公路桥梁试验检测与科学养护管理

李巍巍　罗杰涛

摘 要：以公路桥梁试验检测与养护管理为切入点，分析路桥工程试验检测和养护管理阶段普遍存在的问题，并结合问题的成因，从多方面阐述路桥试验检测要点和养护管理优化策略，旨在建立高效的试验检测与养护管理体系，切实满足路桥养护检测需要，为交通运输安全提供保障。

关键词：公路桥梁；试验检测；养护管理

中图分类号：U445.7;U418                          文献标识码：A                             文章编号：2096-6903（2023）07-0090-03

0 引言

为减轻交通运输负担，促进经济发展，我国新建大量高規格公路桥梁工程，对已建成公路桥梁运营质量也提高了标准。而传统路桥试验检测和养护管理体系缺乏适用性，难以维持良好路况条件，路面开裂等质量问题也频繁发生，影响道路交通安全。因此，在公路桥梁的试验检测养护管理的过程中，应该树立正确观念意识，遵循科学的工作原则，全面提升试验检测养护管理工作水平，为其后续的发展夯实基础。

1 公路桥梁试验检测工作的开展策略

1.1 拓展路桥试验检测范围

在传统试验检测体系中，由于对路桥工程建设过程中的质量控制检测重视程度不够，造成工程建设质量充满不确定性，因质量病害出现而造成实质性的影响、损失。因此，需要拓展路桥试验检测范围，使检测范围完全涵盖公路桥梁全寿命周期内的各个阶段，综合开展材料检测、机械设备检测、施工成果检测、竣工检测和结构健康监测作业。

1.1.1 材料检测

路桥工程主要使用到水泥混凝土、沥青混合料等施工材料。在入场环节，应全面检查各批次材料的规格型号、外观质量与核查质检报告等材料，随机抽取少量样品送检。同时，制定面向各类材料的检验方案，明确检验重点。例如，对于混凝土材料，重点检查混凝土坍落度、入模温度与和易性等性能，如果存在分层离析现象，要把混凝土重复搅拌。而对于沥青混合料，重点检测针入度、耐久性、密度、软化点和含蜡量等性能指标[1]。

1.1.2 机械设备检测

常用机械设备包括摊铺机、振捣机、振动打桩机、液压千斤顶等设备，要提前检查机械设备规格型号，开展调试检测作业，确定设备工况稳定后，再行开展路桥施工作业。以摊铺机调试检测为例，要把牵引臂仰角调节就位、检查夯锤冲程是否符合铺层要求，设置合适拱度，并对摊铺机的动力系统、传动系统、液压系统和制动系统进行试运行检查。

1.1.3 施工成果检测

在工序交接环节，检测人员对上道工序的作业质量进行试验检测，把质量问题反馈给施工单位进行返工整改，质量检验通过后再进入下道工序。例如，在公路路面碾压成型后，依次开展平整度、车辙、压实度、弯沉值、渗水系数、抗滑性能等检测作业。而在桥梁混凝土结构成型后，开展混凝土强度、保护层厚度、钢筋位置等多项检测作业。

1.1.4 竣工检测

在路桥工程竣工阶段，检测人员对公路结构、桥梁结构的性能质量进行全面检测。检测内容包括冲击试验与耐候性试验等常规项目，以及交通标志板与交通标线等安全设施项目、照明路灯与通信线缆等机电项目。

1.1.5 结构健康监测

在公路桥梁投运使用期间，定期开展健康监测作业，准确判断路桥结构健康程度，全面检查质量通病与隐患，为后续养护作业的开展指明方向。例如，桥梁健康监测内容包括裂缝检测、沉降检测、水平位移检测、应力检测、挠度检测。

1.2 健全试验检测技术体系

在早期路桥试验检测期间，主要采取有损检测技术，如钻芯取样法。这虽然可以获取准确的检测结果，但会破坏公路桥梁结构完整性，需要在后续额外开展养护作业，因此提高了路桥养护成本乃至总体使用成本。检测单位需要积极应用超声波检测、冲击回波检测、热成像检测、探地雷达检测等无损检测技术。

超声波检测是在现场配备超声波仪和换能器，向公路桥梁结构中发射并接收超声脉冲波，根据波速、波形与频率变化情况来反映结构状态。冲击回波检测要配备夯锤作为机械冲击器，把夯锤起吊到一定高度后向下冲击路桥结构，根据应力冲击波的传播情况来判断是否存在缺陷问题。夯锤冲击时不会破坏结构状态[2]。

热成像检测是在现场配备红外线成像仪，根据被测物体表面温度场分布情况来反映内部结构状态。其是有检测灵活、探测范围大的优势，但对现场环境条件有着严格要求，禁止在环境气温低于0℃时采取此项技术。探地雷达检测是向路桥结构发射与接收高频电磁波，根据处理结果来生成结构内部图像。

为提高检测效率、确保试验检测具备针对性与重点性，还应搭配采取目视检测法、无损检测技术和有损检测技术。检测人员率先使用目视检测法，观察路桥结构表面是否存在路面坑槽、桥面铺装层开裂、钢筋露出等质量缺陷，初步判断路桥结构大体状况，在其基础上制定检测计划、确定检测项目。然后运用无损检测技术，逐项开展回弹弯沉检测、压实度检测、平整度检测等检测作业，准确判断路桥结构健康状况，锁定缺陷部位。而在无损检测结果缺乏准确数据、无法判断缺陷类型和分析质量病害成因时，再应用有损检测技术。

1.3 控制试验检测过程

公路桥梁试验检测是一项综合性、专业性活动，流程繁琐，操作要求严格，如果出现错误操作行为，则会影响检测结果准确性。因此，检测单位必须严格控制路桥试验检测过程，要求检测人员严格遵循规范要求和记录检测结果。

对桥梁抗剪承载试验项目，要求检测人员在桥梁中板箍筋、边板箍筋等部位设置测点，在斜截面抗剪最不利点设置钢筋应变计，单片空心板两侧部位分别设置5处测点。使用千斤顶进行单点加载，通过压力传感器读数来调节加载力值，分多级完成加载作业，根据各处测点的测量数据来确定截面实测主应力值，对比应力应变实测值和理论值变化规律，如果二者保持一致状态，则表明桥梁结构具备良好的抗剪强度状况。

1.4 搭建智慧检测系统

传统路桥试验检测体系下，采取人工检测方式，检测人员需定期前往工程现场，逐项开展平整度检测、路面桥面破损检测等多项作业，其是有操作流程繁琐、检测工作负担重的局限性。同时，受人为因素影响，检测精度缺乏保障，检测结果与公路桥梁质量状况存在一定出入。为全面提高检测精度和效率，检测单位应搭建智慧试验检测系统，以人工检测为主体，智慧检测为补充，辅助人工全天候检测公路桥梁投运使用状况。发现质量问题与其他异常状况后，向检测人员发送预警信号，迅速组织开展路桥养护作业，或是由检测人员前往现场实地试验检测进行确认。智慧检测系统由终端设备、智能算法与深度学习网络3部分组成。

终端设备包括位移传感器、压力传感器和摄像头等装置，持续拍摄现场图像资料与采集结构参数信号，再把现场信号上传至系统后台。智能算法由BP神经网络组成，根据现场监测信号的处理结果来全面掌握公路桥梁结构质量状况。如果识别到异常特征量，对比实时特征量与数据库内的病害特征量，进而确定质量病害类型、锁定病害点位与评价结构受损程度[3]。深度学习网络负责持续收集海量路桥病害样本案例，对样本数据进行训练学习，逐步掌握各类病害问题的识别方法，样本案例越多，则公路桥梁试验检测精准度越高。

2 公路桥梁养护管理问题与优化策略

2.1 完善养护方式

在传统养护管理体系中，仅采取常规养护作为单一养护方式，由养护人员定期前往现场，修补桥面开裂等肉眼可见的质量病害，这既无法有效处理深层裂缝等不易发现的病害问题，也无法提前预防绝大多数质量病害的出现。养护单位需要综合采取经常性养护、定期养护、特殊养护等多种方式，始终维持良好的公路桥梁结构状态与路况条件。

2.1.1 经常性养护

养护人员每月最少开展一次经常养护作业，清理路面、桥面与周边区域分布的垃圾杂物，修补破损程度较为轻微的缺陷部位，更换老化程度超标的配套设施，如更换防撞护栏与钢扶手，并对公路桥梁的工况条件进行目测判断，把养护结果、检查结果记录备份。

2.1.2 定期养护

公路桥梁投运使用期间，每3年最少开展一次定期养护作业，或是在发现路桥重要部位技术状况不达标后及时开展养护作业。同时，养护内容以修补破损部位为主，养护对象包括路基路面、桥梁桥面、桥梁上部与下部结构、附属交通设施。

2.1.3 特殊养护

在路桥养护检测期间，如果发现原因不明的质量病害问题，或是公路桥梁技术状况判定为四类以上，则立即开展特殊养护作业。准确判断公路桥梁健康状况与技术情况后，确定质量病害类型、形成原因与结构受损程度，针对性开展修复作业。

2.2 预防性养护

传统养护体系主要采取矫正性养护，在公路桥梁出现危害结构安全的严重病害，或是丧失部分服务功能后，再开展养护作业。这不但会缩短路桥实际使用寿命，还会在质量病害出现、路桥养护期间形成一个时间差，有可能出现交通安全事故。因此，养护单位需要采取预防性养护方式，逐步取代原有的矫正性养护，在各类质量病害发生初期前往现场开展养护作业，并掌握面对各类病害问题的正确养护方法。

对于桥面铺装层和路面破损问题，采取表面封闭法来处理宽度不足0.2 mm的表面裂缝，采取局部凿除修复法来处理松散坑槽病害，采取薄层沥青加铺法来处理泛油与车辙病害。

对于路桥防撞护栏，清理护栏表面污垢，涂抹聚合物水泥砂浆来修补剥落部位。采取加固焊接方式来处理脱焊的外露钢构件，采取表面封闭法或压力注浆法来修补裂缝部位。

对于伸缩装置，清理凹槽内部的污垢杂物，采取局部凿除修复方法来处理装置混凝土破损部位。如果存在伸缩异常、钢板变形、中梁断裂等问题，则更换全新的伸缩装置[4]。

2.3 建立公路桥梁养护技术档案

在传统公路桥梁养护管理体系中，养护人员独立开展各次养护作业，没有认识到各次养护作业间的内在联系，也没有准确掌握路桥养护规律和使用规律，最终造成路桥养护针对性差、无效养护、质量通病频发的后果。

养护单位必须做好养护档案管理工作，建立公路桥梁养护技术档案，在档案中收集工程建设资料、养护操作记录、质量病害案例。如此，养护人员既可以根据历史数据来判断桥面开裂、结构变形超标等质量病害的客观发生规律，准确预测未来一段时间可能出现的病害问题和采取预防性养护措施。

在养护结束后，持续收集公路桥梁交工检测报告，以此来判断所采取养护技术措施是否取得预期效果，围绕所发现问题来采取改进措施，以推动路桥养护技术水准的稳步提升。

2.4 危路危桥改造

在公路桥梁养护期间，如果路桥结构使用状态未达到工程建设要求，或是路桥健康状态不佳。养护单位需要开展危路危桥改造作业，根据实际情况来采取锚喷加固、粘钢加固、增补桩基加固、增大截面加固等方法手段，以此来恢复路桥结构的初始状态。

例如，在桥梁结构中的受弯构件、受拉构件具备补强加固需要时，养护人员采取粘钢加固法。先清理补强构件表面的灰尘污渍、修补凹槽等破损部位，打磨钢板表面毛刺，再在钢板与桥梁构件上钻设一定数量的孔洞，检查孔洞孔径与位置是否准确。然后在补强部位上摆放钢板，测量校正钢板垂直度、水平位置和底部标高，通过预留孔洞打入螺栓与塞入垫片，向钢板内部灌注粘胶剂和敲击钢板。静置一段时间等待粘胶剂固化，即可把钢板固定铺设在补强结构表面。要求养护人员在现场气温5～60℃条件下开展粘钢补强加固作业[5]。

2.5 应用新型养护技术

传统公路桥梁养护技术体系存在方法手段单一、操作复杂、养护效果不佳、成本高的局限性，难以满足日趋提高的路桥养护需求。因此，养护单位需要积极应用新型养护技术，包括沥青路面再生、抗裂防水膜等。

沥青路面再生技术是使用铣刨机对老旧路面开展翻挖作业，直至路面露出坚固基层后，在原位掺加适量的全新集料、沥青与再生剂等材料，对新旧材料进行混合搅拌处理，再行开展路面摊铺、碾压作业，完成路面养护操作或是把现场铣刨收集的老旧路面材料进行厂拌再生处理。此项技术可以大幅减少路面材料用量、降低公路养护成本。

抗裂防水膜技术是在养护人员提前清理桥面铺装层与路面上的灰尘污渍，修补破损部位，保持基层洁净、干燥状态后，在基层表面均匀铺贴抗裂防水膜，开展多遍碾壓作业来保持抗裂防水膜和基层的紧密贴合状态，再施作热沥青混合罩面，以显著改善公路桥梁结构的抗裂性能、防水性能。此项技术有着工艺简单、易于操作、成本低廉的优势，可取代常规下封层养护技术。

3 结束语

试验检测与养护管理已成为公路桥梁工程运维管理体系的重要组成部分，对提高公路桥梁运营效率、延长使用寿命、保障交通安全起到十分积极的正面影响。管养单位必须提高对路桥试验检测和养护管理工作的重视程度，积极落实拓展试验检测范围、健全检测技术、控制试验检测过程、智慧检测4项工作策略，采纳完善养护方式、预防性养护、建立养护技术档案、危路危桥改造、应用新型养护技术等管理策略，为交通事业的健康发展保驾护航。

参考文献

[1] 邹越.公路桥梁试验检测养护管理[J].低碳世界，2018（1）：250-251.

[2] 林伟端.路桥工程试验检测技术研究[J].现代制造技术与装备，2018（11）：61-62.

[3] 兰丹丹.北京市政路桥管理养护集团巡检系统的设计与实现[D].济南：山东大学，2015.

[4] 张保.公路桥梁养护管理中的质量控制措施分析[J].智能城市，2016，2（10）：56+58.

[5] 李鹏强.公路桥梁养护管理与加固维护技术探讨[J].工程技术研究，2021，6（13）：141-142.