浅谈新材料在公路桥梁预防性养护中的应用

2022-09-12

1、预防性养护概述

1.1、预防性养护概念

预防性养护与传统的桥梁维护维修不同, 其是一种强制性的养护手段, 需要工作人员定期对桥梁整个结构进行排查, 从而有效消除桥梁在日常使用过程中产生的安全隐患, 并对其进行处理, 防止其进一步对桥梁产生损害[1]。该维护手段是一种具有周期性的养护手段, 需要工作人员根据所维护区域的实际情况来定期对其进行养护, 在养护的过程中采用一些新型的检测技术, 对一些隐患进行排除。其与传统的养护技术相比具有一定的经济优势, 并且可以为工作人员日后的维护维修工作提供充足的依据。我国目前较为普遍使用的养护手段是矫正性养护, 该方法只能对一些特定的病害和桥梁结构进行养护, 对一些安全隐患不能及时排除, 不能有效提升公路桥梁桥梁的养护质量。

1.2、预防性养护要求

(1) 要想有效提升桥梁的养护水平, 需对桥梁结构在日常使用过程中存在的安全隐患进行排查, 工作人员要定期对桥梁的使用情况以及整体的结构情况进行了解, 并对相关的数据进行分析整理, 以便制订合理的养护方案, 为下一步的养护工作提供充分的依据。 (2) 工作人员在进行养护时要积极引进新的养护技术, 还要注重对计算机技术的应用, 从而有效提升对桥梁相关数据分析的精准性以及分析效率, 在一定程度上提升养护工作的技术水平; (3) 加大对养护工作的支持力度, 由于该项技术是一种新型的养护技术, 在我国应用时间较短, 再加上预防性的养护其表面效果不太明显, 所以该项技术并没有受到相关部门的重视, 所以养护单位要做好当地相关部门的工作, 加大对该项技术资金投入, 为该技术的开展以及完善提供充足的资金保障。 (4) 在对桥梁进行预防性养护时, 工作人员还要注意季节的交替, 不同的季节其气候特征不同, 所以相应的完善方法也不同。例如在冬季对桥梁进行养护时主要就是注意桥梁积水的排除, 从而减少因结冰对桥梁部分结构造成损坏。在夏季对桥梁进行养护时要注意排除积水, 避免积水对桥梁的整体稳定性造成影响。

2、公路桥梁预防性养护的基本特征

2.1、延长公路的使用周期

对公路桥梁开展预防性养护, 会促使公路桥梁使用寿命增长。加强预防性养护一方面可以提升公路的打磨周期和打磨空间, 强化公路的夯实程度;另一方面可以使公路桥梁达到最佳的使用状态, 以此促进公路使用寿命的延长。并且, 还能促使公路在运营过程中的养护费用降低, 以此实现预防性养护的逐步深化。

2.2、提升养护的主动性

(1) 公路桥梁的预防性养护具有长期性公路桥梁预防性养护的长期性指的是, 从道路修建开始到投入使用, 再到最后的废弃, 都需要相关管理部门的有效维护, 在此基础上, 促使公路的耐用性加强, 并且在一定程度上提高公路的使用效率。 (2) 公路路面维护具有流动性和突然性公路桥梁在运营的过程中, 受到车辆的重载压迫会导致路面遭到一定程度的破坏, 这种损坏是突然性和阶段性的。所以, 想要公路能够有更长的使用周期, 只有加强路面管理的监管力度, 要做到早发现、早处理, 避免出现安全隐患。而对于沥青混凝土公路路面而言, 因其流动性的特点, 会在不同的季节出现不同的路面问题, 因此维护的方式也会有所不同, 只有做到具体问题具体分析, 才能保证公路桥梁路面的养护得当。 (3) 公路桥梁的技术要求较高因为公路桥梁的特殊性, 所以对于这类路面养护专业性要求较高, 因此, 对于公路桥梁的养护需由专业人员进行。而在养护的过程中还需要进行细分, 因为在的维护中涉及到了物理、生物、化学、路政学和管理学等各方面的知识。所以, 对于公路桥梁的养护需要专业化的人员及设备, 还需要根据不同的需求进行不同的分工, 只有做到各司其职、协同配合, 才能实现公路桥梁的长远发展。

3、公路桥梁预防性养护措施

3.1、桥梁上部结构预防性养护

桥梁上部结构的养护主要涉及对碳化部位的处理、钢筋的锈蚀养护以及支座处的养护。一般混凝土在施工时需要选择合适的水泥品种和确定好水灰比, 减少问题的出现, 而对已经碳化部位应做好除锈处理。如果某一部分碳化的深度过大, 就应该将这一部分进行重建。当有较小裂缝出现时, 可以涂抹环氧树脂进行封闭处理, 当出现较大裂缝时, 必须弄清楚大裂缝出现的原因后才能考虑是否可以进行灌注封闭。为了预防钢筋在使用中出现问题, 设计时需要确定合适的保护层厚度, 在施工中控制材料中氯离子含量并减少有害物质对钢筋的影响。当然, 也可以在施工中掺入一定含量的阻绣剂。支座的预防养护通常要靠提高施工的准确性和加强使用中的日常检查, 尽可能减少支座处的垃圾堆积, 保持支座清洁, 出现错位、脱空、变形等征兆时要引起足够的重视。

3.2、桥面预防性养护

桥面是车辆人流通行中直接接触的一部分结构, 很容易磨损, 同时桥面暴露在空气中, 接触面积大, 受恶劣环境的影响也是最大的。加强桥面的预防性养护除了采用更加优质的混凝土材料和在钢筋表面涂防腐层等, 还需要做好平时的清洁和修复工作, 及时清除桥面上堆积的雨水和积雪, 不在桥面堆积杂物, 泄水管和引水槽等要保持疏通, 损坏时及时修理。

3.3、下部结构预防性养护

下部结构的养护主要涉及对封闭桥台裂缝、换填台后填土、加固基础和增加防撞设施等问题。下部结构是桥梁的支撑体系, 一旦下部结构出现不可逆转的较大损害, 对于桥梁来说是致命的, 因为下部结构出现不能支撑的情况时, 桥面和上部结构的安全无法得到保障, 桥梁必须停止使用。而下部结构出现问题时, 修复的难度相当大, 很有可能需要将上部结构和路面结构全部摧毁后重建。下部结构的预防性养护主要靠设计和施工环节, 通过精确的勘察和结构计算建立稳定可靠的基础, 尽可能不要出现下部结构的修复情况, 如果使用中出现问题, 可以考虑以注浆的方式加固或增加防撞设施等措施。

4、新材料在公路桥梁预防性养护中的应用

4.1、FH-CX锈转化剂

一般都是专门用在已经有锈蚀产生的钢铁表面上的防护处理, 其耐腐蚀效果十分显著, 主要特点有:具有良好的防锈效果, 一般只要喷涂一道或者两道, 再将其与适当的面漆进行配合, 则能够保持在自然环境中十年不生锈;该材料属于水性体系, 其中不含有苯、甲醛等对人体有害的物质, 在施工的时候不会有粉尘产生, 环保作用很显著;基材能够带锈施工, 取代了传统的手工喷砂, 施工十分快捷便利, 不论是喷、涂还是刷都能起到较好效果, 大大提高了工程的施工效率。

4.2、SCC008新旧混凝土粘结界面胶

这种材料是双组分、无溶剂的, 并且能够快速固化, 粘结度非常高, 尤其是在新旧混凝土的粘结方面, 只要在混凝土表面进行涂抹, 新旧混凝土就会很快的粘结在一起, 这样就避免了一些开裂和收缩的现象发生。这种面胶对承重高的情况比较适用, 并且在高温的状态下仍有较好的使用性能。此外, SCC008新旧混凝土粘结界面胶还有很好的抗腐蚀能力, 在各种环境下都能发挥作用。

4.3、FH-CRG防水防盐害保护剂

这种材料跟混凝土的强度近似, 有很好的附着能力, 很少出现龟裂和脱模的现象, 而且不会出现渗漏。

4.4、FH-HY20无机聚合物砂浆

主要是在混凝土蜂窝、裂缝、漏洞以及保护层漏筋破损等修补工作中得到了大量的运用, 具有非常强的抗压性能与粘结性能, 操作起来十分简单, 而且十分环保。同时还具有显著的抗冻性、抗老性、抗剥离性、耐紫外线性与高耐碱性。

4.5、ETR-LV永久性裂缝修补胶

主要用在封堵裂缝与封闭裂缝上面, 可以与手动或气动的胶枪进行配合使用, 成本较低;能够对混凝土与梁板中的钢筋起到防潮的保护作用。而且其主要是由黑白两种颜色的药剂配置而成的, 识别起来更加简单。同时, ETR-LV永久性裂缝修补胶还能够凭借着其表面的低张力让材料更加充分的渗透到细小的裂缝中。

5、公路桥梁养护强化措施

5.1、完善公路桥梁管理制度

一是, 及时、定期对公路桥梁养护工作进行检查, 保证及时发现公路桥梁病害, 并且做好相关的防御工作。二是, 及时做好工作桥梁的特殊检车, 及时排除公路桥梁存在的疑难杂症。除了上述两方面之外, 公路桥梁相关的养护部门还要具体落实以下工作:一是, 严格执行公路桥梁养护报告制度, 对于日常公路桥梁的养护工作及时记录, 同时加强公路桥梁养护和质量监测设备的保养, 保证这些设备正常运行, 满足日常监测需求, 及时发现公路桥梁病害及时处理;二是, 严格执行“四个一”制度, 保证相关部门的辖区范围, 每座桥梁、每一条公路都有专人进行维护, 及时发现并处理目标桥梁的养护问题。三是, 明确养护工作人员的职责和管理范围, 确保工作人员的工作稳定性, 降低人员流动性。

5.2、完善相关组织机构

当前公路管理部门主要设“养护处 (科) ”来负责所辖范围内的道路、桥涵、隧道、附属设施等的一切养护管理工作, 工作量繁重, 人员不足, 缺少对应的专业分工。因此, 针对这些情况, 若想加强公路桥梁的养护工作, 就要从组织架构的合理化方面进行有针对性的解决和安排。公路桥梁的养护工作应是一项常态化的工作, 尤其是那些已经或即将进入老化期的公路桥梁更是要加派人手, 定期排查, 责任到人, 将安全隐患降到最低水平。例如, 有关部门应根据养护里程、辖区内桥梁数量设立若干名专职桥梁养护工程师, 并保证其工作性质的相对稳定, 不能随意换动。桥梁养护工程师负责制定、安排桥梁年度定期检查计划, 组织实施辖区内桥梁养护的定期检查, 提出检查报告, 通报三、四类及危险桥梁的病害状况。由桥梁养护工程师主持辖区内桥梁的养护、检测、维修、改造工作, 考核桥梁日常养护质量, 收集、整理辖区桥梁的技术档案、提出年度大、中修以及改造计划, 负责监督落实和质量控制。只有责任到人, 分工明确, 才能从机制上扭转目前的重路况轻桥况, 只养路不养桥的误区。

5.3、完善技术管理

(1) 做好调查和评估工作。调查工作, 主要集中在日常的交通负荷、路面的基本情况这两大要点上。公路桥梁的日常管理要使用现代的信息技术, 实时动态地进行。通过信息技术对公路桥梁的日常使用状况和出现的各种危险的前兆进行及时动态地监控和管控, 对公路桥梁路面上各个主要部位的基本状况, 进行科学的评估, 用于更科学地制定养护的规划, 能够对公路桥梁进行及时的养护, 有效地提升公路桥梁养护的水准。 (2) 合理定制预防养护的年度规划。公路桥梁在设置年度养护计划时, 中修要首先考虑, 同时, 公路桥梁的养护要大力鼓励相关人员进行, 如有确实需要大修、翻修的公路桥梁工程, 要进行严格的审批, 这样的规划顺序, 能很大程度上, 降低养护的总成本。

总而言之, 目前我国政府为了解决交通问题所造成的经济发展的增加, 建设了大量的不同等级, 特别是高等级沥青公路。公路沥青承受着我们极其沉重的交通压力, 因此, 公路桥梁的养护、预防养护期和低成本的迫切需要。公路桥梁早期预防性养护损坏是为了保持或改善路面的性能, 道路养护是根据性能预测结果而考虑未来交通增长对路面的养护措施, 这就要求我们在以后的实际工作中必须对其实现进一步研究探讨。

摘要：公路桥梁的预防性养护, 指的是在保持公路桥梁原结构承载力不变的基础上, 有计划、分阶段地对未出现问题的公路桥梁及其附属设施采取养护措施。其目的在于确保公路桥梁功能正常发挥, 延长其使用寿命。基于此, 本文将着重分析探讨新材料在公路桥梁预防性养护中的应用, 以期能为以后的实际工作起到一定的借鉴作用。

关键词：新材料,公路桥梁,预防性养护