沿海高速（共4篇）
沿海高速 篇1
桥梁是高速公路的重要组成部分, 桥梁养护的好坏直接影响到高速公路交通行车的安全和畅通。特别是广大沿海地区, 由于受大自然中风、雨、雪、霜和盐渍的侵蚀以及环境污染的影响, 自身老化和破损加剧, 使桥梁“寿命”缩短, “衰老”加快。现实中受“重建不重养”、“养路不养桥”的思想的影响, 桥梁结构也会过早损坏, 修复较困难, 需要花费大量的人力、物力、财力, 并会造成长时间的交通不便。因此, 全面加强高速公路桥梁的养护与管理, 已刻不容缓, 更是迫在眉睫。
1 沿海高速公路桥梁养护刻不容缓
近几年, 随着经济的快速增长, 高速公路的交通量不断增加, 再加上超限超载现象、历史原因、自然因素的危害以及管养部门的内部原因等, 都是造成桥梁养护问题的重要原因。
1.1 高速公路交通量剧增, 加快了桥梁老化的步代
近几年, 沿海城市国道交通量平均每年以12%的速度递增, 省道交通量平均以8%的速度递增, 汽车拥有量平均每年以11%速度递增。巨大的交通压力使高速公路不堪重负, 疲劳衰减加速, 路面衰减严重, 部分高速公路已提前进入大修养护状态, 成为社会关注的焦点。
1.2 车载加重增加了桥梁的负荷, 加快了桥梁损坏的进程
公路运输车辆不仅在数量上明显增多, 而在车重上也显著增大, 大件车、集装箱车、超重车、超标准的特殊车辆的出现, 增加了桥梁的疲劳程度, 由于原桥设计荷载等级偏低, 已不适应目前大件车、集装车、超重车增多的新情况, 另外车辆超重、超载装货现象已较严重, 加快了桥梁的老化和损坏。
1.3 桥梁修建中有些质量较低, 造成桥梁使用的“先天不足”
相当数量的桥梁, 尤其是早期高速公路上的桥梁, 在修建当时, 由于资金短缺, 设计、施工标准均较低, 加之技术管理薄弱, 施工质量未能保证, 在养护维修中又得不到及时处理, 造成了病害的加剧和演变。加上后天的腐蚀, 梁板出现了不少的结构性裂缝, 且露筋现象严重。
1.4 沿海地区, 桥梁结构受大自然中风、
雨、雪、霜和盐渍的侵蚀以及环境污染的影响, 加快了桥梁的自身老化和破损, 使桥梁“寿命”缩短, “衰老”加快
沿海地区水中硫酸盐、镁盐的含量较高, 对混凝土结构的侵蚀作用不容忽视。水泥混凝土是由水泥、碎石、砂、水四中材料组成, 水泥是混凝土中最易受侵蚀的部分, 它由硅酸盐水泥熟料与水反应而产生的, 它们遇到水中酸类或某些盐类物质时, 就能相互作用, 破坏混凝土结构, 造成钢筋锈蚀, 导致混凝土开裂。
2 沿海高速公路桥梁养护措施
沿海高速公路桥梁的运营安全不仅直接关系到人民群众的生命财产安全, 而且关系到公路部门的信誉与发展, 关系到国民经济和社会稳定的大局。所以, 提高对桥梁养护管理的认识, 健全桥隧管养制度, 加大对桥梁的经常性巡查和定期检查工作, 组建专业化桥梁养护队伍, 结合桥梁加固、改造等方法, 及时消除桥隧存在的病害和安全隐患, 延长桥梁的使用寿命, 提高其通行能力既必要又重要。
2.1 提高对桥梁养护管理的认识
从以上沿海高速公路桥梁养护管理工作的薄弱状况看, 有必要加强对桥梁养护管理的认识, 克服“养路不养桥”, “重建不重养”的不良倾向, 把沿海城市公路桥梁养护管理提高到一个新水平。桥梁是公路构造物的一个重要组成部分, 公路的全面养护管理包括对桥梁的养护管理, 养护中要克服“重路面轻桥梁”的思想, 在桥梁的养护中要加强日常性养护维修, 否则会造成桥梁寿命缩短。因此, 应该高度重视桥梁的养护工作, 并加强对桥梁的日常维护, 在完美的状态下, 在正常的功能中, 提高高速公路的使用寿命。
2.2 建设桥梁养护工程师队伍和养护队伍
公路桥梁养护专业性强, 技术含量高, 桥梁养护工程师作为桥梁养护措施的制定和实施者, 是保障桥梁养护质量优良的关键。在桥梁管养方面, 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, 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;公路桥梁的具体养护由专业技术人员承担, 针对桥梁养护工作的需要, 要逐步培养骨干, 成立专业养护队, 这些技术人员必须通过专业考核, 持证上岗。努力做到专业人员、专门程序、专用方法, 以保证桥梁工程师的工作部署落实到位, 随时掌握桥梁的使用状况, 处治各种危急突发事件。另外, 养护人员应不断更新知识, 不断学习国内外养护先进技术, 采取行之有效、科学合理的养护方法为公路建养。只有人员精干、技术全面、机械配套、安全措施完备的专业化养护队伍, 才能做好公路桥梁的养护工作。
2.3 加大养护路政的巡查力度, 营造良好公路通行环境
在桥梁养护工作方面, 积极和沿线各级政府及养护道班配合, 做好沿海公路控制区的管理, 加大养护路政的巡查力度。加强桥梁养护管理力度和日常检查频率, 建立桥梁的检查、巡查、上报制, 明确具体责任人及其职责, 加强桥梁的观查、监控, 做好观测记录, 确保桥梁营运安全;在巡查中发现问题及时处置, 特别是出现影响到车辆行驶和行人安全的情况, 应及时组织力量修复加固, 在危桥和桥涵处设置醒目标准的警示、绕行等标志, 密切关注危桥的技术状况的变化, 避免意外事故的发生;对汛期等自然灾害危及桥梁安全时, 应及时启动抢险应急预案, 采取紧急措施, 确保公路正常通行。同时应从源头上治理超限、超载运输, 降低养护成本。
2.4 提高养护科技水平, 增加工作的科技含量
公路养护也需要专门的技术依托, 不是简单的修修补补, 借鉴国外先进的公路养护技术, 引进国外先进的技术设备, 依靠科技进步实现公路养护现代化是保证养护工作持续健康发展的必由之路。养护技术的改革主要是要摆脱以往较为落后的人力养护, 走机械化、自动化养护的道路, 加大养护设备投入, 购置技术先进、性能完备的养护机械, 加快机械化进程。同时, 要增加养护工作的科技含量, 提高科技创新能力, 强化科技成果转化, 积极推广应用节能新技术、新工艺、新装备, 改变公路养护手段, 促进公路养护持续健康发展。
结束语
随着交通事业的蓬勃发展, 我国桥梁建造技术已进入世界先进水平的行列, 随之而来对桥梁养护提出了更高的要求。各级公路设计, 建设和养护部门应高度重视, 提高安全意识, 坚持“预防为主, 防治结合”的基本原则, 切实采取有效措施, 充分发挥养护实力, 确保公路桥梁的安全畅通。
参考文献
[1]江文新.高速公路桥梁养护与管理问题探讨[J].广东科技, 2008 (6) .
[2]沈虎雷.浅析高速公路桥梁养护管理[J].管理与财富, 2009 (8) .
沿海高速 篇2
福泉高速公路扩建工程福州段位于闽东南沿海冲海积平原地貌区,沿线软土较发育,多为硬壳软土路段,岩性为黑色、灰色淤泥,质地细腻,厚度大,许多在10m以上,最厚20m。
本次研究主要通过采集福泉高速公路路扩建工程福州段沿线软土试样室内土工试验所得的物理力学性质指标数据,运用数理统计,建立各指标间的相关方程, 并验证方程的相关性,从而得出各指标间相关性较好的方程,作为工程实践中快速估算软土指标的依据,既能提高工作效率,又能节约工程费用。
2软土工程性质特点
通过钻探钻取原状土样,进行了室内物理力学性质试验,样品总数为400多组。 试验内容包含其基本的物理试验、力学试验,本次研究未对试验结果进行舍弃, 统计时包含了所有试验样品,分为淤泥和淤泥质土分别统计,其物理力学试验结果见表1。
由表1可以看出福州盆地地区高速公路沿线软土具有高含水率、高孔隙比的特征,而且参数变异系数较小。淤泥的含水率和孔隙比平均值分别达63.5%、1.702; 淤泥质土的含水率和孔隙比平均值分别达50.6%、1.362。同时该地区软土还具备高压缩性、低强度的特征,其中室内直接剪切试验结果变异性偏大。
3软土参数相关性分析
3.1相关性分析
通过分析软土物理力学参数,可以得出某些参数间具有相关性,现将压缩系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角与含水率、湿密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数之间的关系进行拟合。其部分相关关系图见图1-6。并得出它们间的回归方程,对方程的相关性进行检验,发现部分参数间的相关性远高于相关系数临界值,见表2。
由回归方程的相关性检验可知。软土的天然密度与含水率之间有很好的相关性,且为负相关关系;压缩系数与孔隙比有较好的相关性,为正相关关系;另外压缩模量与孔隙比、液性指数的相关性也较好;它们的回归方程有意义。此外, 软土的压缩系数、压缩模量与液限、塑限、塑性指数相关关系不显著,回归方程无意义,本文就不一一罗列。
3.2相关关系结果分析
含水率越大,单位体积土中水的含量越多,而水的密度较土粒密度要小,单位体积的土的质量越小,因此土的天然密度与含水率成负相关关系。天然孔隙率越大,软土越容易被压缩,一定应力情况下孔隙率变化也大,压缩系数就越大, 因此压缩系数与孔隙比正相关。根据土的液性指数可以直接判定土的软硬状态, 它与土的天然含水率正相关,而土的天然含水率与压缩系数正相关,因而土液性指数越大,压缩系数就越大,压缩模量就越小,因此压缩模量与液性指数成负相关关系。以上拟合的回归曲线规律与土力学中相关理论相吻合。
4结论
(1)福泉高速公路沿线软土具有高含水率、孔隙比大、高压缩性、低强度的工程特性,且含水率、孔隙比等参数变异性小。
(2)福泉高速公路沿线软土的天然密度与含水率,压缩系数与孔隙比,压缩模量与孔隙比、液性指数,粘聚力与含水率、压缩系数之间的相关性较好,经相关性检验,它们间的回归方程有意义。
(3)对于相关性较好的一些软土物理力学参数,可以利用它们间的相关方程进行指标数值的估算,如天然密度与含水率之间,天然密度数值的获取时间短, 利用相关方程,用天然密度来估算含水率,既节省了费用又提高了效率。
参考文献
[1]马正文.昆山软土工程特性及参数相关性分析[J].科技创业月刊,2011(2)
沿海高速 篇3
广东西部沿海高速k64+000—k67+000段, 随着沥青路面使用年限的增加、沥青路面不断老化, 病害增加, 使用功能不断降低。适时对沥青路面实施微表处, 是一项较好的预防性养护技术。研究和总结微表处施工技术及质量控制, 对改善沥青路面使用性能、延长其使用寿命、节约投资具有十分重要的意义。
2 微表处的适用范围
微表处作为预防性养护的有效方法之一, 主要应用在改善路面的抗滑性能、降低路面渗水、进行车辙修复等方面。本次微表处厚度为lcm, 实施微表处技术不能增加路面抵抗变形的能力, 期望1cm厚的微表处能治百病是不现实的。以广东西部沿海高速公路为例, 在实施微表处前对拟实施路段根据路面病害情况进行分析, k64+000—k67+000路段的基层、底基层强度足。实施微表处的原路面结构强度满足要求。
3 微表处的原材料选用
微表处混合料是由合理配比的乳化沥青、改性剂、集料、水和填料等组成的, 材料质量的好坏直接关系到混合料的性能。微表处混合料中, 集料重量占到了混合料总重量的90%以上, 而改性剂则是微表处区别于普通稀浆封层最重要的特征之一。因此, 集料和改性剂质量的好坏直接影响混合料性能。
3.1 集料的选择
微表处成败与否的关键是集料。由于其功能是制造一个封闭、粗糙的表面, 石料的耐磨耗性特别重要。故微表处所用集料, 特别是粗骨料部分应该使用耐磨耗的硬质石料, 规范要求集料的砂当量不低于65%, 高于对普通稀浆封层用集料砂当量不低于45%的要求。也高于规范中高速公路沥青面层用细集料砂当量不小于60%的要求。对不同砂当量值的集料进行湿轮磨耗试验, 结果表明:砂当量越低, 混合料的湿轮磨耗值就越大, 耐磨耗能力也就越差;砂当量低的集料还可能使改性剂无法发挥改性效果;因此微表处用集料砂当量不宜低于65%。
3.2 胶乳改性剂的选择
本次微表处混合料选用胶乳改性剂。胶乳改性剂的加入, 一方面改善了沥青本身的高温稳定性和低温延伸性, 同时又可以增进沥青与石料之间的裹附性能, 改善混合料的耐磨耗能力。壳牌生产的沥青改性胶乳 (用量3%) 可以使乳化沥青蒸发残留物的针入度降低20%～30%, 软化点增高5～7℃, 5℃延度增至80cm以上.混合料的湿轮磨耗值减少20%以上。对乳化沥青和微表处混合料均表现出好的改性效果。
4 微表处混合料的设计
4.1 矿料级配
⑴微表处级配宜粗不宜细。随着微表处使用期的延长, 最初外观表现较好, 级配较细的微表处, 出现抗滑功能不足的问题, 而最初表观粗糙的微表处, 不仅外观效果变得美观, 而且保持了良好的抗滑性能。因此, 微表处用于交通量大、重载车多的西部沿海高速公路时, 不宜采用Ⅱ型级配, 而应采用Ⅲ型级配。
⑵谨慎使用间断级配。间断级配存在施工和易性的问题, 但间断级配曲线将加重矿料在运输、装载过程中出现粗料与细料离析的现象, 影响摊铺的均匀性。
此外, 间断级配会显著影响混合料的使用效果, 这种级配往往会造成微表处表观不均匀、大料容易飞散。
4.2 油石比的确定
⑴根据实际情况选择油石比:
(1) 原路面情况。如果原路面有泛油, 特别是对于采用以前高标号沥青的, 微表处材料层可以采用较小的油石比;如果原路面贫油, 或者原路面沥青老化较严重时, 可以考虑采用稍大的油石比;原路面表面层空隙率大或渗水严重的, 宜采用稍大的油比。
(2) 交通量的大小。交通量大, 微表处应采用较小的油石比;交通量较小的, 微表处可以采用相对较大的油石比。
(3) 高温季节微表处施工, 油石比宜小不宜大。
⑵在允许的油石比范围内, 微表处混合料的油石比宜小不宜大。
综合考虑, 本次油石比为10%。
5 微表处的施工质量控制
5.1 稠度
⑴稀浆混合料在进入摊铺箱后应保持良好的和易性。混合料过于粘稠, 易造成破乳过早, 并影响铺层的平整度, 还会在刮平器作用下留下刮痕。如果过稀则混合料会离析, 影响路面的摩擦系数, 并导致泛油、粘结力下降、铺层的厚薄不均。在混合料的配比设计中, 用水量已被确认, 因现场集料的含水量、温度、湿度、路面的吸水情况等条件都会有所偏差, 故在施工中我们应根据实际情况作相应调整, 以保证混合料合适的粘稠度。
⑵摊铺过程中微表处混合料的稠度是保证摊铺质量的关键指标, 必须及时进行检测。
5.2 破乳时间
破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因, 稀浆混合料应该在搅拌和摊铺过程中保持必要的稳定性, 过早的破乳造成沥青结团, 厚薄不均、刮痕等现象, 而且对封层与路面的粘结非常不利, 破乳时间过长会影响成型时间。解决办法是通过调节水量或适当加入一些化学添加剂来实现对破乳时间的控制。
5.3 预湿水
天气过于干燥炎热时, 对原路面进行预洒水, 有利于稀浆对原路面的牢固粘结。控制以路面无积水为宜, 洒水后可立即摊铺。
5.4 接缝
纵缝与摊铺方向平行, 是影响封层总体外观的重要方面, 因此纵缝的处理非常关键。在先铺筑的接缝处进行预湿水处理有助于稀浆混合料的连接, 而用橡胶刮耙处理接缝处的突出部分非常有效, 再用扫帚进行扫平, 使纵向接缝变得平顺, 总体外观更佳。良好的横向接缝对于防止水分下渗和形成悦目的外观极为重要。首先在起点处, 当摊铺箱的全宽度上都布有稀浆时, 就可以低速缓慢前移, 这样就可以减少箱内积料过多而产生的过厚起拱现象。施工时在起点的摊铺箱下铺垫一块油毡, 当摊铺机前进后, 将油毛毡连同上面的混合料一道拿走, 保证一个非常平整的起点和良好的外观。当摊铺机所携的任何一种材料已经用完时, 操作手力求摊铺箱内混合料分布均匀。一般情况下, 摊铺终点的稀浆混合料会不均匀, 应往回铲除1～2m的长度;下一车的摊铺应从上一车的终点倒回30～50cm的距离, 铺好油毛毡再开始摊铺;当进行最后一车时, 终点的处理采取人工整平, 并做出一条直线。
5.5 加水量
某一种石料和乳化沥青, 当外加水量为某一范围时, 可以成为稳定的稀浆。机械作业时的外加水量, 可以采取允许范围的中值。若加水量过少, 拌和时的和易性及均匀性都受影响, 甚至拌不出稀浆。
5.6 超径颗粒及细料凝块
石料中难免会有超径的颗粒, 这些颗粒有可能会卡住搅拌轴, 引起机械故障。更有可能卡在橡胶刮板下面, 形成纵向划痕。矿料受潮时会产生细料凝块, 这种凝块也容易造成纵向划痕有时也可能在摊铺箱下压碎, 给封层表面留下一条松散的浅色痕迹、通车后这条痕迹很容易跑散而形成一条凹槽。为避免这种现象, 所以在矿料装入矿料箱前将矿料过筛。
5.7 摊铺箱
摊铺箱的功能是把混合的稀浆以一致的形式分布在路面上。摊铺箱的清洁非常重要, 每天工作结束后清洁摊铺箱。在每车摊完的间隙内, 也清洁摊铺箱和后面的橡胶刮板。如果在橡胶板的边缘堆积过多凝固的颗粒, 会在摊铺时形成划痕。摊铺箱侧面安装橡胶板以使侧面保持整洁。摊铺箱的钢板厚度一致, 这样在摊铺的封层表面就不会留下纵向不均匀的划痕式凸起的条纹, 橡胶刮板的宽度、厚度和硬度满足理想摊铺效果的需要。
摊铺箱的拖动保持平稳无振动, 机器的速度一致。摊铺速度也受道路等级、石料级配、稀浆稠度和原路面的影响。
5.8 刮板与拖布
合适的橡胶刮板可以保证封层所需要的厚度。如果刮板材料太厚太硬, 就会使混合料分离并挡住大颗粒, 使其不能摊铺出去, 形成划痕;如果刮板太软太薄, 就会造成多层稀浆通过刮板。拖布的长度、重量、纹理和厚度随着集料的级配和稀浆系统进行调理, 当拖布被磨损或沾满沥青变硬时就更换。
5.9 摊铺速度
正确的摊铺速度对项目成功起着非常重要的作用。过快会引起波纹、推移和离析。摊铺的速度根据路面的状况进行调理。在铺较薄的封层时, 摊铺速度对封层的影响更加显著。摊铺速度主要取决于2大因素, 一是集料的级配, 二是原路面的表面纹理。
5.1 0 摊铺厚度
微表处摊铺厚度的控制也是微表处施工中的一个环节。不合理的厚度会减少微表处的寿命。在级配范围中的曲线如靠近粗的一侧, 亦即集料中大颗粒的比例较大时, 就必须铺得厚一点, 否则大骨料就不能嵌入封层当中, 并容易被刮板带起形成划痕。反之, 级配靠近较细的一侧, 即集料中细料比例较大时, 就需要铺得薄一点。微表处的设计厚度为稀浆中最大颗粒的粒径, 如果强行将封层铺厚或铺薄, 将造成封层稳定性差, 易出现松散、泛油和车辙等病害。现有路面的粗糙程度直接影响稀浆的摊铺厚度, 表面的孔隙越多, 需要填充的材料就越多。所以本次摊铺厚度确定为1cm。
6 结语
沿海高速 篇4
1.1 工程规模
我省某已建高速公路呈东西走向, 北部毗邻渤海金州湾, 沿线地形平坦开阔、低洼, 以山前冲海积平原为主。
沿海段设大桥3座, 合计桥长1900.6m, 其上部结构以现浇钢筋混凝土连续箱梁和25m跨预应力混凝土空心板为主。下部结构为柱式墩, 桩基础。
1.2 工程现状
2008年5月, 发现桥梁工程中大量的桥墩和部分梁板混凝土发生表面剥蚀, 病害形态多呈鱼鳞状点蚀, 剥蚀多发生在粗骨料表面。根据调查, 目前已经发生腐蚀的混凝土墩柱已达130个左右。
根据统计分析发现, 墩柱、盖梁和个别梁板均是在面向北偏东方向一侧出现了不同程度的混凝土剥落和腐蚀, 严重的 (主要是靠近海边) 北偏东向的混凝土表面已面目全非, 而远离海边的桥墩北偏东向的混凝土表面仅有轻微剥蚀或有即将剥蚀现象。而除剥蚀面的其它位置, 混凝土基本完好。
2 试验准备工作
针对上述混凝土病害问题, 根据上述混凝土剥蚀的特点和程度, 经过分析研究, 初步认为上述病害系受海洋季风作用下的“盐冻腐蚀”。
一般来讲, 混凝土早期受冻会使混凝土表面爆裂, 强度损失严重, 对结构的承载力和耐久性影响很大。处于寒冷潮湿环境的混凝土在冻融循环的反复作用下, 将引起混凝土表层剥落和开裂, 对结构的耐久性危害很大。北方沿海地区, 由于受盐类化合物与冻融循环共同作用引起的盐冻破坏是一种最严重的冻融破坏, 其破坏程度和速率比普通冻融破坏要大得多。
2.1 盐冻破坏区别于其他破坏形式的主要特征
(1) 表面分层剥落, 骨料暴露, 但剥落层下面的混凝土完好, 传统的钻芯取样实测强度不低;
(2) 破坏速率快, 对未采用防盐冻措施而使用除冰盐者, 少则一冬, 多则数冬, 即可产生严重盐冻破坏;
(3) 在没有干扰的剥蚀表面或裂缝中可见到白色盐结晶体 (以氯盐为主) 。
2.2 检测内容
为了进一步了解该工程混凝土病害的数量和程度, 探究发生腐蚀的原因, 评价目前该工程混凝土质量, 进而提出对应的防护处理方案, 设计单位会同大专院校实验室就该工程主要基于结构自身和环境影响进行物理、化学的检测。主要检测内容包括:
(1) 原材料质量检测, 主要包括细骨料质量检验和粗骨料的黏附性、剥离物的化学结晶检验, 以及混凝土外加剂、混凝土拌和和养护用水的质量检验等。
(2) 混凝土腐蚀情况现场普查。
(3) 混凝土施工质量检验:主要包括混凝土内钢筋分布、钢筋保护层厚度检验, 混凝土抗压强度评定, 混凝土密实性评定, 混凝土配合比反演等内容。
(4) 混凝土盐冻实验:主要包括剥离物化学结晶物检验, 组合盐冻试验等内容。
(5) 混凝土病害的危害评定及加固方案可行性研究。
3 主要试验检测结果
通过以上的试验检测, 经分析论证, 初步得出以下结果:
3.1 混凝土腐蚀发展过程和病害程度
(1) 该工程混凝土腐蚀主要发生在2007年的冬季和2008年的春季, 经过了一个冻融期循环, 至2008年5月已非常显著, 其后经观察无显著发展变化。
(2) 现场检验结果表明, 病害率达到70%以上, 各桥墩柱混凝土的腐蚀病害均发生在迎海的方向上 (即北偏东方向) , 病害沿墩身纵向分布, 与未发生腐蚀部分的混凝土界限分明。
(3) 目前腐蚀均发生在混凝土的表层区域, 最大剥蚀深度为5mm, 未见裂缝进一步扩展和钢筋锈蚀。
(4) 部分桥梁构件, 尤其是靠海和海上的桥梁腐蚀最为严重, 受腐蚀面积最大, 桥墩、主梁靠海面有大量网状裂纹, 局部混凝土剥落, 骨料暴露。
3.2 原材料质量检验结果
经检验, 混凝土原材料中的细骨料 (砂子) 、混凝土外加剂和拌和养护用水质量满足有关质量要求, 粗骨料符合要求, 混凝土拌和物具有较好的粘聚性。
3.3 混凝土施工质量检验成果
(1) 经抽样检验, 结构中钢筋用量、分布以及保护层厚度基本符合设计要求。
(2) 通过采用回弹法检测, 部分桥墩身混凝土质量较差, 强度不满足强度要求 (仅能满足25号混凝土强度) , 最低强度仅有21.5MPa。其余各墩强度基本满足设计要求。
(3) 本项目中的三座桥梁基本处于一般盐害/重盐害环境, 经对部分墩柱混凝土的氯离子渗透实验表明, 氯离子渗透性为中级, 不适合于盐害区环境。
(4) 经混凝土配合比反演和混凝土内外质量对比评价, 混凝土实际配合比与设计配合比基本一致, 混凝土内外质量基本一致。
3.4 混凝土盐冻试验结果
(1) 通过在腐蚀的混凝土表面剥取剥蚀部分混凝土, 并取内部未发生腐蚀的混凝土进行对比分析发现表层试样中的Na2O、SO3和Cl-的含量明显高于内部混凝土, 此结果表明, 该工程混凝土表面受到了氯盐和硫酸盐的侵蚀, 并遭受冻害影响, 是比较典型的盐冻破坏。
(2) 通过室内的氯盐冻融和硫酸盐冻融试验以及氯盐和硫酸盐混合盐冻室内试验, 进一步证明了上述结论, 其中尤其以氯盐和硫酸盐组合盐冻的破坏程度为大。
(3) 试验同时考虑经环氧树脂表面处理的混凝土芯样的抗盐冻能力, 结果表明, 利用环氧树脂进行表面防腐的效果比较理想。
4 混凝土病害原因初步分析
根据混凝土病害的实际情况和分布特征, 以及上述调查和试验分析结果, 初步认为:
(1) 形成病害的主要原因是在北东向携带较高浓度海盐的风力作用下, 混凝土构件在该朝向承受较高浓度氯盐和硫酸盐的附着和直接侵蚀, 同时由于项目地区年冻融循环次数达100多次, 进一步加重了混凝土构件的腐蚀, 因此, 该病害是典型的“盐冻”腐蚀。
(2) 通过对材料的检验, 混凝土中粗骨料偏多, 导致骨料外表层砂浆偏薄, 在风力和外部因素影响作用下, 极易在骨料周围形成细微裂隙, 在海风和冻融的进一步影响下也容易导致混凝土表面层疏松, 导致剥落。
(3) 部分混凝土强度未满足设计要求, 混凝土密实性属中级, 抵抗氯离子侵蚀能力不足, 抵抗盐冻能力偏差, 这也是出现该病害的一个原因。
5 混凝土病害的初步处理方案
在海洋大气及海水环境的混凝土防腐蚀采用高耐久性、高抗氯离子渗透性、高强度以及良好工作性的高性能混凝土是基本措施, 另外在混凝土表面尚可采用防腐涂层。其涂层涂装范围为表湿区 (浪溅区及平均潮位以上的水位变动区) 和表干区 (大气区) 。
涂层系统的设计使用年限应不少于10年, 涂层施工时混凝土龄期应不少于28 d。防腐蚀涂料应具有耐碱性、附着性和耐蚀性, 底层涂料尚应具有良好渗透能力, 表层涂料尚具有耐老化性, 表湿区防腐涂料应具有湿固化、耐磨、耐冲击和耐老化等性能。涂层与混凝土粘结力不小于1.5MPa。
鉴于目前混凝土病害仅发生在混凝土表面, 尚未危及内部混凝土, 建议对全部混凝土墩柱、盖梁等进行防腐处理, 对混凝土强度不足, 病害严重的, 必要时进行补强防腐处理。
初步拟订防腐处理措施如下:
(1) 清除构件表面氯离子含量超限厚度范围的混凝土及盐冻破坏层, 直到新鲜混凝土层再做涂层。
(2) 用环氧调和腻子 (厚1000～2000μm) 对混凝土基面进行找平。
(3) 采用环氧树脂封闭漆作为底漆 (30μm) , 采用环氧树脂漆作为中间漆 (2道, 每道厚150μm) , 采用丙稀改性脂肪族聚胺脂作为面漆 (2道, 每道厚100μm) 。
(4) 对墩柱混凝土强度不足的, 验算承载力是否满足要求, 有问题的采用碳纤维套箍进行补强, 并在碳纤维外层采用喷砂涂水泥浆以防纤维老化。
6 小结
北方沿海地区混凝土桥梁, 尤其是处于水位变化处的混凝土桥墩, 冻融破坏较为普遍, 表层混凝土剥落, 剥蚀破坏由表及里, 发展很快, 减小了截面尺寸, 影响结构安全。混凝土冻融破坏发展速度快, 一经发现冻融剥落, 必须密切注意剥蚀的发展情况, 及时采取修补和补强措施。
参考文献
[1]张树仁, 王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京:人民交通出版社, 2006.
[2]刘真岩, 周建斌.旧桥维修加固施工方法与实例[M].北京:人民交通出版社, 2005.