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关于道路桥梁防腐材料的研究分析

2019-01-21坤,曹

中国资源综合利用 2019年9期
关键词:面层路桥防腐

黄 坤,曹 峰

(吉林建筑科技学院,长春 130114)

根据国民经济和社会发展战略部署,我国制定了《国家公路网规划》(2013-2030),该规划是公路交通基础设施中长期布局规划,体现了我国发展综合交通运输的战略方针,是指导国家公路长远发展的纲领性文件。而道路遇到江河湖泊或山谷深沟等就需要修桥,因此路桥具有同样重要的意义。在设计建造过程中,人们不仅要对路桥设计进行优化,还要对其进行合理的防腐防护,这样才能保证路桥的安全质量,延长使用寿命,这就要求人们更加注重对混凝土的防腐处理[1]。

1 路桥工程材料的研究内容

路桥工程材料是道路和桥梁等交通基础设施建设和养护的物质条件,其品质和类型决定了路桥工程的使用性能和服务寿命。纵观我国公路路面的发展历程,从低级的砂石路面、渣油路面到高级的沥青混凝土路面、水泥混凝土路面,道路工程材料的进步与发展,支撑了路面性能的提升与结构形式的革新。随着交通事业的不断发展,人们对路桥工程材料提出了更高的要求,科学选择路桥工程材料,合理进行设计与利用,是保障和提高路桥工程质量的基础和关键。

1.1 路桥工程材料的要求

在路桥工程的使用环境中,行车荷载和自然因素对道路路面结构的作用,会随着深度的增加而逐渐减弱,对于材料的强度要求、承载能力以及稳定性要求也逐渐降低,因此路基以上采用不同质量、不同规格的材料,通常由下而上铺筑,结构层是由垫层、基层和面层等组成。垫层位于基层和路基之间,其主要作用是改善路基的湿度和温度状况,减少路基变形,通常在季节性冰冻地区或土基水温状况不良的路段中设置,保证面层和基层的强度、稳定性和抗冻能力,其需要具备足够的水稳定性。垫层常用碎石、砾石混合料、结合料稳定类混合料等材料;基层位于面层之下,主要起到传递荷载的竖向应力的作用,此层的材料应有足够的强度、刚度以及扩散应力的能力,应具有足够的水稳定性和耐冲刷性,保证面层结构的稳定性,常用的材料有稳定类混合料、碎石砾石混合料、天然砂砾、碾压混凝土和沥青稳定集料等;面层直接承受荷载,并受到自然环境中温度、湿度变化的直接影响,因此面层材料应有足够的强度、稳定性和耐久性等,其层面常用的材料主要是沥青混合料、水泥混凝土、粒料和块料等[2]。

桥墩和桥桩结构应具有足够的强度、承载能力、抗渗透性、抗冻性和抗腐蚀能力,以抵抗外部环境介质的侵蚀;桥梁的上部结构应具有足有的强度、抗冲击性及耐久性等,桥面铺装层一般使用沥青混合料和各种防水材料等。

1.2 路桥工程材料的研究内容

材料的矿物成分和组成结构决定了材料的特性,对其技术性能有显著的影响。各类混合料中,组成材料的相对质量和比例影响材料的组成结构状态,这种状态决定了混合料的基本技术性能,包括物理性能、力学性质、耐久性和工艺性等。

2 混凝土路桥损坏的原因

2.1 自然环境影响

某些不利气候条件对混凝土路面损坏极大。例如,我国北方冬季寒冷,路面的积雪、冰冻连续不断,使得在清雪过程中不得不用融雪剂,而融雪剂的主要成分包括氯化钠、氯化钙、氯化镁等添加剂,会产生盐冻、盐蚀,严重破坏混凝土路桥面,并逐渐向内渗透。大风、酸雨也在一定程度上加快了对路桥的腐蚀。由于混凝土结构本身具有一定的吸水性,而水又通过冻融循环对混凝土路面造成持续破坏。其次,路桥本身需要承受一定的荷载,某些特定时间、交通量较大区域或者重型卡车超重等会导致混凝土路桥路面出现变形、裂缝、表面大面积脱落等情况。

2.2 自身原因

路桥材料多为混凝土材料,特别是桥梁构建在建造时存在一定的技术工艺缺陷。例如,会存在一些细小的缝隙没有处理得当,又如结构缝、抗震缝、沉降缝、伸缩缝等漏水造成的钢筋腐蚀、保护层脱落等情况的出现,这在长期使用过程中会影响路桥的安全质量,缩短使用寿命。

外在原因和内在原因给路桥带来的破坏较大,人们要特别重视对钢筋混凝土的防腐处理、养护,钢筋混凝土的防水防腐及养护是提高路桥耐久性的有效途径。

3 路桥防腐分类、方法与措施

3.1 路桥防腐分类

道路桥梁防腐工程主要包括混凝土结构防腐、钢结构防腐、钢筋混凝土结构防腐、木结构防腐和沥青混凝土防腐[3-4]。如今,路桥工程中应用的防腐措施可以分为两大类,一类是利用基本措施防腐,例如,提高混凝土的密实度,采用耐候钢、合金钢、采用合适的保护层厚度,利用材料本身的性能抵御外界的腐蚀;另一类是利用附加措施防腐,如增加表面面层防护、利用阴极防护技术、喷涂钢材阻锈剂等。

3.2 国内外防腐方法

硅类防水、防腐技术是国外广泛应用的技术方案,它主要用于公路、高架桥等的防腐处理。国内引进和我国自行研制的硅烷防水剂、DPS 永凝液、TS防水防腐剂、1500 防水剂等,在北京、上海等地都得到了广泛的应用,实践证明这些应用取得了良好的效果。

3.3 防腐措施

在路桥的建设和使用过程中,最严重的腐蚀就是盐蚀和碱蚀,人们要对各种腐蚀进行仔细分析,结合当地实际情况提出有效的防腐措施。首先就是需要建立刚性的防水机制。在路桥的建设工程中,水分对路面的影响特别大,同时也是导致路桥出现盐蚀和碱蚀的罪魁祸首。为了有效避免这种情况,人们应该构建防水机制,其间可以采用先进的科学技术,开展防水施工和防水处理,或在渗透层放置防水材料,减少水分的侵入,提高路桥的防水性能,降低出现盐蚀和碱蚀的概率。其次,人们在处理过程中还可以利用透明涂膜,它的特点是防水耐水、有弹性、质地柔软,可以起到隔离的作用,隔绝腐蚀物和混凝土的接触。

4 路桥的维护与管理

路桥建成通车后,要经历很长一段的使用过程,随着时间的推移,其使用功能不断下降,同时,各种病害也日益加重。为了保障道路行驶安全,路桥养护就显得尤为重要,如何采用科学的、合理的养护技术,优化路桥养护管理,延长路桥使用寿命,已经引起人们的重视。一般情况下,在路桥建成后早期,路面状况良好,维护工作以日常维护为主,随着时间增长,病害出现并发展,会对路面结构和承载能力有一定程度的影响,就应采用大、中修养护手段来恢复路面行驶功能。

对于混凝土构件而言,防腐处理好之后,还需要对其进行定期的检查与养护,及时发现破损的位置并对其进行修补,对破损口进行全面的检查,如果出现表面粉化、裂纹等现象,就需要利用喷灯消除原有破损涂层并重新进行涂层。

因此,人们应考虑多重因素,同时根据地理位置、季节、周围环境和温度变化等,选择合理的施工工艺,做到因时制宜、因地制宜,采用有针对性的养护方法。例如,可以选用树脂类有机物或石油乳剂对裂缝进行处理,其最大的优点就是能够封住细小孔洞和一些裂缝,延长沥青的使用时间,从而保证路桥管理养护工作的有效进行,提高路桥的使用寿命。

5 结语

在路桥的建设和使用过程中,解决好其腐蚀性问题是工作的重中之重。因此,人们应根据实际情况、区域特点,分析防腐蚀的因素,利用科学有效的防腐蚀材料和处理方法,做好防腐工作,这样才能够保证路桥的使用质量与安全,提高耐用性,同时做好管理与养护工作,促进我国道路桥梁的可持续发展。

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