公路桥梁养护与维修加固施工关键技术研究

文/龙波、彭侃侃

1 前言

公路桥梁是我国交通系统基础设施的主要组成部分，与社会经济的发展、城市的发展以及人们的生产生活关系密切，因此需要保证公路桥梁的质量与安全。但是对公路桥梁的质量与安全来说，仅从施工以及建设的层面进行加强远远不够，还需要在工程投入使用后加强对公路桥梁工程的维修加固、养护等工作的重视程度，进而保证公路桥梁的稳定性与安全性，确保交通运输的安全与效率。但与此同时，受到暴雨、降雪、酷热天气等季节性因素的影响，加上自然灾害和人类活动导致公路恶化，造成公路开裂、变形、沉降或坑洼等严重病害，影响公路运输系统的正常运行，增加了事故发生的概率。城市公路养护管理主要针对这些问题，建立一个完善的养护管理体系，在规定时间内提出解决这些问题的最佳方案，在检查出损坏的正确原因后可以应用不同的修复技术。另外，诸多建设单位、管理部门均将工作的重点放置在新建工程的施工阶段阶段，缺乏对工程管理工作的重视。针对上述问题，需要建立完善的公路桥梁养护管理体系，在相应的时间内制定科学合理的解决措施，明确公路桥梁存在的相关问题，采取有效的维护加固与养护措施。

2 公路桥梁养护与维修加固的重要性及现状分析

公路桥梁投入应用后，易受到诸多因素的影响而引发相关问题，如荷载、人为、环境及使用年限等，如果这些问题未得到有效重视和处理，就会对公路桥梁的质量与安全造成严重影响，进而导致安全事故风险增加。因此，施工单位需要提高对公路桥梁的管理水平，其中养护与维修加固便是公路桥梁管理工作的重要组成部分[1]。公路桥梁的养护主要指对公路桥梁路面、设施等进行保养与维护，其目的在于及时发现公路桥梁存在的问题，采取有效的处理措施，保证其整体质量。公路桥梁的维修加固主要指对公路桥梁施工建设阶段存在的不足进行维修与加固处理，进而保证其整体稳定性与安全性。同时，采取科学合理的养护与维修加固工作能够有效减少质量、安全问题，保证交通运输的安全性，延长工程使用寿命。

然而，结合现状分析，目前公路桥梁在养护与维修加固工作方面存在一定的不足，主要体现在公路桥梁衔接的紧密性不足、破损未及时修复、桥梁孔洞通水不流畅等，其均为常见的问题。对这类问题来说，如果未进行及时有效的处理，就有可能导致公路桥梁出现程度不一的质量问题，引发风险隐患。上述质量问题发生的主要原因在于长期以来公路桥梁过于重视建设，缺乏对养护的重视；除此之外，部分部门在开展养护与维修加固工作的过程中技术应用水平低下，无法保证相关工作的有效性[1]。

3 公路养护维修与桥梁加固技术分析

3.1 冬季公路维护管理

冬季天气对公路安全有重大影响，摩擦系数降低、路面结冰以及吹雪造成的能见度低都会增加安全风险。严冬期间的公路安全可以通过专门和高效的冬季公路维护来改善。冬季公路养护是指为将路面状况恢复到规定的服务水平而实施的程序，常用的方法有盐渍、砂磨、直接施液和翻耕。聚合物涂层有可能减少路面的湿滑状况，这为所有新建或在建公路带来了福音。覆盖表面是安全车道的一种解决方案，其中将环氧树脂应用到人行道表面为路面提供了巨大的强度[2]。后者就像一块坚固而坚硬的海绵，会减慢行驶车辆所施加力的释放性能。两种类型的防冰添加剂是氯化钙和氯化钠替代品，使用前需要认真统计路段通行车辆，将其合理应用于路面，提升冬季道路维护管理水平。此外，大雨会导致积水、损坏公路，可以通过在道路下方铺设管道，使管道在道路下方提供排水设施。除此之外，地下设施的铺设还提供了一个良好的框架，可以抵抗来自路基的负载并将其分配到地下土壤中。一些主要的排水沟沿着公路延伸，从而可以适当排水。另外，维护不善的排水沟可能会导致路面损坏，因此提供底层排水和管道系统是防止许多未来问题的更好选择。

3.2 公路维修技术

公路养护工作会涉及一些随着时间的推移而在路面上出现的缺陷，如坑洼、裂缝、扭曲、渗水等缺陷的补救措施。因此，工作人员需采用不同材料叠加、封缝、修补、管道等修复处理方法来修复公路，保持公路的健康。如果有必要，还可以考虑一些预防性维护措施。

混凝土板和混凝土覆盖层。超高性能纤维增强混凝土由于其高密度的微观结构和延展性而增加了混凝土的强度，有效延长路面维修、修复和维护的时间。路面修复使用的三类方法是常规混凝土、速凝混凝土和预制板。使用传统混凝土进行路面修复，常规混凝土具有更好的和易性且易于获得，与其他混凝土相比，它具有成本效益和更长的使用寿命。使用快速凝固混凝土这一方法对路面进行修复，不仅是因为这种混合物的可靠性，还因为它可以在早期阶段获得所需的强度[3]。但这种混凝土有一个缺点是它在最后阶段的强度较低，会产生诸如空隙、混合物不一致、碱性二氧化硅反应和微裂纹增加等问题。这些问题导致与普通混凝土相比，快速凝固混凝土的使用寿命更短[4]。如果未正确满足规格，将无法达到预期效果。使用预制板能够快速修复路面，预制板是在受控环境下的工业设置中制造的，质量良好。超高性能纤维增强混凝土（UHP-FRC）有助于延缓因交通和环境条件而导致的路面情况恶化。超高性能纤维增强混凝土是一种纤维增强混凝土，具有较高的早期抗压强度和一定的延展性。另外，只有高抗压混凝土不适合结构实施，即使我们用低碳钢加固它，它仍然很脆。另外，由于应力重新分配的能力较小，可能会产生不可预测的故障。因此，我们可以改变传统混凝土混合物的多孔性质，并通过最小化微裂纹的大小，低水水泥比和颗粒的密集堆积不会产生收缩或蠕变，从而允许长期加载，最终实现高压缩和液体接触延迟。额外的钢和合成纤维降低了混凝土的脆性，同时增加了对拉伸裂纹的抵抗力、延展性和能量吸收能力。此外，由于致密的微观结构，超高性能纤维增强混凝土与传统混凝土相比具有更高的耐久性。

沥青覆盖层。沥青颗粒具有高能效，可以修补坑洼。该技术能够确保更低的功耗，因为它在填充孔之前只加热一次。修复和损坏的沥青和混凝土路面是用沥青混凝土覆盖层完成的。沥青覆盖层的性能差异很大，因此我们有必要制定一个标准来选择最有效的预覆盖修复方法。目前可供选择的覆盖修复方法较多，主要包括铣削、中继、就地冷回收及表面修补等。重复载荷会导致累积疲劳损坏，在维修后形成沥青路面坑洼，反复出现的坑洼通常源于修补材料和先前铺设的沥青路面之间的粘合表面。

3.3 桥梁加固技术

随着科学技术的飞速发展，桥梁设计的水平显著提升，其具有标准化、统一化的特点，同时通过经验的不断积累以及相关技术的不断改进，也为桥梁加固作业的顺利进行提供了技术保障。在桥梁工程中，槽形梁是预制构件，由两块三到四英尺宽的板组成腿；通道截面类似于T 型梁桥，相邻通道的腿梁被连接并显示为单个茎；初级钢筋位于槽腿底部纵向放置，腿两侧有箍筋。路缘石被浇筑于外部单元中，任何额外的栏杆都附在它们上面。同普通混凝土相比，预应力混凝土具有较强的承载能力，可以有效克服拉力的钢筋混凝土由载荷引起的弯曲应力。两种方法用于生产预应力混凝土：预张紧和后张紧钢绞线。预张紧是受控地应用于混凝土凝固之前，通过其钢筋对混凝土构件施加力，使混凝土保持张拉；后张拉是指通过拉伸施加载荷（完成通过顶起）加固后的钢筋。后张法用于加固高强度钢丝，即预应力混凝土。预应力的优点是它解决了固有的混凝土抗拉能力很差的缺点，进而使混凝土的强度大幅增加。混凝土构件的强度与类似的非预应力构件的强度相比，组件变小。通过将混凝土的预压与预拉伸和预挠曲，有时可以减少钢的重量达到其标准增强等效物的一半多一点。此外，钢的预紧意味着它不能在正常载荷下伸长，因此混凝土不受开裂和二次应力的影响。预应力混凝土技术的应用解决了一些技术问题，主要是高强度、低坍落度混凝土的生产和混凝土的固结和养护方法，以达到所需的预紧的传递强度。

4 结语

本文对不同类型的公路养护管理系统和维修技术进行了比较和研究发现，维护管理系统是基于大量案例研究开发的，但也可以在类似类型的环境中实施。不同的可用修复技术，如覆盖、修补、桥接、分级、管道等也涵盖了一定问题，本研究得出以下观察结果：基于地理信息系统（GIS）的软件的公路维护管理工具可以帮助人们做出有关城市公路维护优先级的决策；超高性能纤维增强混凝土（UHP-FRC）可以赋予路面高强度和更长的使用寿命，可用于即时公路维护；聚合物涂层和安全车道是应对寒冷地区城市公路问题的最佳方法之一；灌浆可以被认为是修复小裂缝最合适的选择；在大多数情况下，沥青覆盖层和修补是修补坑洼和其他轻微公路损坏的不错选择。