关于路桥设计的隐患及解决策略分析

2015-04-10唐兵建

四川水泥 2015年8期

关键词：行道树碳化路桥

唐兵建

(河源市鸿图公路勘察设计有限公司，517000)

关于路桥设计的隐患及解决策略分析

唐兵建

(河源市鸿图公路勘察设计有限公司，517000)

随着我国公路桥梁的快速发展，路桥作为现代交通运输的枢纽工程，它在交通工程中占据着非常重要的作用。路桥设计对工程施工质量占据关键性的作用，由于路桥工程涉及较多的因素，在路桥设计中逐渐表现出一些隐患问题，影响路桥工程的施工质量。本文主要针对路桥设计的隐患及解决策略做简要的阐述。

路桥工程；设计；隐患；解决策略

0 引言

我国公路桥梁建设开始于上世纪中期，经过半个多世纪路桥设计建设的经验可知，其受施工因素、环境因素、运营状况等影响，导致路桥工程承载能力逐渐降低。研究发现，在路桥工程设计过程中，由于路桥结构受力体系复杂，致使其设计中逐渐表现出安全性低、耐久性差、环保差等隐患，因此需要加强对路桥设计的重视，提高路桥设计方案质量。

1 现代路桥工程的现状

1.1 路桥安全程度低

在上世纪80年代交通工程安全调查中，危桥数量约占全国桥梁数量的3.45%。在我国的公路桥梁运营中，公路桥梁的设计荷载等级低于公路-10级的数量约占5.4%。尽管最近几年，国家开始注重对钢筋混凝土桥梁的检测维修加固工作，并投入大量的人力、物力、财力，但是桥梁老化的数量随时间的推移逐渐的增多，钢筋混凝土桥梁新生病害的速度仍远超维修加固的速度，且一些桥梁因承载力不足已不可正常运营，不得采取有效地限速限载运行，并对病害较严重的桥梁采取维修加固措施，提高其承载能力。

1.2 环境保护措施不到位

当今世代，环境保护已成为国家可持续发展的因素之一，而在现代公路桥梁设计中，也需要重视环境保护。由于道路逐渐加宽，对有限地土地面积利用越来越高，道路尘土污染、垃圾等越来越多，对周边环境的影响越来越严重，因此需要加强对公路桥梁设计中的环境保护。

1.3 耐久性能不足

冻融循环破坏。主要是渗入到混凝土结构内部的水分在冬季外界温度较低的环境下结冰冻胀，造成混凝土内部微观结构的破坏，经过长时间多次循环冻胀后，损伤积累造成结构表面层的剥落，混凝土结构的相对弹性模量降低。研究发现，混凝土强度越高，其脆性越高，对应力也越敏感，在荷载重复作用下会产生更多的微裂缝，而这些微裂缝又成为外界腐蚀介质进入混凝土结构内部的通道，从而加快混凝土结构破坏。

混凝土碳化。混凝土中的Ca(OH)2和环境中渗透进混凝土中CO2发生化学反应，使混凝土结构内部环境的碱度逐渐降低，破坏了钢筋表面的钝化保护膜，致使钢筋处于易氧化的状态，从而导致钢筋发生锈蚀反应。

氯离子侵蚀。桥梁结构受冬季除冰盐与海洋环境中氯离子的影响，氯离子透过混凝土构件表面的缝隙侵蚀到钢筋表面与钢筋发生电化学反应，使钢筋过早的锈蚀。此外，研究还发现，在混凝土的配合比设计中水灰比设计不合理，或是在混凝土浇筑施工中振捣不密实，这些因素均可导致混凝土结构内部的钢筋出现过早的锈蚀。

钢筋锈蚀。混凝土构件中钢筋钝化保护膜破坏后，钢筋在水分和氧气的作用下发生锈蚀反应，造成钢筋体积膨胀，迫使混凝土结构出现沿钢筋走向的裂缝，且使得混凝土与钢筋的粘结力降低。同时，钢筋表面积的减少，使钢筋混凝土构件的承载能力减弱，并随着时间推移，构件裂缝、变形逐渐增大，最终导致结构破坏。

2 现代路桥设计隐患的解决措施

2.1 路桥设计安全稳定性方面

（1）提高路桥设计水平

为了改善路桥设计规范中存在的不足之处，组织设计专家、施工经验丰富的人员、监理工程师进行公路桥梁规范的修订，完善设计规范，提高公路桥梁设计标准，为公路桥梁的设计、施工、运营做基本依据。

路桥设计单位需要定期对参与、从事公路桥梁设计的人员进行教育培训，以提高设计人员的设计知识。在对设计人员进行培训时，需要设计人员进行考察施工现场，使之对桥梁施工过程中的材料、施工机械有一个全新的理解和全方位的感受，为他们以后的设计工作注入新的设计理念。改善设计思路：提高设计人员对于城市路桥所处环境的动态变化设计水平。现今，城市路桥的动态变化繁多而且情况复杂，改善以往的静态设计思路转向动态设计思路就显得必要而且紧迫。

（2）重视路桥设计的疲劳损伤

在路桥设计中重视疲劳损伤：在设计路桥设计时注意加入疲劳损伤因素，充分考虑疲劳损伤的形成原因，结合具体影响因素制定科学、合理的涉及对策解决损伤问题。

适应现代发展需要，提高理论和实践中的创新水平：现在路桥建设中大跨径、结构形式复杂越来越多。为了适应时代发展需求必须提高路桥设计中的理论和实践创新，研究其内在机理，分析其具体影响因子，给出科学合理的解决方案。

2.2 路桥设计环境保护方面

（1）行车道绿化设计

在道路中种植在人行道与车行道之间的绿化带称之为行道树绿带，它主要以种植行道树为主。它不仅可以为行人提供阴凉，也可以吸收道路灰尘，降低车辆通行噪音，并可以美化道路的景色。

研究发现，行道树绿带应以行道树为主，并以乔木、灌木、地被植物相结合，从而形成连续的绿化带，行道树定植株距，应以其树种壮年期冠幅为准，最小种植株距应以4m,行道树树干中心至路缘石外侧最小距离宜为0.75m。此外，在行人较多的路段，行道树绿带不能连续种植时，行道树之间宜采用透气性路面铺装。

（2）分车带绿化设计

在道路中，位于分车带上的植物被称为分车带绿化带。而位于上下行车道之间的绿化带被称之为中央绿化带。绿带的宽度可以根据行车道的性质与周围街道的宽度决定。分车带较窄的为1m，而宽的可达到10m左右。而分车带上种植的植物不仅需要满足道路交通的需要（不可遮挡司机与行人的安全视线），同时还要为道路增添绿色景观。

在分车带的植物种类选取时，较窄的分车带可以种植草本和灌木，其可以有效地挡住对向而来的车辆灯光，避免车辆夜间行驶出现闪眼现象。若分车带较宽，分车带种植的类型较多，例如乔木、灌木、草本等。

2.3 路桥设计耐久性方面

（1）控制水灰比与提高混凝土强度

混凝土拌合物的水灰比与混凝土强度是两个相互关联的因素。若混凝土拌合物的水灰比越小，则混凝土强度会越大，同时混凝土结构的密实度也会越高；相反，若混凝土拌合物的水灰比越大，则混凝土强度会越小，同时混凝土结构的密实度也会越低。而混凝土碳化主要外界环境中的二氧化碳、二氧化硫等腐蚀性气体通过混凝土结构孔隙向内部扩散以及发生化学反应的过程，若混凝土内部结构密实程度越高，则腐蚀性气体向内部扩散的阻力会越大。因此，混凝土碳化速度与混凝土拌合物的水灰比成反比，且它是影响混凝土碳化速度的主要因素之一。

（2）选取合适的水泥品种

由于水泥的品种较多，不同品种的水泥（硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等）其化学组成有较大的不同，并对混凝土的碳化速度有不同程度的影响。研究表明，若混凝土拌合物的配合比相同，采用矿渣水泥的混凝土结构碳化速度比采用其它品种水泥混凝土结构碳化速度较快。此外，由于混凝土结构内部碱性物质含量受多方面因素的影响，即使采用同一类型水泥的混凝土结构，其碳化速度也不相同。