试论高速公路桥面维护施工工艺

宋 钢，宋 军

（1：新疆交通投资（集团）有限责任公司哈密分公司，新疆 哈密 839000；2：新疆交投吐哈高速公路有限责任公司，新疆 哈密 839000）

1 高速公路桥面常见病害问题

高速公路桥面常见的病害问题之一是公路桥面的混凝土破损。混凝土破损主要体现在混凝土出现孔洞凹陷、铺装层裂开、桥头跳车和伸缩型钢断裂变形等情况，出现这种情况的原因是混凝土的强度较差，混凝土浇筑后出现了早期裂缝，受到干缩和温缩等因素而裂开。

1）橡胶条破损或老化

由于高速道路周围环境恶劣，长期遭受各种车辆的碾压，例如大型货车、重型车辆等，所以高速公路的橡胶条就会破损甚至老化，出现裂缝。当遇到雨天时，雨水渗入到桥梁结构内，腐蚀了桥面铺置的钢筋和梁端墩台，损坏公路桥面的耐用性，降低了其使用寿命。

2）伸缩缝型钢断裂变形

一方面对钢筋计算跨径较大，钢材料不符合相关强度变化和变形的规定，另一方面施工人员焊接工作不严谨，公路混凝土伸缩缝伸缩时受到来往的车辆挤压，这些情况都会导致伸缩缝出现断裂或变形等严重问题。

3）桥头跳车

由于软土地基沉降、填料时不充分造成塔板悬空，公路桥面受到重型车辆荷载的作用，渐渐地塔板就会出现严重的断裂。

以上列举的病害问题都直接影响着高速公路桥面，不但影响公路桥面的整洁美观，并且产生的孔洞凹陷和裂缝逐渐扩大，限制公路桥面的承载能力。当车辆行驶在有这些病害的路面上时，公路桥面会受到剧烈的震动和车辆跳车，易发生交通事故。

2 公路桥面维护施工工艺

2.1 维护工作准备

在进行高速公路桥面维护工作前，需要进行以下工作准备。

1）清理原桥面剖层

可以借助一些小型的设备进行桥面清理工作，选择合适的施工单位进行施工作业，严禁使用不符合规定的大型设备清理而损坏公路桥面。清理结束后用运输车将废物残渣及时运送到废料场。

2）高程的控制工作

将破损的桥面清理完后，按照相关规定要求测量公路桥面的高程，桥面沥青混凝土铺装控制在4 cm～5 cm，钢筋混凝土铺装控制在7 cm～8 cm。若无法满足以上要求，施工人员要及时对坡度进行调整，保证铺装层厚度达到标准。

3）检查破损缝隙及企口缝

完成破除工作后，施工人员对原来的裂缝及企口缝进行认真检查，若发现有混凝土松散，填充不实的现象，需要将其全部清理去除，再进行浇筑工作，注意不要损坏企口缝。

2.2 混凝土浇筑工艺

首先将混凝土搅拌均匀后用专用车辆运送，然后进行浇筑施工作业。在浇筑施工时，严格控制混凝土铺装层的标高和厚度，利用振捣棒将企口缝和伸缩缝振捣严实，不能有空隙，并且混凝土表面要整洁干净，不能有浮着的混凝土浆，所以施工人员要认真做好振捣的工作。

在浇筑企口缝时，要做好这2 方面的工作：①塔板间隙浇筑时，板间隙宽度需要控制在1 cm～2 cm，再浇筑40 号环氧树脂砂浆，若板间隙宽度＞2 cm，可以借助40 号细石混凝土浇筑工作。浇筑完成后，用振捣棒完成振捣作业，加强企口缝的紧实性。②日常的养护工作时，可以采取洒水覆盖和覆盖草袋膜等方式进行养护工作，确保混凝土的湿润度，待其凝固后强度性高，耐用性久。

2.3 公路桥面铺设钢筋网片

在高速公路桥面铺设钢筋网片时，一般采用搭接的形式来焊接钢筋，施工人员按照相关技术规范要求严格施工作业。首先合理铺设短钢筋，在钢筋网上垂直方向焊接，接着再铺混凝土铺装层的中间，注意避免施工时钢筋网出现下垂问题。其次，铺设钢筋网片，注意施工时钢筋网片不能出现弯折的情况。

2.4 公路桥面伸缩缝维护工作

目前，由于私家车辆的增加，高速公路桥面使用频率增加，每条高速公路都承担着过大的交通流量，这就导致公路桥面伸缩缝损坏严重。所以需要相关工作人员及时做好道路维修工作，而将交通封闭后进行混凝土修复，这种方法难度太大，不能确保道路修复的质量，而且也不易执行。

对于这种状况，可以把碎石掺加到BJ-200 高分子聚合接缝材料（产自英国），之后缩成无缝伸缩。这一方法需要进行如下操作：①将原有的钢筋混凝土进行凿除清理后，在其底部位置铺设厚度为1 cm 左右的钢板，加热粒径为6 cm～20 cm 的碎石，之后进行摊铺工作，注意摊铺的厚度控制在3 cm～5 cm。②将加热后的BJ-200 高分子聚合接缝材料浇筑在碎石上面，接着进行夯实作业，之后再二次摊铺，直到填满为止。在最后一次铺设工作时，注意铺设要超过路面约6 cm，再撒上粒径为4 cm 的小碎石子，夯实后，可以保证车辆正常的通行。③施工过程中，如果发现伸缩缝胶条出现裂缝或老化，要及时修补和更换，减少缝隙掉进杂拌物的风险，可安排养护人员定期清理缝隙间杂物，确保梁板能正常伸缩、稳定运行。

2.5 桥梁栏杆维护方法

桥梁栏杆和桥面护轮带是高速公路上的一种防护性措施，若其出现严重损坏的问题，将会对人们的安全造成威胁。因此，若发现桥梁栏杆有损坏等问题，相关工作人员要及时修补和更换，减少交通安全事故的发生。针对桥梁栏杆的破损不同，分为以下3 种情况：①桥梁栏杆是钢筋混凝土建造的，其出现较轻的裂缝时，可以用环氧树脂进行修复，若桥梁栏杆严重受损时，就要将损坏的部分去除掉，再进行修复；②桥梁栏杆是钢制材料时，容易受到腐蚀的作用，所以养护人员需要定期刷漆防锈；③桥面护轮带损坏，需要立即完成修复工作，施工时需要设置闪光灯和警示牌等安全标识，保证施工能安全稳定进行。

2.6 公路桥面裂缝维护措施

高速公路桥面和梁板中最容易出现的病害是裂缝现象。所以，在处理裂缝时要结合裂缝的实际状况，然后选择合适的裂缝修补措施来施工。例如：当出现细小裂缝的宽度＜0.2 mm 时，采用表面封闭性较好的环氧胶泥等材料来修复；当裂缝宽度范围在0.2 mm～1.5 mm 时，采用具有高强度裂缝修补胶泥，准确注射封闭后修复；当裂缝宽度＞1.5 mm 时，采用U 型槽，之后填充环氧树脂和玻璃纤维布，再封闭修复。

2.7 桥梁承载能力提高办法

为了提高公路桥面的承载能力，可以采用外加钢板的方法。但钢板加固的方法有很大的操作难度，不仅需要装可以支护的设备，而且还需要施工人员定时进行修补维护工作，所以这种方法在公路桥面建设中应用并不广泛。因此，在桥梁日常维护中，相关工作人员要定期检查桥梁，采取预防性措施，根据实际情况提高桥梁的承载能力，从而提高高速公路桥面的使用年限，保证人们的安全出行。

3 桥面铺装改进措施

在高速公路桥面维护过程中，主要是要保证桥面铺装的高质量，可以从以下这几种方法进行预防和改进。

3.1 加强桥面铺装理论知识学习

桥面铺装混凝土是指在行车道板上面铺设一种厚度小、面积大的薄层结构，也是一种具有特殊结构的混凝土。与普通结构的混凝土相比，这种薄层结构表面水分蒸发速度较快，拌合物的塑性丧失速度快，铺装的混凝土自身受力、承受变形能力等性能方面都不同[1]。因此，相关理论研究工作人员要针对这些特点进行专门的学习研究，建立一种适合桥面铺装混凝土特点的理论计算模型，设计人员能将这种模型应用到公路桥面建设中。

3.2 设计工艺指标的改进

3.2.1 提高铺装层厚度

若桥面铺装层铺的过薄，在伸缩缝和靠近桥头的铺装层就会遭到更大的冲击力作用，不适合公路桥面的要求，不能保证车辆安全通行。所以，需要将桥面铺装层厚度适当的提高，由于梁板预拱度不均匀，要确定合适的最小厚度，施工人员按照此要求规范作业。

3.2.2 增加混凝土设计强度

AC ⅠB1、ⅠB2期ER和PR 同时阳性率高于ⅡA1、ⅡA2期，ACⅠB1、ⅠB2期ER阳性率低于ⅡA1、ⅡA2期，无明显统计学意义(P>0.05);ER、PR同时阴性率较阳性率高，具有统计学差异(P<0.05)，见表3。我们认为ER、PR表达状态与AC患者FIGO分期无明显相关性。

与普通的路面结构相比，铺装混凝土受到的力更复杂，容易产生各种不利于施工的因素。所以，需要提高混凝土的设计强度，可以将混凝土强度标号增加到C40，在设计中增加混凝土的抗渗等级。此外，还需要将桥面铺装成双层钢筋网，为了能承担车辆的荷载，也可以把钢筋的直径增加到12 mm[2]。

3.2.3 加强桥面板间联结

在桥梁建设中多采用预埋设钢筋锚固法联结桥面板间，由于铺装层和企口缝混凝土没有专门进行加强设计，所以桥面整体性能较差，造成只有单板受力的情况。桥面铺装层承担了单板上不同方向全部的应力，使得桥面铺装在纵向出现裂缝，而且桥面整体不能分散受力，加快了桥面铺装的损坏。

3.3 铺装混凝土质量改进工艺

3.3.1 铺装层粘接和梁体表面处理

在进行桥面铺装工作前，首先将梁体表面浮着的混凝土浆去除，使梁体表面保持平整。其次将去除后的混凝土松散颗粒和泥污等清理整洁，保证联结面干净和粗糙。为了更好联结，可在梁体表面涂以界面粘结剂，例如环氧树脂液，从而提高其粘结力，也可在梁体上植入锚筋，将铺装层钢筋网与锚筋联结在一起，这样做的目的是增加桥面铺装和梁板整体结构，可以共同承担外力作用，加强其整体的刚度[3]。

3.3.2 原材料和配合比的选用

混凝土的特点是抗压强度高但抗拉强度低，为了确保混凝土在温度应力和剪切力作用下能较好的抵抗疲劳，那么就应该提高混凝土的抗拉强度。①控制铺装层粗骨料粒径。实验证明，随着粗骨料粒径的增大，混凝土抗拉强度随之降低，所以铺装层粗骨料粒径一般不能＞2 cm。②尽量增加粗骨料的含量。粗骨料可以有效降低混凝土收缩，防止产生收缩缝隙。③强度要高于石灰岩。④添加适量的花岗岩、玄武岩或安山岩。由于骨料弹性模量高，混凝土干缩受阻，而花岗岩、玄武岩、安山岩的弹性模量、拉伸强度较高且断裂延伸率较适宜，导致混凝土温度胀缩量降低，所以较适合作为骨料来铺装混凝土。⑤由于桥面铺装混凝土独特的薄层结构特点，在配合比时，不适合用较早成型和硬化速度快的水泥，也不适合添加高效的减水剂。⑥添加适当的水泥量和砂率，可以预防混凝土拌合物渗水和干缩，使其容易搅拌。

为了确保钢筋网能准确定位，在公路桥面建设中，采用布置定位钢筋的办法。定位钢筋是一种埋在梁板中，用来和钢筋网联结的一种钢筋。在实际施工时，需要铺垫板等防护措施，一方面可以防止钢筋网被施工人员和设备反复踩踏，另一方面可以避免钢筋网出现变形严重等问题。

3.3.4 早期养护的温度和湿度选择

混凝土出现干缩裂缝现象一般是相关工作人员养护不当引起的，再加上混凝土受到温度和湿度的影响，就会出现早期裂缝。具体影响如下：①随着环境中相对湿度的增加，混凝土干缩会随之减小，所以较高的湿度能预防混凝土干缩。若工作人员养护时相对湿度达不到要求，混凝土表面就会出现干缩的缝隙。②温度和湿度的相互作用，温度越低，相对湿度要求也低。

因此，在进行初期养护期间，不仅要保证混凝土周围湿度达标，还要选择昼夜温差较小，同时风力也小，气候凉爽的时间段进行施工，防止早期干缩和温缩裂缝对混凝土的影响，延长公路桥面的使用寿命[4]。

3.4 其他材料的掺加以改善裂缝

3.4.1 粉煤灰的添加

粉煤灰的内表面积和烧失量影响混凝土的干缩裂缝，首先粉灰煤能将混凝土的水化热降低；其次能将混凝土拉应力起始温度降低；最后能减少混凝土温度降低到环境温度所形成的温差，所以能起到防温缩裂缝的作用。此外，粉灰煤中的石灰有吸收效应，可以降低混凝土中Ca（OH）2的量，将混凝土的耐受性提高，并且粉灰煤能将混凝土的工作性能改善。

3.4.2 膨胀剂和引气剂的掺加

为了改善混凝土抗干缩和抗拉性能，可以掺加适量的膨胀剂和引气剂，这些外加剂能有效减少各种裂缝的出现。

4 结语

综上所述，为了保证高速公路行车的安全性和舒适性，需要对公路桥面进行定期维护保养。高速公路桥面常见的病害有混凝土破损、桥面裂缝、桥头跳车等，所以在对高速公路进行保养维护时就要重点检查这些问题，对公路桥面施工时需要更加注重施工的规范性，对这些病害问题进行分析和改进，采取有效的措施提高桥梁承载力，降低桥梁混凝土损耗，延长公路桥梁的使用寿命，为人们在高速公路上提供更加安全、舒适的行驶环境。