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        高速公路橋面鋪裝早期破壞原因及治理方法分析

        2021-12-09 11:31:25謝亮
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2021年15期
        關(guān)鍵詞:高速公路公路混凝土

        文/謝亮

        1 前言

        隨著高速公路的運(yùn)載量逐步增大,對公路的承載力提出了挑戰(zhàn)。由于許多大型車輛流通以及公路本身的構(gòu)造、施工原因,造成高速公路早期遭到破壞。我們要探究這些原因并逐步研究出相應(yīng)的解決方案,以提高高速公路的使用壽命。

        2 高速公路橋面鋪裝層作用

        公路的質(zhì)量受外界影響很大,而鋪裝層可以削弱一系列外界因素對高速公路的影響,其中包括風(fēng)吹日曬、車流量大的壓力作用,另外還可以減弱車輛對公路表面的磨損作用。借助鋪裝層,可以很好地維護(hù)高速公路,減少外界對公路的破壞以及日后維修、保護(hù)的費(fèi)用和時間耗費(fèi),避免發(fā)生交通事故,保證人們的生命安全,因此高速公路的橋面鋪裝層十分重要[1]。但是由于公路特有的構(gòu)造原因,會對橋面鋪裝層造成破壞,比如橋面的結(jié)構(gòu)層,因?yàn)楣蜂佈b層由瀝青混凝土構(gòu)造而成,這就說明其存在小的縫隙,雖然經(jīng)過了十分規(guī)格的壓實(shí)作用,但還是免不了造成自然侵蝕,日積月累就會對高速公路的鋪裝層造成破壞。另外,橋面的防水層相較鋪裝層來說更具有延展性,它的柔韌性會破壞結(jié)構(gòu)層次傳遞的連續(xù)性,所以當(dāng)車流量大,且經(jīng)過車輛的碾壓,就會造成公路內(nèi)部的結(jié)構(gòu)松散,對高速公路鋪裝層產(chǎn)生破壞。

        3 高速公路橋面鋪裝早期破壞的原因

        3.1 設(shè)計原因

        高速公路鋪裝層的設(shè)計要與實(shí)際相符,綜合考慮所修建公路的環(huán)境特征,要充分尊重現(xiàn)實(shí)因素,在對現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)真考察后做出科學(xué)的、細(xì)致的設(shè)計方案。此外,設(shè)計方面出現(xiàn)問題,可能是由于設(shè)計師未對現(xiàn)實(shí)狀況考慮周全,且缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn),僅憑理論知識就對現(xiàn)場施工條件做出規(guī)劃,從而造成了不符合高速公路質(zhì)量要求的結(jié)果。高速公路通行車輛很多,各種車型的車輛都會通過,并對公路鋪裝層造成影響[2]。當(dāng)車輛出現(xiàn)緊急剎車或長期堵塞時,對公路產(chǎn)生壓力,進(jìn)而造成對公路的破壞。在這樣的情況下,施工人員就要在橋梁的主體上多加鞏固,加大保護(hù)力度,減少車輛對高速公路鋪裝層的破壞。另外,設(shè)計某些方面的不合理也會對高速公路產(chǎn)生影響,設(shè)計要做到與公路的鋪裝層結(jié)構(gòu)相一致;反之,則會縮短公路使用年限。因?yàn)楣方Y(jié)構(gòu)層的構(gòu)造不一樣,使得各自之間欠缺連續(xù),所以當(dāng)外界環(huán)境和車輛對公路產(chǎn)生影響時,就會造成鋪裝層的錯位、扭曲情況。

        3.2 構(gòu)造原因

        高速公路的內(nèi)部構(gòu)造會對公路鋪裝層產(chǎn)生影響。第一種是橋面板剛度不足。橋面板是支撐受力的主要部分,當(dāng)受到外部極大的壓力時,橋面板的剛度與這個壓力不相符合,就會造成公路斷裂、遭到破壞,所以增加鋼筋數(shù)量而減小橋面板厚度的做法是不科學(xué)的,在以后的實(shí)踐中要避免這樣的做法[3]。第二種是黏結(jié)弱的情況,由于高速公路要承受巨大的壓力值,所以工作人員要保證公路的每一部分都可以黏結(jié)緊密,使之成為一個整體,如果出現(xiàn)黏結(jié)不緊致,就會使得表面出現(xiàn)縫隙和脫皮現(xiàn)象。因此,在進(jìn)行構(gòu)造的時候,要保證交界面的干凈,這樣方便連接、黏合,也就不會削弱混凝土的作用,使得混凝土發(fā)揮強(qiáng)有力的支撐作用。第三種是負(fù)彎矩的影響,在某些特定橋梁的形體上,外界荷載會對其本身造成十分重要的影響,這樣的構(gòu)造就會產(chǎn)生負(fù)彎矩,不斷拉扯橋體,從而削弱承載力,出現(xiàn)裂縫甚至是斷裂,降低使用年限,破壞高速公路的質(zhì)量。第四種是防水層的影響,因?yàn)榉浪畬优c其他結(jié)構(gòu)相比具有柔韌性,相對來說沒有那么結(jié)實(shí),所以當(dāng)受到大的壓力時,就會產(chǎn)生一個向外延展的力量,逐漸使公路內(nèi)部產(chǎn)生縫隙,慢慢縫隙變大產(chǎn)生斷裂,對公路造成影響。

        3.3 施工原因

        在施工中出現(xiàn)問題不及時解決也會對公路造成破壞。第一種是鋪裝層的厚度問題,鋪裝層是經(jīng)受外界壓力的關(guān)鍵部分,需要具備大的承載能力,所以相關(guān)工作人員要保證鋪裝層的厚度。如果鋪裝層厚度不夠、與設(shè)計有出入、梁表面高出設(shè)計標(biāo)高,就要進(jìn)行及時的修整。在修整的時候要嚴(yán)格控制各個機(jī)構(gòu)之間的連接和用量,不能使公路出現(xiàn)受力不均、各個層面結(jié)構(gòu)失調(diào)的狀況。如果在施工階段沒有處理好這些問題,那么自然鋪裝的承壓能力欠佳,就會造成對高速公路的破壞。第二種是關(guān)于混凝土的使用問題,在高速公路的鋪設(shè)中,混凝土是必不可少的部分,所以對于混凝土的選擇要格外慎重,要選擇質(zhì)量高且符合要求的混凝土,按照標(biāo)準(zhǔn)對混凝土的原料、配比進(jìn)行設(shè)置,保證其可以發(fā)揮充分的支撐和抗壓作用。在混凝土中為了使其發(fā)揮干縮作用,工作人員會按一定比例添加水泥,如果添加過多,會造成水熱化大,使混凝土抗拉的強(qiáng)度削弱。當(dāng)出現(xiàn)強(qiáng)大的拉力時,混凝土由于不具備相對抗的拉力,就會出現(xiàn)開裂等情況,對高速公路造成破壞。

        3.4 外界原因

        在對高速公路的破壞原因中,外界因素也占據(jù)重要位置。首先,在施工完畢之后,為了保證公路的強(qiáng)度,相關(guān)工作人員要對高速公路進(jìn)行保護(hù),等其中的結(jié)構(gòu)功效都可以穩(wěn)定發(fā)揮的時候再通車;反之,如果過早投入運(yùn)行,就會對公路進(jìn)行破壞,不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。其次,車輛的沖擊以及過大的車流量也會影響高速公路的鋪裝層,尤其是在高低交界面不平整的地方,對于高速公路鋪裝層的破壞會更大。高速公路過早通車會使脆弱的地方先行受到破壞,之后隨著時間的推移,公路會逐漸擴(kuò)大開裂,從而使得整個公路都受到破壞,這樣的后果是不堪設(shè)想的,所以要及時的維修公路,以免造成更大的破壞[4]。

        4 高速公路橋面鋪裝破壞的治理方法

        4.1 科學(xué)完善設(shè)計方案

        為了保證高速公路的質(zhì)量,設(shè)計人員一定要做好前期任務(wù),將設(shè)計工作做到位。設(shè)計時要充分考慮現(xiàn)實(shí)情況,進(jìn)行現(xiàn)場考察,做到科學(xué)設(shè)計,符合標(biāo)準(zhǔn),要在現(xiàn)場考察的基礎(chǔ)上計算出高速公路的恒載量,并根據(jù)實(shí)際情況在合適范圍內(nèi)可以有超出或小于此恒載量的情況。只有嚴(yán)格把控負(fù)載量、精密計算負(fù)彎矩數(shù)值,才可以充分發(fā)揮承載的作用。另外,還要保證設(shè)計與實(shí)際的高速公路的各個結(jié)構(gòu)的連接是一致的,高速公路內(nèi)部會存在多個結(jié)構(gòu)層次,不同結(jié)構(gòu)之間需要做到有效黏合,否則再受到?jīng)_擊就會產(chǎn)生開裂,因此在設(shè)計的時候要考慮這一方面,與現(xiàn)實(shí)符合,充分考慮現(xiàn)實(shí)情況。

        4.2 提升鋪裝層的修補(bǔ)以及鋪裝層強(qiáng)度

        由于各種原因使得高速公路的鋪裝層受到破壞,工作人員要及時進(jìn)行修補(bǔ)。首先,一定要知悉破壞的地方,并盡可能露出受到破壞的部位,將其中破裂、空隙處進(jìn)行填充和黏合。對于破壞的地方要進(jìn)行清理、鑿毛,確保受損部位是干凈的,在保證了干凈之后,再進(jìn)行下一步的工作。其次,進(jìn)行檢查,避免有一絲疏忽而導(dǎo)致再次受到破壞而開裂。另外,就是要增強(qiáng)鋪裝層的剛性,鑒于高速公路本身的結(jié)構(gòu)特質(zhì),橋梁部分為梁板,這種結(jié)構(gòu)的劣勢在于相互之間的連接性不是很緊密,當(dāng)受到拉力和沖擊力時,極易受到破壞,會造成部分之間的裂縫,使得本身黏合性不好的結(jié)構(gòu)開裂程度加大,對高速公路造成破壞。由此,工作人員要加強(qiáng)鋪裝層的剛性,增加鋪裝層的厚度,以保證各個結(jié)構(gòu)之間的連接性,同時還可以對鋼筋進(jìn)行加固,擴(kuò)大鋼筋的直徑范圍,使鋼筋對于鋪裝層有足夠的支撐和保護(hù)作用。

        4.3 對鋪裝層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)

        橋面鋪裝補(bǔ)強(qiáng)宜采用鋼筋網(wǎng)與鋼纖維混凝土,由于高速公路會受到極強(qiáng)的壓力,可能在薄弱處受到?jīng)_擊,內(nèi)部結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生彎曲、斷裂,那么在維修的時候添加可以這樣的材料,使這些問題得到解決,并增強(qiáng)高速公路鋪裝層的抗壓能力,減小外部壓力對于公路的沖擊,削弱外部影響。此外,由于高速公路內(nèi)部的防水層具有柔韌性,且混凝土在一些特定條件下會發(fā)生開裂,為了解決這些問題,可以在混凝土中摻配聚丙烯纖維。

        5 結(jié)語

        綜上所述,結(jié)合高速公路鋪裝層發(fā)揮作用的原理,早期的破壞原因包括設(shè)計、構(gòu)造、施工和外界原因,這些原因的綜合作用會使高速公路易受到破壞,產(chǎn)生重大安全隱患,對人們的生命財產(chǎn)安全造成影響。因此,應(yīng)逐步改善這種局面,研究影響高速公路質(zhì)量隱患的原因所在,并積極探究解決的策略,以延長高速公路的使用壽命,保證高速公路的質(zhì)量,促進(jìn)我國交通建設(shè)事業(yè)及高速公路的發(fā)展,從而降低交通事故發(fā)生率,為人民造福。

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