車輛直接接觸的部位，因此除個(gè)別原因外，路面的磨損是構(gòu)成結(jié)構(gòu)中最為嚴(yán)重的一部分。一般而言，道路建設(shè)中采用瀝青澆注技術(shù)可以有效地解決道路的腐蝕、耐蝕問(wèn)題，所以，瀝青混凝土的厚度、質(zhì)量對(duì)路面的維護(hù)有很大的影響。不同級(jí)別的養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目，其瀝青層的厚度指標(biāo)也不盡相同。 《道路瀝青攤鋪機(jī)維修設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，一級(jí)道路路面的瀝青層厚度應(yīng)為120～180mm，二級(jí)60～120mm，三級(jí)30～50mm。

3.3 就地?zé)嵩偕夹g(shù)

采用了路面加熱裝置，對(duì)瀝青砼路面進(jìn)行了治理。通過(guò)加入再生劑、熱瀝青及少量新瀝青混合料，以及對(duì)老瀝青路面的面層進(jìn)行加熱，使瀝青路面完全攤鋪、碾壓成型，從而達(dá)到老路再生的目的。采用多臺(tái)機(jī)器在一條道路上連接，由前面的機(jī)器將瀝青加熱、熔化，然后由中間和后面的機(jī)器對(duì)新老材料進(jìn)行加工、攤鋪操作。通過(guò)對(duì)比分析，采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)，可以縮短建設(shè)周期，使生產(chǎn)效率提高兩倍。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瀝青再生，石材再生，100%就地原料再生。就地?zé)嵩偕夹g(shù)具有快速的建設(shè)、低交通損失等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)資料表明，采用地?zé)嵩偕夹g(shù)可以降低17952t的廢棄瀝青混合料，節(jié)省11220t新的瀝青混合料，降低環(huán)境污染。

3.4 超薄磨耗層技術(shù)

超薄耐磨層技術(shù)可同時(shí)進(jìn)行噴灑、攤鋪，達(dá)到一次成形，可有效地解決道路瀝青粘結(jié)問(wèn)題。采用間斷級(jí)配，將熱拌瀝青和乳化瀝青混合料結(jié)合起來(lái)，有效地解決了路面開(kāi)裂和松散現(xiàn)象。在鋪裝前，必須對(duì)路面進(jìn)行綜合處理，保證路面的干凈、不留有雜物、不留水，并按氣候情況進(jìn)行施工。按規(guī)定的比例、時(shí)間拌和，噴上改性乳化瀝青后，再進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)，保證新老路的銜接。超薄耐磨層技術(shù)可以解決施工期間長(zhǎng)時(shí)間封閉道路交通干擾大的問(wèn)題，從而有效地減少了維護(hù)費(fèi)用，提高了路面的使用性能和使用壽命。

3.5 精細(xì)抗滑保護(hù)層技術(shù)

精細(xì)抗滑護(hù)層技術(shù)是通過(guò)在砂礫覆蓋度高的砂巖上鋪放穩(wěn)固材料，使砂礫的超薄磨損層得到穩(wěn)定，起到防水、抗裂、改善路面抗滑等效果。對(duì)道路橋梁施工中的路面病害進(jìn)行抑制和延遲，其施工速度快，造價(jià)低，能有效防止碎石過(guò)早脫落，節(jié)省維修經(jīng)費(fèi)。在道路養(yǎng)護(hù)初期，必須對(duì)路面進(jìn)行全面的路況檢測(cè)，并及時(shí)解決問(wèn)題；施工期間，必須采用同步封層碎石車進(jìn)行封閉清掃，再進(jìn)行碾壓、回收多余材料、分散穩(wěn)定劑、維護(hù)管理、放交通等。施工后路面如圖2所示。

圖2 精細(xì)抗滑保護(hù)層技術(shù)施工路面

3.6 稀漿密封工藝

采用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，將瀝青乳化后與其他礦物混合，然后進(jìn)行鋪裝，從而形成路面保護(hù)層。該技術(shù)適合于長(zhǎng)期修建的道橋路面養(yǎng)護(hù)，對(duì)于路面坑槽、裂縫等問(wèn)題具有良好的防治效果，而且使用費(fèi)用低廉，可以提高其使用性能。同時(shí)，對(duì)于道橋路面開(kāi)裂等問(wèn)題，還可以采取灌漿固膠、接縫等方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并結(jié)合路面實(shí)際狀況選用相應(yīng)的材料進(jìn)行修補(bǔ)，以進(jìn)一步保證道路的正常使用和交通安全。

4 道橋施工中路面維護(hù)技術(shù)的有效運(yùn)用

4.1 強(qiáng)化防治沉降病害

1）是對(duì)瀝青混合料的合理調(diào)配。在進(jìn)行瀝青混合土的配比中，油石的含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)大量的油污，導(dǎo)致路面變得非常光滑。在這種情況下，如果有載重的汽車通過(guò)，就會(huì)產(chǎn)生車轍，那么整個(gè)工程的壓實(shí)性就很難保證，導(dǎo)致路面的整體結(jié)構(gòu)松軟，從而引起坑洞。所以，在工程施工中，有關(guān)部門應(yīng)對(duì)瀝青拌和料的配比進(jìn)行合理分配；2）要對(duì)攪拌溫度進(jìn)行適當(dāng)控制。瀝青作為鋪面的一種鋪裝材料，其主要功能是防止路面開(kāi)裂，提高道路密度，降低水下滲透問(wèn)題。在施工過(guò)程中，瀝青混合料的摻和溫度對(duì)瀝青性能的發(fā)揮有很大的影響，溫度越高，瀝青混合料的老化速度越快，瀝青混合料的粘度越低，瀝青混合料的攪拌越不均勻，最后導(dǎo)致路面的受力不均，在強(qiáng)烈的壓力下產(chǎn)生凹槽和變形。因此，為了確保道橋的正常運(yùn)行，應(yīng)注重對(duì)路面材料的選擇，選用耐低溫、高溫、延度較大的瀝青，并嚴(yán)格按規(guī)定選用特定比例的混合料，配合施工規(guī)范進(jìn)行材料拌和，要根據(jù)外部環(huán)境的不同而采取相應(yīng)的防護(hù)措施，在材料調(diào)配的時(shí)候要特別注意在溫度較高的時(shí)候，要注意水分的蒸發(fā)，要保證合適的含水量，以免造成混凝土材料的開(kāi)裂，從而影響工程的質(zhì)量。此外，在物料混合時(shí)，要選擇合適的攪拌機(jī)，將物料的配料混合均勻。

4.2 路面病害的防治

1）要做好路面銑削，保持地基的穩(wěn)定。銑刨是防止和維護(hù)路面病害的關(guān)鍵。因此，在銑刨作業(yè)中，有關(guān)人員應(yīng)科學(xué)地決定銑削深度、尺寸，并進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量與計(jì)算。此外，由于銑削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多雜物，所以在進(jìn)行操作時(shí)要進(jìn)行清潔；2）做好道路塌方的治理。裂縫是引起路面塌陷的一個(gè)重要因素，所以對(duì)路面塌陷的治理應(yīng)加強(qiáng)對(duì)裂縫的注意，對(duì)路面開(kāi)裂應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施，雨天應(yīng)注意防止路面開(kāi)裂；3）要做好坑道的修補(bǔ)。對(duì)損壞較大的基坑，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行坑槽修補(bǔ)。比如在寒冷的季節(jié)，就不能單純的用普通的修坑技術(shù)來(lái)進(jìn)行了，而是要通過(guò)一些臨時(shí)的手段來(lái)控制坑道的發(fā)展。在氣候變好的情況下，根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范，對(duì)坑道進(jìn)行全面的修復(fù)；4）對(duì)道路橋梁上的交通工具進(jìn)行了限制。通過(guò)對(duì)道路橋梁的載重進(jìn)行控制，可以最大程度地降低道路交通對(duì)道路的沖擊，提高道路的使用壽命；5）加強(qiáng)道路橋梁的日常巡查工作。在道路、橋梁工程施工中，建筑單位要按國(guó)家有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，在荷載的計(jì)算上，必須嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；6）做好道路橋梁的后期預(yù)防與養(yǎng)護(hù)工作。道路橋面工程完成后，要進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)、保養(yǎng)，包括對(duì)路面損壞的定期檢查、維護(hù)、定期保養(yǎng)等。

4.3 路基混凝土碳化防治

由于混凝土在初期迅速脫水、干燥、炭化等原因，造成了路基混凝土的碳化，而其過(guò)度碳化，就會(huì)導(dǎo)致混凝土面板的表面開(kāi)裂。這些裂紋嚴(yán)重影響了混凝土路面的耐磨性能，嚴(yán)重的地面開(kāi)裂會(huì)導(dǎo)致水泥砼路面過(guò)早暴露，如果不進(jìn)行及時(shí)的治理，會(huì)影響其外觀和舒適度。因此在施工過(guò)程中要注意防止水泥碳化，將水泥與空氣隔絕，一種是在水泥的表面上涂上一層油漆。另一種方法是在水泥中加入緩沖液。第一種方法很難控制，現(xiàn)在多采用通過(guò)添加緩沖液來(lái)防止混凝土的碳化。對(duì)較大的表面裂縫，可以通過(guò)薄膜修補(bǔ)方法進(jìn)行修補(bǔ)。也就是說(shuō)，在混凝土強(qiáng)度超過(guò)40%的情況下，或者在混凝土鋪設(shè)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，鉆孔8～10cm的混凝土，并采取與超薄混凝土相似的施工工藝。

5 結(jié)語(yǔ)

文章著重介紹了道橋施工中幾種常見(jiàn)的路面病害，并在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同類型的路面病害，提出了相應(yīng)的技術(shù)措施，以期對(duì)今后提升道路橋梁的使用壽命有一定的幫助。