路基路面毕业论文模板

公路工程论文范文

导语：随着我国经济的不断发展，公路施工工作量不断提高。下面是我整理的公路工程论文范文，希望有所帮助！

摘要 ：本篇文章针对压实施工技术在公路工程路基路面中的应用一题展开了较为深入的研究，同时结合笔者的自身经验总结出了几点有关于加强公路工程路基路面压实施工技术的相关措施，其中包括含水量偏高偏低情况中的压实技术应用、开挖换土法技术的应用以及压路机的应用等等，以期能够对我国压实施工技术应用水平的提升献上笔者的一点绵薄之力

关键词 ：压实施工；公路工程；路基路面

近年来，伴随着我国经济水平的不断提升，各个城市中的公路交通行业也开始得到了较多的发展机遇与成长空间，民众开始对交通行业的服务标准提出了更高的要求。通常情况下，公路交通是整个道路交通行业中使用频率最高且应用范围最广的，因此其本身的道路质量、安全等级以及服务水平都是人们所极为关注的热点问题。基于此，针对我国公路工程路基路面的应用技术展开详细的分析是笔者乃至所有道路施工人员都需要去认真对待的一项任务。

1压实施工技术的重要性

首先，压实施工技术可以有效提升路面的强度。很多是施工单位由于经费与施工时间等多项因素的限制会导致公路的路面厚度较薄，而压实施工基础的应有则可以在保证路面强度的前提下达到应有的工程质量水平；

其次，压实技术能够让路面更具稳定性。在实际的公路路面施工过程中，路基路面的压实度越小，那么就会导致工程材料之间的空间变得越大，如果在使用过程中被雨水多次浸透的话就会大幅度降低路面的强度，进而出现路面变形或是塌陷等不安全事故；

再次，压实施工技术能够增强路面的平整度。如若公路路面的压实度较差，那么填充在路基处的土量高度就会出现高低不一的情况。如此下来，在路基进行固结的过程中就会让公路路面看起来出现大大小小的凹凸不平，十分不利于后期的正常使用；

最后，压实施工技术是确保公路路面耐久且安全的基本需要。简单一些解释，公路路面的耐久度所指的就是路面的使用寿命，其中主要包括了路面的强度、路面的稳定性、路面的平整性等等。当公路路面正式投入使用以后，任何施工技术中的小小失误都有可能导致路基路面的压实质量出现大幅度下降。基于此，确保在施工阶段中压实技术的应用水平是一项最为基础的条件保证。

2公路工程路基路面压实施工技术的要点

保证施工材料配比的均匀性

在公路工程路基路面的施工过程中，工程材料的配比变化虽然不会对土质本身的.含水量高低带来严重的影响。但由于外掺料与土壤之间的混合料比重存在着较大的区别，所以一旦出现了以上的情况就十分容易导致外掺料在完成压实作业以后表现出干容重上升的现象，进而难以真实的反映出压实度的具体程度。基于此种情况，在日后的公路工程施工过程中，施工方应当经常性的对外掺料计量展开详细的抽查，确保施工材料配比的均匀性。

保证含水量的科学性

在具体的施工过程中，土壤含水量的高低能够对路基路面的压实程度带来直接性的影响。通常情况下，土壤中的含水量如果越高，那么干密度也会随之降低，从而导致压实度也开始不断的减少。为此，工程施工人员应当尽可能的将土壤含水量控制在2%左右，此种方式一方面能够从根本上避免弹簧土壤现象的出现，另一方面则可以为路基路面压实质量的提升打下夯实的基础。

保证重型击实的标准性

在工程施工过程中，不同试件中所包含的物理指标也会存在着较大的差异性。因此，施工企业在针对重型击实与轻型击实的标准进行选择时需要重点考虑到路基路面的实际情况与施工条件。在一般状态中，公路工程路基路面都会选择重型击实标准，施工单位主要考虑到的是重型击实标准所选择试件压缩模的重点会比轻型击实高出两到四成，进而可以有效阻止路面变形情况的出现。

3加强公路工程路基路面压实施工技术的相关措施

含水量偏高、偏低情况中的压实技术应用

首先，如果公路工程路基土壤的含水量处于偏高状态，那么施工人员应当采用晾晒与风干等方式来及时进行降水量处理，并且保证对各层中的土壤都重新进行粉碎与翻晒，确保其能够完全达到路面整平的标准；其次，如果土壤的含水量处于偏低状态，那么施工人员就可以利用犁来将土壤进行翻松处理，并运用压路机来将土壤的密实度碾压至标准状态。在这里需要注意的是，整个作业的时间绝对不能够过长，施工人员应当掌握好盖土与碾压作业之间的节奏与频率，尽可能的保证土壤中的水分不会大量流失；再次，如果在施工的过程中出现降雨，施工人员要在第一时间将已经铺盖完成的土层进行平整与压实处理，并且在原有的基础之上做好相应的排水工作。在降雨过后的路基土壤中会存留大量的水分，施工人员要在其中加入一定数量的碎石土、煤灰以及碎石渣等材料，确保其密实度可以完全达到《公路路基施工技术规范》中的相关要求。

开挖换土法技术的应用

在路基路面正式开始压实作业之前，加入软土层的厚度在2M以下，那么就可以尝试应用开挖换土法来进行作业。首先将基地内部中的所有土壤都挖出，而后再将那些强度较大的碎石与灰土等不容易受到外界环境所感染与侵蚀的优良土质填充进去。在这里需要提醒施工人员的是，换土的对象所针对的并非是所有土层，例如那些持力层就没有必要进行换土作业。

压路机的应用

在开展路基路面压实技术的施工过程中，施工人员一定要确保压路机的碾压段长度与同摊铺之间的作业速度处于相互协调的状态当中，同时还要在原有的基础之上让两者长时间的保持在稳定的情况下。如果工程施工现场的条件不允许应用压路机的话，那么也可以选择用振动夯实的方式来完成压实作业。除此之外，施工人员还需要根据碾压段的长度以及其他设定条件来综合性的考虑到在压实作业过程中的温度、风速以及沥青出场温度与混合料的设定等等，切记不可根据以往的施工经常而去盲目的设定。还需要着重注意的是，公路路面沥青的混合料如果出于冷却的状态下，那么就不可以在其上面使用压实机械以及倾倒油料和矿料等，要保证公路工程路基路面的整洁性。

参考文献

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［3］郭国光,王志鹏.公路工程路基路面压实施工技术措施分析[J].中国高新技术企业,2013,5(9):77-79.

公路路基路面施工问题分析与解决措施

【论文关键词】公路路基路面施工措施

【论文摘要】分析了公路路基路面施工中存在的问题，并提出了一系列应采取的相关对策。 近年来，我国公路工程正在蓬勃发展，但路基路面施工中却存在着很多常见的问题，具有极大的危害性和一定的顽固性。因此，加强其研究并对其相关问题提出相关对策，已是摆在交通建设部门面前的一个重要的任务，本文通过对我年来公路施工经验的总结，提出了自己的见解。 1.路基病害因素分析 .设计 （1）路基结构层的材料弹性模量不协调引起的病害。（2）路线通过湿陷性黄土地区，地基没有做妥善处理，地表设施不完善，形成局部积水。（3）路堤原地面下较深层存在流动软卧层等。（4）路基挡土墙埋置深度的模糊设计导致路基病害。 施工 首先是在路基填筑前未对基底进行处理。其次是路基填料应选择含水量适当，容易压实的土质，如果彩和粉质土或含水量过高的黏土等填料，均不易压实，也会导致路奉产生病害。填土速度过快，对控制路基填土的临界高度重要性认识不足，在接近路基填土的监界高主时没有加强路基沉降观测，导致软土地基强度接近临界状态，路基出现承载力不足，导致基层失稳，出现病害或纵向开裂。 地质资料 不良的地质和水文条件，会导致基层失稳，当公路通过不良药质条件和较大自然灾害地区，均可能导致路基的大规模毁坏，实践表明，路基边坡的不稳定很大程度上是挡土墙的破坏引起的，其主要的原因是由于沿线地质资料的缺乏，由此产生路基稳定性的严重破坏。 2.地基病害的治理 在沿线没有地质资料，只能凭借经验与判断力来确定某一桩号的土石方比例分配，这样就会因为主观的错误判断而导致设计上的错误，因此，由于挡墙埋置深度的模糊性设计，为路基埋下不稳定的隐患，为确保路基稳定，所以首先要求增加沿线的地质资料。 提高施工管理 施工管理中，技术管理是关键，路基病害技术管理上常见的有两个方面（1）高填方路堤及路堑技术处理。（2）软土路基处理，在软土地基处理施工和路基工程的施工中必须采取适当的技术措施。 路基病害的几种常用治理方法 路基的施工质量，是整个路线工程的关键，也是路基路面工程能否经受住时间，车辆运行荷载，雨季，冬季的考验的关键，要做好路基工程，必须扎扎实实地进行路基的填筑，尤其对原地面的处理和坡面基地的处理。 路填填料 路堤填料一般应采用砂砾及塑性指数和含水量符合规范的土，不使用淤泥，沼泽土，冻土，有机土，含草皮土，生活垃圾及含腐殖质的土，液限大于50塑性指数大于26的土，一般不宜作为路基填土。 填土路基压实 路基施工时，应严格按现行《公路路基施工技术规范》要求进行，并应通过试验路段来确定不同机上压实不同填料的最佳含水量，适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数，最佳的机械配套和施工组织，还要由一定素质的施工队伍来具体施工。 特殊地基处理 软土地基具有极大的破坏性，但从广义上讲，只要外在荷载在土基上有可能出现有害的过大变形和强度不够等问题时，我们都应该视为软基而认真对待，并进行必要的处理，一般按处理的部位可分为地苦处理和路堤处理。 完善排水设施 为了保持路基能经常处于干燥，坚固和稳定状态，必半对影响路基稳定的面水予以拦截，并排除到路基范围之外，防止浸流，聚积和下渗。同时，对于影响路基稳定的地下水，应予以断，疏干，降低水位，并引导到路基范围以外，使全线的沟渠，管道，桥涵构成完整的.排水体系。 预防措施 另外，路基病害预防措施也是一项提前治理的处理方法。在路基填筑前做好预防措施对维护路基病害也是一项重要的防治对策。在路基填筑前应对基底进行彻底的清理，挖除杂草根，树根，清除基底表面的有机土，种植上和垃圾土等，对耕地和土质松软的基底应进行压实处理，以达到对各等级道路要求的压实度，确保路基安全使用。 3.路面不平 出现路面不平的主要原因有基层平整度控制不严，甚至出现波浪式起伏。路面施工控制不力，摊铺机及压路机的操作人员水平较低，基准线或滑靴失控。从目前路面施工情况看，滑靴已基本取代基准线但仍有其局限性，因此，施工时应从路基开始，层层严格控制高程和平整度。并在保证压实度的基础上，合理控制路面面层微观构造和外观构造平整度。 4.桥梁伸缩缝和桥头跳车 由于桥头填土的沉降与桥台沉降有差异，以及伸缩缝，桥头搭板做得不好，在桥台处形成台阶，影响行车的舒适和安全，并对桥梁产生很大的冲击力，在施工过程中应注意（1）桥台后背填土应选用透水和压实性能好的回填材料，以达到最好的压实度，减少路堤填土的沉降量。（2）对于桩柱式桥台，应先填方，待填方充分沉降后，再修建桩柱式桥台从而减少结构物与填土的沉降差。（3）选用性能好的伸缩缝，并精心施工，以保证桥面伸缩处的平整完好。（4）采用有效措施尽量减少格面铺装层的裂缝。（5）做好桥头搭板或用土工路栅等新技术进行过渡。 5.沥青路面早期破损 早期破坏原因主要有路面工程片面追求平整度，而忽视压实度，要求材料到场及终压温度偏低，甚至在低温情况下过度碾压，材料配合比不当，基质沥青未达标，路面基层甚至路床，基底承载力不中，弯沉值过大，另外，由于路面基层材料的收缩而造成沥青路面的反射裂缝，也会引起早期破损，预防措施有（1）不要片面追求个别指标不合理的高水平，要全面考虑基层，面层的综合强度，舒适性，安全性耐久性。（2）在沥青混合料摊铺碾压中，严把沥青混合料进场摊铺的质量关，严格控制摊铺和初压。终压的沥青混合料温度，严格按碾压操作规程施工，防止横向裂缝的产生。（3）严格按照《沥青路面施工及验收规范》做好纵横向接缝。（4）控制沥青混合料所用沥青的延度，或采用改性沥青，拌制沥青混合料时，防止加热过度，避免沥青混合料“烧焦”。（5）在特殊潮湿，寒冷，高温地区要使用新型沥青混合料。 6.高填土下沉 下沉主要原因有：一方面在于施工因素，如压实控制不好，分层过厚，冬季施工措施不当等。另一方面在于材料因素，如最大干容重及最佳含水量有误，材料压缩系数过大，采用高塑性指数的豁性土等。针对具体情况应采取相应的措施（1）按路面平等线分层控制填土标高。按试验路路基填土厚度来控制规模施工时的填土存度。（2）在新旧填土的衔接处，严格控制填土接茬台阶的最小长度，以避免接茬超厚，压实不足。（3）防止偏夯或夯实不足，严禁超存填土。（4）在机械难于压实的地方，用适当的小型机具进行补充夯实。（5）冬季施工时应使土在未受冻的情况下回填压实，避免填土压实密度严重不均匀而造成土体下沉。（6）回填几种土时，不能仅用某一种土的击实试验得出的密度标准作为所有填土的压实度标准，而应按填土的不同类别，做相应土的若干组击实验，取值应符合相应规定。

索结构在桥梁工程中的应用及基本防腐处理措施 摘要:研究目的:索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,其主要应用桥型范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,索的构造也相应分为缆索、拉索及吊索等多种类型,根据桥梁索结构所处的环境条件,相应对其提出了很高的防腐性能要求。研究结论:索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,为保证长期安全使用,对索结构的防腐应采取综合工程措施。目前对构成索结构的材料采取的基本防腐处理措施主要为热浸镀锌和环氧喷涂处理。关键词:桥梁工程;索结构应用;腐蚀特点;防腐措施;热浸镀锌;环氧喷涂随着我国桥梁建造水平的提高,在对桥梁与运输服务的综合效益、与周边环境相协调的景观要求、与结构使用寿命相一致的耐久性设计等方面都提出了更高的要求,悬索、斜拉等桥型结构的应用日趋普遍,对索结构的防腐处理提出了新的要求与课题。1索结构在桥梁等工程中的应用特点索结构在桥梁工程中得到了日益广泛的应用,根据索的应用部位、结构受力及变形特点,主要包括缆索、拉索及吊索等多种类型,索的材料主要由钢丝束、钢绞线、钢丝绳等柔性构件构成,同时部分有类似功能要求的构件也可采用圆钢等(如小跨度吊桥的吊杆等),索结构在桥梁工程中的主要应用桥型结构范围是悬索桥、斜拉桥、拱桥、系杆拱桥等,其中包括悬索桥的主缆索和吊索、斜拉桥的斜拉索、拱桥及系杆拱桥的吊索、水平拉索(明索)等,对于一些桥梁结构的特殊处理(包括施工过程中的临时受力需要)及旧桥加固等有时需采用体外索的处理形式,也属索结构在桥梁工程中的应用范围。另外,也有一些诸如预应力锚索等也在包括桥梁等很多工程中得到日益广泛的应用,特别在水电、高挡墙路基、桥梁以及其它各种加固工程等应用十分广泛,对保证工程安全、有效控制工程投资发挥了重要作用,尽管有些严格从结构特点上判断不属于索结构,但从防腐处理考虑则很多具有类似的技术要求。对不稳定的岩(土)体采用预应力锚索体系进行整体加固已成为目前基本选择和常规做法,工艺上也具备愈加成熟的特点,在道路工程设计施工中也常常面临高路基工程,从满足受力要求、节省工程量、节约占地需求、降低工程投资、改善外观效果等方面考虑,自立互锚(或半自立锚固)混凝土挡土墙也应用较多,山区地形条件更是如此,桥梁工程中也有较多应用工程实例,以切实保证结构安全及设计合理,如在万州长江二桥的锚碇结构设计中,根据工程地质条件,为保证结构安全及有效控制工程量,锚碇前端采用了预应力岩锚体系。目前,从桥梁跨度、桥型构造特点、结构美观、施工条件等各种因素综合考虑,索结构在桥梁工程中的应用前景十分广泛,包括永久工程及临时工程等,尤其是钢索的柔性结构特点对施工可以带来很大便利,而随着材料科学的不断发展,用于索结构的主要材料钢丝、钢绞线、钢丝绳等材料强度不断发展、规格系列越发齐全、防护水平显著提高,同时设计计算分析水平及施工操作水平也迅猛提高,以上各种条件变化为索结构在桥梁工程中日益广泛的应用创造了良好条件。根据腐蚀条件及长期使用经验,对包括桥梁用各类索结构的防腐处理引起工程界愈加高度的重视,成为衡量桥梁工程设计施工质量、保证结构耐久性关键控制因素之一,结合有关防腐处理研究部门及相关生产厂家的共同努力,其防腐处理的工艺及技术水平也有了很大提高,除对索结构的基本材料钢丝、钢绞线等本身外表面必须进行必要的防腐处理,通常采用热镀锌或环氧涂层防护等处理措施,还需对成型后的缆索或索股等采用其它防护处理措施,为切实保证其有效防护使用年限要求、提高整个工程的使用性能条件提供良好保证。对由平行钢丝或钢绞线构成的各种拉索、吊索等构造,其成型规格尺寸通常不是很大,一般外表面采用热挤PE进行防护,应在工厂进行专业化施工,同时PE材料也具备较好的现场修补条件,热挤PE有单层或双层构造,外层有多种色彩选择,可以满足防护及景观效果等多方面要求;悬索桥主缆在成桥后需对其采取综合防护处理,有较高技术要求;对于由钢丝绳构成的索结构通常可采用涂装或油脂防护;此外,对索结构的锚固与其它构造的衔接处理也高度重视,采取了一系列工艺改进措施。2桥梁索结构应用中存在的主要问题由于索结构基本为体外构造,暴露于大气环境之中,处于十分不利的腐蚀环境条件,因此,用于桥梁工程时必须充分考虑其很高的防腐性能要求,不仅包括索的自身防腐处理,对其与相关构造的衔接处理也需予以高度重视,且在很多情况下成防腐薄弱环节及影响结构安全的控制因素,必须采取有效措施切实保证其耐蚀性要求,为确保结构整体安全创造有利条件。在以往国内外桥梁工程设计施工中,尽管针对索的防护重要性有一定认识,通常也都采取了相应的防护处理措施,但由于受当时防护处理技术水平、认识水平及重视程度不够的制约影响,因而由于对索的防护处理不力、影响工程正常使用及需要进行返工处理的工程实例很多,而进行相应事故的处理投资费用很高,且费工费时,对正常交通一般也会造成很大影响,个别严重的还会造成工程报废,所造成的影响及损失更大,从结构特点及以往工程实例特点分析,其中斜拉桥出现的问题更多一些,由此造成了很大的直接及间接损失,拱桥的吊索也很容易发生类似问题。针对悬索桥结构而言,对其主缆的防护历来十分重视,通常除对材料本身进行必要的防护处理外,对成型后的缆索外表面通常还会采取一系列其它防护处理措施(结构封闭及涂装处理),使之缆索处于相对封闭状态,同时主缆的受力特点也决定了其受力条件较为均匀,应力幅度变化相对不大,两端连接锚头基本采用工艺成熟的热铸锚工艺,材料性能匹配较好,通常不会出现腐蚀局部薄弱环节,基于以上特点,悬索桥由于主缆防护处理不利出现重大工程事故的不多,因而就主缆防护存在一定的重视不够或认识不足之处,在较长一段时间就此方面的技术发展进步相对不大,但并不表明其缆索的的防护处理就不存在技术问题。由于大跨度悬索桥对主缆索进行了封闭处理,进行相应检查较为困难,有些问题不能及时发现和暴露出来,但近年来美国、日本等国家对以往修建的大跨度悬索桥主缆索进行的相关检查(拆除外表面涂装及缠丝后)中发现,其主缆钢丝的锈蚀现象较为严重和普遍,主要原因是虽然对钢丝自身及缆索外表面进行了相关的防护处理,但外表面防护处理仍难以完全避免外部水汽浸入,防护涂层的龟裂及索鞍、索夹等防水薄弱环节的存在是主要原因,而水汽一旦浸入则很难顺利排出,由此形成主缆内部湿度很大,严重恶化了其腐蚀环境,造成钢丝锈蚀,因而近年来除该改进缠丝材料构造及工艺、采取进一步的封闭措施外,还考虑采用必要的除湿设备,当然工程投资会有所增加,但考虑长期使用目的仍是必要的。我国进行现代意义的大跨度悬索桥建设时间不长,各桥梁工程对主缆也尚未进行相关检查,有些可能出现的问题也尚未暴露出来,但借鉴国外经验,对主缆防护采取各种加强措施仍是十分必要的。国内外桥梁工程由于对索的防护处理不利造成较大影响及损失的主要工程实例有:德国汉堡的Kohl-brand Estruary桥,由于斜拉索腐蚀严重,建成的第三年就更换了全部的斜拉索,耗资达6 000万美元,是原来斜拉索造价的4倍;委内瑞拉的Maracibo桥,建于1958~1960年间,受当时技术水平制约,其斜拉索没有进行镀锌处理,采用一般的涂漆防护,经过不断的风雨侵蚀,斜拉索锚头处的锚箱罩盖率先损坏,进而使得斜拉索与上锚箱的接口处发生锈蚀,且相当一部分锈蚀十分严重, 1979年发生个别斜拉索断裂,因此决定对全桥斜拉索进行更换,全部进行镀锌处理,并采用了含有铅质的酚醛树脂糊膏进行表面防护,且换索后拉索根数增加一倍;我国广州海印大桥于1988年年底建成, 1995年起陆续发生索股断裂及松断事故,调查表明产生的主要原因是管道压浆工艺未能保证拉索顶部灌注饱满,造成拉索直接与空气接触进而发生锈断,为防止事故的进一步发生,被迫进行全桥换索工程,耗资大量资金及时间; 2001年11月7日,宜宾南门大桥(拱桥)倒塌,事故调查发现拉索已经发生严重生锈;此外,国内外还有许多斜拉桥建成后陆续进行了局部换索或其它处理。美国在1903年建世界上第一座现代化长跨度悬索桥W illiamsburg桥,受当时技术水平和造价制约,没有对钢丝进行镀锌处理而采用一般防护,建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂, 1922年对缆索补缠镀锌钢丝,但1934年又发现主缆内有水从锚碇处流出,虽陆续采取了多种处理方案,但都没有能够阻止锈蚀发展, 1992年开始被迫进行为期3年的主缆维护工作,耗资7 300万美元。3索结构的腐蚀特点索结构在桥梁工程的应用环境特点基本处于高空之中,主要的腐蚀环境是大气环境腐蚀,在高纬度地区,对悬索桥主缆索通常还要考虑到积雪对缆索的影响。目前构成桥梁索结构的材料基本为高强度钢丝或钢绞线组成,另外钢丝绳在悬索桥吊索中也有较多应用,而钢绞线或钢丝绳也是由不同直径的钢丝在工厂再加工而成,因此高强度钢丝是桥梁工程中索结构的最基本材料,属冷拨碳素钢,包括强度等各项技术指标不断取得提高,目前在不进行镀锌处理等条件下其标准强度多为1 860MPa,而2 000MPa及以上标准是今后的发展方向,且多采用低松弛系列,能够更好地适应工程实际需要,同时,在对钢丝进行镀锌处理过程中,钢丝表面会有一定损伤,因此镀锌钢丝(或钢丝绳)的抗拉强度等有所降低,目前相关标准中通常采用1 600~1 700MPa。由于钢丝的含碳量较高,通常在0. 75% ~0. 85%之间,因此塑性条件相对较差,在没有进行防护的条件下其抗腐蚀性很差,造成钢丝自身腐蚀的主要原因包括应力腐蚀及疲劳腐蚀:应力腐蚀是材料在一定环境中由于外加或本身残余的应力,加之腐蚀的作用,导致金属的早期破裂现象,金属的应力腐蚀破裂主要是对应力腐蚀较为敏感的合金上发生,纯金属很少产生,合金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破裂有很大影响,处于较高应力状态情况下,包括材料内部各种残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内,且基本为拉应力影响,可以引起应力腐蚀破裂,防止应力腐蚀破裂的主要方法是消除或减少其应力状况,并且通过改变介质的腐蚀性(添加缓蚀剂),选用耐应力腐蚀破裂的金属材料,从而避免相关腐蚀的出现;疲劳腐蚀是钢铁在交变应力作用和腐蚀介质的共同作用下产生的一种腐蚀现象,同时也是在桥梁工程的索结构中发生较为普遍、概率较大的腐蚀现象,减少疲劳腐蚀的主要方法是选择适应相关腐蚀环境的抗腐蚀的材料,同时对材料表面进行镀锌、涂漆等方法减轻疲劳腐蚀的作用。桥梁工程设计施工过程中,针对索结构的应用,从保证其使用安全考虑通常都留有相对较大的安全系数,不同的索结构及材料类型对相应的安全系数有具体要求,尽管如此,各种索结构通常仍是在较高的应力状态下工作的,虽然对于工作疲劳应当没有影响,但是在高应力状态下,腐蚀介质和应力的相互发生作用,如果不进行合理有效的防护处理,其腐蚀是非常容易发生的,腐蚀发生将会大大影响钢丝的受力性能,同时从桥梁工程的构造特点考虑,索结构与其它构造的衔接部位通常也是最易受腐蚀的薄弱的地方,同时悬索桥的主缆索在锚碇范围是通过散索鞍后散开在锚室内进行锚固,而锚碇为地下结构,无论采用何种锚碇构造,锚室内的空气湿度通常都很大,对包括缆索及各种连接构件的防腐都十分不利,目前,在锚碇洞室内通常还需设置排水及除湿设备,以改善洞室内的腐蚀环境条件。1967年12月,美国西弗吉尼亚州和俄亥俄州之间的俄亥俄大桥突然倒塌,事故调查的结果就是因为应力腐蚀和腐蚀疲劳产生的裂缝所致。4钢丝的热浸镀锌处理热浸镀锌工艺在桥梁工程中得到了广泛应用,尤其是在各类索结构的防腐处理中应用更是极为普遍,是目前对钢丝防腐处理的常规工艺方法,对钢丝进行热浸镀锌可以有效防止或减小索结构在制造、运输、架设以及使用过程中的锈蚀,结合其它合理的防腐处理措施,切实保障其耐蚀要求,进而为整个工程的安全长期使用提供良好条件。热浸镀锌工艺已有较长的发展历程,用于钢丝防护主要是随着现代悬索桥的建设而得到发展并逐步扩大其应用范围,美国是世纪上建造现代悬索桥最早的国家,在20世纪30年代就开始在悬索桥上使用主缆及吊索系统用镀锌钢丝,比如世界闻名的金门大桥,而一些没有使用镀锌钢丝的桥梁多因应力腐蚀或腐蚀疲劳而不得不后期进行换索加固。热浸镀锌即是把钢铁浸入温度达440~465℃或者更高温度的熔化锌中进行处理的过程,铁基体与熔锌反应,形成铁-锌合金层覆盖在整个工件表面,镀锌表面有一定的韧性,可耐很大的摩擦及冲击,同时与基体有着良好的结合,钢丝热浸镀锌的基本工艺流程为:除油→水洗→酸洗→水冲洗→熔剂处理→烘干→热镀锌→后处理→收线→成品。热浸镀锌的镀层厚度通常在50~250μm,对于钢丝要求其锌层重量控制在300g/m2以上,同时对附着力按有关要求进行严格的检查控制,镀锌质量保证主要的控制因素包括表面基材处理效果、助熔方式、镀锌时间、引出方式、引出后的处理(锌层均匀性及表面效果)等。5环氧树脂涂层处理5. 1基本材料特点及应用条件环氧树脂是由环氧氯丙烷和双酚基丙烷在碱作用下缩聚而成的高聚物,含有极性高而不易水解的脂肪基和醚键,涂膜的耐化学性好,其结构是刚性的苯环和柔性的烃链交替排列,物理机械性能良好,同时其固化时体积收缩率低,可避免由于内应力的产生影响附着力,由于环氧树脂属热固性树脂,其固化后形成的三维交联的主体结构会导致其很少有分子键滑动,因而使用中需增加其韧性指标,通常可采用胺类固化剂,有机多元胺在常温条件下能与环氧树脂交联固化,所形成的涂膜具有良好的附着力及硬度指标,同时具有耐脂肪烃溶剂性、耐稀酸(碱)性和耐盐水性,防腐性能十分理想。当需要防护处理的金属结构等处于较为特殊的使用环境条件(如埋于地下土层当中等),根据其腐蚀特点及对防腐材料的性能特点要求,可针对配方作进一步改进以满足相关的使用要求。由于煤焦沥青含有环烃结构,如酚或塞酚之类具有很好的抗腐蚀细菌功能,同时具有很好的水下不渗透性,因此,在环氧树脂防腐体系里加入煤焦沥青可使其具有一般环氧树脂所不具有的特性,可以有效提高涂层在土壤中的抗水渗透性及抗细菌腐蚀性能等,其涂料配方由环氧树脂、溶剂、固化剂、填料等组成。根据实际使用环境条件的不同,钢铁等金属材料的腐蚀过程及腐蚀类型较为复杂多样,主要为化学腐蚀及电化学腐蚀等,为保证其使用耐久性及结构安全,必须进行防腐处理,对涂膜的基本质量要求包括涂膜厚度的合理选择、附着力、耐皂化性能、化学耐久性、耐冲击性等。采用环氧树脂涂层防护处理对工艺设备的要求很高,其应用于桥梁等工程的防护处理在美国、日本等国家发展起步较早,国内近年来也发展很快,由于需进行专业化生产的特点,已有部分生产厂家引进了必要的技术和设备,通过消化吸收具备了相应的生产能力。目前在桥梁等工程上应用最多的是环氧喷涂钢绞线(简称SC钢绞线),由于工艺处理复杂,技术要求高,因而其造价相对较高,但由于其优良的防腐性能条件和技术优势使之具备广阔的发展应用前景,主要应用于斜拉索、吊索、桥梁体外索加固、岩(土)体加固及一些地下工程等对防腐性能要求很高的工程,也可用于常规工程,用于桥梁等工程后防腐年限大幅度提高,结构安全更有保障,同时可以有效避免或减少后期损失,如斜拉桥曾较多地发生断索等工程事故需要进行更换处理,其换索施工不仅对正常交通造成很大影响,而且所需费用十分昂贵,各种损失巨大。5. 2SC钢绞线主要技术特点随着高强度预应力钢绞线在包括桥梁等许多工程中日趋广泛的应用,特别是根据各类索结构的构造形式、应用环境特征、腐蚀特点,同时考虑在保证工程整体寿命及结构安全方面的重要作用,对其防腐效果及耐久性提出了越来越高的要求,防腐处理技术的相应发展是其关键,为从根本上有效解决钢绞线的防腐耐久性问题,环氧树脂涂层预应力钢绞线(英文名称 Strand,故简称SC钢绞线)技术得到了很快的发展及应用,从涂装操作特点考虑属粉末涂装法,常用的粉末涂装主要有流动浸渍法和静电喷涂法, SC钢绞线系采用高压静电喷涂法将环氧树脂粉末喷射于钢绞线各根钢丝上,然后加热熔融、固化、冷却,从而在组成钢绞线的各根钢丝外表面形成一层致密的环氧涂膜,为实现这一目标,喷涂前需将钢绞线各根钢丝暂时打散,喷涂后再将其复扭成型。以前对钢绞线的防腐处理通常采用镀锌钢绞线、外表面整体进行树脂填充及涂装环氧层、普通钢绞线外侧设热挤PE防护层等处理方法,而SC钢绞线则是对组成钢绞线的各根钢丝外表面都进行环氧涂膜处理,要求环氧涂膜层有良好的致密性及厚度均匀,因此称之为全涂装钢绞线。SC钢绞线系与其它防腐处理类型的钢绞线的主要区别是由于所用的防腐材料与工艺上的不同,从而造成其防腐效果及钢绞线机械性能方面的较大差异,一般钢丝或钢绞线经镀锌处理后,由于镀锌过程对钢丝表面不可避免地产生一定损伤,因而机械性能均有所下降,体现在设计中的影响主要是强度指标需要降低,另外,镀锌钢绞线表面锌层被刮伤后,刮伤处会产生阴极电化学反应,从而加快腐蚀的发生,其它防腐处理方式也存在一定的薄弱之处,包括防腐效果、物理特性变化、锚具要求、与混凝土的附着效果、对施工操作的影响等方面, SC钢绞线主要技术特点如下:对构成钢绞线的各根钢丝都进行了充分的表面材质调整,各根钢丝一边旋转一边进行涂装处理,与其它涂装法比较,其膜层厚度较薄(平均120 ~180μm)且均匀,同时致密性好,耐磨性强,可靠性高,具有良好的耐离子渗透、耐化学品、耐电压、耐紫外线辐射、耐疲劳性能等基本特点,综合防腐效果十分理想,应用前景广阔。与涂装前的普通钢绞线相比, SC钢绞线的强度及柔软性没有降低,同时,由于涂装处理时的温度不高,不会出现镀锌处理造成的强度损失较大的特点,其强度指标与不涂装钢绞线基本没有区别,松弛率也可保证,十分有利于设计施工控制。普通钢绞线即使出厂不久,局部仍易产生锈蚀或浮锈,而在存放时间较长、保护措施不利条件下或由于施工养护等方面的原因,极易发生较为严重的腐蚀现象,甚至导致报废,而SC钢绞线在制造时需在打散情况下对各钢丝进行表面防腐处理,成型后不会出现防腐蚀薄弱部位,不会发生锈蚀现象,合理的操作可充分保证其涂膜质量。涂装处理后的SC钢绞线较原基材外径变化很小,目前所用的常规锚具、夹片仍可适用,无需另行采用专用锚具,有利于方便施工、合理控制投资。由于膜层厚度相对较薄, SC钢绞线的涂装材料用量较少,有条件作到价格更为合理,现场施工通常不会另行增加费用,目前主要在于出厂价格相对较高,其主要原因在于对设备、技术及操作工艺要求很高等方面因素,同时国内能够生产的厂家也有限,随着普及率的不断提高及各方面条件的不断改善,其价格也会相应降低。6结论(1)索结构由于其优异的材料性能特点,在桥梁等多种工程中得到广泛应用,同时,随着设计施工技术及材料工艺不断发展,其应用范围日益扩大,在工程建设中发挥着极为重要的作用,特别在大型工程建设中具有难以替代的作用。(2)为保证制造质量及精度要求,降低现场工作量及难度,进行工厂化生产制造是主要应用发展方向,应根据工程特点进行合理选择,包括合理的锚固连接构造。(3)根据材料自身及使用环境特点,为保证工程长期安全使用,避免或减少各种损失,对索结构的防腐必须高度重视,采取相应工程处理措施。(4)对索结构的防腐应采取综合工程措施,随着技术进步及认识程度的不断提高,在此方面已取得很大发展。除对索体材料自身进行必要的镀锌、环氧喷涂等措施外,对成型后的索体结构进行热挤PE及其它防护处理措施,可取得良好防腐效果。参考文献:[1]中华人民共和国交通部.公路悬索桥设计规范(报批稿)[S].[2]JTJ 027—96,公路斜拉桥设计规范(试行)[S].[3]GB/T 21073—2007,环氧涂层七丝预应力钢绞线[S].[4]唐清华,郑史雄.斜拉桥与悬索桥的防腐[ J].四川建筑, 2005(1): 125-126.