道路与桥梁工程的常见病害及处理技术研究

王宏伟、尤秀鑫、韩岭

（1.北京路桥瑞通科技发展有限公司，北京 101300；2.北京市清河管理处，北京 100192）

0 引言

随着我国交通运输行业的飞速发展，道路与桥梁工程技术已逐渐趋于成熟，但在道路与桥梁工程施工与运营过程中，仍存在一系列的病害问题。道路与桥梁作为基础设施，与交通运输业息息相关。因此，必须牢牢掌握道路与桥梁工程的常见病害，深入分析常见病害的处理技术，从根本上保障道路与桥梁工程的质量安全，以促进我国交通运输业的稳步提升。

1 常见的道路与桥梁工程病害

1.1 地基沉降不均匀

根据实际调查结果显示，道路与桥梁的很多问题都是由地基沉降不均匀引起的。地基沉降不均匀不仅对道路与桥梁的行车舒适度产生影响，同时也危害道路与桥梁工程结构的稳定性与可靠性。以西安市的长安路立交桥为例，该桥自投入使用至今已28 年，桥面总宽度51.5m，设计为4 跨，最大跨径为13.5m。由于各种原因，该桥自建成以来出现了严重的梁柱下沉、倾斜等问题。

道路与桥梁地基沉降不均匀的原因可能有以下几点：第一，施工结构设计不合理。在正式施工前，道路与桥梁设计没有遵循标准要求进行充分准备。例如，设计方案不合理，技术审查不到位等。第二，勘察工作不彻底。在施工前，可能存在勘察不彻底的情况。如果在勘察过程中出现了数据误差，将会导致道路与桥梁的施工与实际的地形地质情况完全不相符，从而影响道路与桥梁工程的最终质量。第三，在施工过程中，道路与桥梁的路面压实度存在问题。施工单位没有严格按照原定的设计方案进行施工，或没有遵循施工技术规范。为了自身的经济利益，缩短工期，致使道路与桥梁工程的质量不达标。在道路与桥梁建设环节，每一环节都必须得到足够的重视，一点小的误差与失误都会对将来在道路与桥梁上的行驶车辆与公众的生命财产安全造成不可估量的损害。

1.2 桥面路面裂缝

在道路与桥梁路面上出现裂缝是极为常见的现象，也是道路与桥梁工程的主要病害之一。按照路面病害诱因进行分类，可将路面裂缝分为三类：横向裂缝、纵向裂缝及网状裂缝（见表1）。

表1 各类裂缝特征

总的来说，桥面路面产生裂缝的原因主要有以下几个方面：第一，环境问题。当前我国道路与桥梁所采用的结构受环境温度的影响较大，加之很多地区有些季节的昼夜温差非常大，在这种情况下，道路与桥梁半刚性结构破损，路面老化出现裂缝的概率就大大提升。第二，车辆碾压。当前我国城市化进程不断加快，道路与桥梁的承载压力也大幅度提升。另外，在车辆行驶过程中，如果遇到超载或紧急刹车的问题，会使轮胎与桥面路面之间的摩擦大大增加，从而导致对桥面路面的磨损，造成伤害，进而出现裂缝问题。第三，施工问题。施工单位在施工过程中可能存在偷工减料或者施工方法错误的问题。如果出现施工误差、物料不合格或者混凝土配比不当等问题，都会对道路与桥梁的质量安全产生影响，从而导致桥面、路面裂缝的出现。

1.3 车辙

车辙问题严重影响道路与桥梁的行车舒适度，也是道路与桥梁工程比较常见的病害之一（见图1）。车辙问题主要包含三种类型：压密性车辙、失稳性车辙、磨损性车辙。压密性车辙主要是道路与桥梁工程的结构缺陷或者压应力超过了路面的抗压强度造成的。失稳性车辙与外部环境变化有关，可能是环境变化导致沥青黏度下降，加上车辆荷载从而形成车辙。至于磨损性车辙与车辆轮胎和路面的摩擦有关，这类车辙在我国比较少见。

图1 车辙

1.4 混凝土碳化

当前道路与桥梁的主要建造材料是混凝土，化学成分主要是Ca（OH）2。混凝土长期暴露在空气中，会与空气中的二氧化碳发生反应，生成CaCO3，长此以往，就会导致混凝土质量下降，无法充分保护内部的钢筋结构，甚至对钢筋结构还会产生侵蚀。作为主要支撑结构的钢筋受到侵蚀后，对桥体造成的危害将不可估量，甚至威胁过往公众的生命安全[1]。

2 道路与桥梁工程病害处理的意义、原则与设计要求

2.1 道路与桥梁工程病害处理的意义

2.1.1 增强结构的稳定性与可靠性

在道路或桥梁上出现沉陷或裂缝，不仅对于道路与桥梁工程的外形美观度有影响，更重要的是会降低工程结构的可靠性与稳定性，对过往的车辆产生安全威胁，增加工程的不安全因素，对工程的有效运营造成影响。因此，落实预防性养护维修理念，有针对性地采取工程病害处理技术，是十分必要的。除了做好预防工作之外，对于已出现的道路与桥梁工程病害，养护施工人员也要及时地进行修复，确保道路与桥梁的结构稳定，以保障其可以有效地承受车辆荷载。

2.1.2 延长道路桥梁的使用寿命

在道路与桥梁工程的设计中，往往规定了其使用年限。施工人员必须加强工程质量监控，使每一项施工环节都达到应有的效果。如果未能按照规范标准的指导与要求，就容易导致道路与桥梁病害的发生，缩短道路与桥梁的使用寿命。在此情况下，提高设计标准，加强质量监控，对病害及时采取处理技术，能够有效地加强道路与桥梁的荷载能力，延长道路与桥梁的使用寿命。

2.1.3 满足过往车辆通行的需要

道路与桥梁工程一旦出现质量问题，轻则影响道路与桥梁的外形美观，重则会导致道路与桥梁难以承受过往车辆荷载，对车辆通行安全造成威胁，使车辆在通行过程中承受安全风险。对道路与桥梁工程结构常见病害进行定期监测，采取针对性的处理技术，能够有效地对道路与桥梁工程质量进行修复，保证其外形美观的同时，也为过往车辆的顺利通行提供保障。

2.2 道路与桥梁工程病害处理的原则

道路与桥梁工程病害处理需遵循以下原则。

2.2.1 全面勘察

在施工之前，施工单位要对道路与桥梁工程进行全面的勘察，熟悉、掌握工程的总体情况，深入了解道路与桥梁的工程结构、承载力以及其他相关性能，对道路与桥梁工程施工设计图的合理性、科学性进行确认，并且不可大面积改动。在此基础上，制定合理的施工方案，确保道路与桥梁工程的病害可以得到有效的预防与处理。

2.2.2 基础优化

在道路与桥梁工程设计过程中，设计单位要结合实际，对设计方案进行不断的改进与优化，确保道路与桥梁工程施工的合理性，采用最符合实际需求的方案与施工工艺。另外，在材料采购、配备与运输过程中，要提高质量要求标准，确保能够顺利完成施工，防止施工中出现质量问题。

2.3 道路与桥梁工程的设计要求

2.3.1 安全性要求

道路与桥梁工程属于基础设施建设，与公众的生产、生活息息相关。在道路与桥梁工程的设计过程中，首先要确保工程的安全性。安全性是道路与桥梁建设的基础，只有保证道路与桥梁工程的质量与安全，才能使其在使用过程中发挥应有的作用。

2.3.2 实用性要求

道路与桥梁工程在城市的发展建设中起着至关重要的作用。因此，道路与桥梁工程的设计要遵循实用性要求，延长使用寿命，满足经济发展与公众的出行需求。

3 道路与桥梁工程的常见病害处理技术

3.1 地基沉降不均匀处理技术

在发现地基出现沉降不均匀的问题时，必须及时采取危害处理技术。首先，在开始施工前，要做好勘察工作，选择最为合理的施工方案，避免失误。在道路与桥梁运行过程中，可以采取禁止私自开采深层承压水、控制城市荷载等手段，有效控制地面的不均匀沉降。不同地区的道路与桥梁工程要严格遵守当地的设计规程，如长安路立交桥在勘探与设计过程中，要严格执行《西安地裂缝场地勘察与工程设计规程》（DBJ 61-6—2006）的相关要求，从外部因素出发制定相应的防治措施。

对于已经出现的不均匀沉降病害，按照地基不均匀沉降的程度，采取不同的措施。如果道路与桥梁中出现小幅度的沉降，那么可以选择比较简单的填补方法，进行加固，使沉降速度放缓，减轻不均匀沉降所带来的危害。如果地面的沉降问题比较严重，则需要更为复杂的技术进行处理。一般情况下会采用置换、压实、灌注等，具体使用方法要根据沉降的实际情况而定。置换技术就是置换地基材料，使施工质量得到保障，从根本上解决地基沉降问题。压实主要是通过一些技术手段将路基压实，调整路基的密度，待路基平整后对地面进行回填，从而解决地基沉降不均匀的问题。至于灌注技术，则是用水泥砂浆，通过灌注机对沉降地基进行灌注，达到提高地基强度、加固混凝土、优化体系结构与加大工程总体截面积的目的，从而增强道路与桥梁的病害应对能力。在病害处理过程中，要以预防为主，以免后期出现地基问题无法修复的问题。

3.2 桥面路面裂缝的处理技术

为了预防桥面路面的裂缝问题，可以在施工前请评估专家对施工当地的经济发展程度、车流量、车辆流通情况等进行预估，在此基础上对道路与桥梁进行荷载力设计。同时出台一系列道路限流与监察非法超载情况的政策，减轻道路与桥梁的承载压力。还要加强对于施工人员与材料采购人员的监管，全力保证道路与桥梁工程的质量，定期对道路与桥梁工程进行养护与检测。

对于已经出现的桥面路面裂缝问题，主要采取表面修补技术、压力注浆技术、裂缝填充技术等进行处理（见图2）。如果裂缝宽度小于3mm，可以采用表面修补技术，在裂缝位置涂抹补胶，并且严格控制水分渗透，避免水分进入结构内部。这种方法成本低，可以有效提高路面的防水性能，从而延长道路与桥梁的使用寿命。如果路面裂缝宽度在3～5mm，就可以先对路面裂缝进行清理，在裂缝处注入热沥青或改良性沥青之类的材料，将裂缝填满。如果路面裂缝宽度超过了5mm，则可以采用裂缝填充技术，在裂缝处开凿深沟，然后将混凝土、沥青或树脂之类补强效果好的材料填充其中，避免道路与桥梁路面继续开裂，提高道路与桥梁结构的稳定性[2]。

图2 路面裂缝及处理

3.3 车辙与混凝土碳化的处理技术

对于车辙问题的处理可以从以下几个方面入手：首先，在施工过程中，注重桥面路面的结构设计，不能只注重平整度，对压实度也要予以足够的重视。其次，在施工过程中，施工单位可以选择改良性沥青，提升沥青的性能。最后，在道路与桥梁工程施工完成后，有关部门要加强稽查与监督，注意严查车辆超载问题。通过这些手段，在一定程度上可以避免车辙病害的发生。

为了防止混凝土碳化对道路与桥梁造成不可逆的伤害，需要及时修补路面裂缝，将混凝土层与空气有效隔离。可以采取在混凝土表面涂抹特制涂层的方法，避免混凝土与二氧化碳接触，阻止空气中的二氧化碳进入道桥结构内部，抑制混凝土中的化学成分与二氧化碳发生反应，延长使用时间。在配置混凝土时，掺入一定的缓蚀剂，可以起到相同的作用。当道路与桥梁工程出现裂缝时，要及时修复，避免空气中的二氧化碳进入，损害钢筋结构。

4 结语

随着我国经济的飞速发展与城市化建设的不断加快，交通运输行业也在不断地发展进步，并取得了辉煌的成就。但是，对于道路与桥梁工程的发展，在加快发展速度的同时，更应该注重工程质量。目前，受许多不确定因素的影响，我国的道路与桥梁工程仍存在很多的病害问题，如地基沉降不均匀、桥面路面裂缝、车辙、混凝土碳化等问题，对道路与桥梁工程带来了非常大的危害。因此，施工人员应做好预防措施，充分掌握道路与桥梁工程常见病害的处理技术，一旦发现问题，及时采取措施，以保证道路与桥梁工程的稳定可靠，为城市化发展与人民的美好生活提供保障。