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摘要：桥梁在连接区域交通、促进区域经济增长方面发挥着重要作用。因此，人们逐渐开始重视桥梁的安全性、耐久性和运营经济性。据统计，我国部分桥梁存在耐久性问题。虽然每年在危旧桥的技术改造上投入了大量资金，但由于过去公路桥梁设计荷载较低，交通量不断增加，车辆载重吨位不断增加，我国危旧桥的比例仍然很高。因此，提高桥梁的耐久性是桥梁技术进步的重要组成部分。从材料和统计两个方面分析，从结构和设计两个方面的研究较少。对耐久性的研究主要集中在早期如何提高建筑物的耐久性，对后期的维护和管理研究较少。桥梁的耐久性不仅关系到设计和施工，也是运营维护管理的重要组成部分。
关键词：公路桥梁；混凝土结构；耐久性；养护技术；研究
1公路桥梁混凝土耐久性影响因素分析
1.1开裂影响
混凝土结构裂缝可分为荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载裂缝主要出现在后期，混凝土结构开始承受各种形式的荷载。当荷载超过混凝土结构所能承受的极限时，就会出现荷载裂缝。这种情况可以通过增加结构钢筋的数量和改变混凝土结构的形状来解决。非荷载裂缝主要由混凝土本身的变形引起，包括化学收缩、体积变形等。据统计，在实际工程结构中，荷载引起的裂缝占15%，变形引起的裂缝占85%，即非荷载裂缝是导致钢筋混凝土结构耐久性下降的主要因素。
非荷载裂缝按形成期可分为两种类型。第一类是混凝土凝结硬化早期的自收缩和温度收缩产生的内应力。此时，混凝土结构的强度不足以抵抗这部分内应力，导致混凝土开裂；二是在使用后期，干缩变形加剧了混凝土内应力的积累，导致开裂。结果表明，现有裂缝比新裂缝更容易扩展。即使混凝土在早期没有开裂，也没有消除应力。在使用后期，由于荷载作用和自身的干缩变形，会产生新的内应力。如果叠加后的总应力超过混凝土的抗拉强度，则可能形成新的裂缝。
1.2氯离子侵蚀的影响
氯离子主要通过混凝土的孔隙从外部侵入混凝土。入侵的方式主要有四种：一种是混战。由于外加剂或拌和水中的氯离子，主要在施工过程中进入混凝土，但标准规范对这部分氯离子的含量有严格规定。另一种是渗透，主要是在压力作用下，外界环境中的氯离子与水一起通过毛细管渗入混凝土，直至钢筋表面。三是扩散，主要是氯离子在混凝土中的浓度差引起的，即所谓的浓度梯度，使氯离子由高浓度向低浓度移动；四是电化学迁移，主要是由于氯离子之间的电位差，使氯离子从低电位方向向高电位方向移动。
氯离子对混凝土结构最严重的腐蚀是破坏钢筋的钝化膜，形成“腐蚀电池”。由于水泥水化的高碱度，混凝土中钢筋表面形成了致密的钝化膜。钝化膜由氧化铁组成，钝化膜中含有Si-O键，对钢筋具有很强的保护能力。这是混凝土中钢筋在正常情况下不受腐蚀的主要原因。当氯离子侵入混凝土并到达钢筋表面时，保护膜将被破坏。钝化膜的损伤首先发生在某些部位（点），使这些部位（点）露出铁基体，并与完好的钝化膜区域形成电位差，使钢基体成为阳极，大面积的钝化膜区域成为阴极，从而形成腐蚀性电池。钝化膜面积的影响是在钢表面产生点蚀或点蚀，钝化膜面积相当于大阴极，钝化膜的损伤点与小阳极相似。这种腐蚀发展非常迅速，最终导致钝化膜完全丧失。失去钝化膜保护后，钢筋不断腐蚀膨胀，导致混凝土开裂、剥落、掉角等病害。
1.3冻融循环的影响
混凝土是一种多孔材料，在凝结硬化后会形成大量孔隙和相互连通的孔隙。这些毛孔充满了自由水。当温度降到零下℃, 混凝土表面孔隙中的自由水开始冻结，导致体积膨胀，并逐渐向内部发展。随着冻结的发展，混凝土中的冰体积越来越大，导致未冻自由水的压力越来越高。当水压力超过混凝土的极限抗拉强度时，水压力会冲破混凝土的孔隙，引起混凝土的微裂缝。混凝土内部的冷冻水融化后，自由水将填充孔隙、孔隙和微裂缝。当再次发生冻结时，冻结会继续发展到混凝土深层，水压又会继续增大，导致微裂缝扩大，产生新的裂缝。这样反复冻融，裂缝不断发展、增多，最终导致混凝土从内到外的破坏。
1.4碳化作用
碳化是指二氧化碳渗入混凝土表面和空气中的微孔。
有水时，它与碱性物质发生反应，主要是Ca（OH）2和C-S-H凝胶，生成CaCO3和H2O，使混凝土的碱度降低。其他酸性物质如SO2、HCl、Cl2等也会与混凝土中的碱性物质发生反应，导致混凝土碱度降低，又称碳化或混凝土的中和。
混凝土碳化是一个复杂的多相连续的气、液、固相物理化学过程。一方面，碳化产生的碳酸钙等固体物质会堵塞混凝土孔隙，增加混凝土的密实度，从而削弱后续碳化过程；另一方面，孔隙水中Ca（OH）2浓度和ph值降低，导致钝化膜破坏和钢筋锈蚀。
1.5其他因素的影响
1.5.1设计因素的影响
现行《公路桥涵设计通用规范》对耐久性未作规定。2002年4月1日实施的《混凝土结构设计规范》未增加耐久性规定。而且，政府主管部门和设计施工部门对耐久性的重视程度较低，在设计中更注重混凝土结构的刚度和强度，如构件截面尺寸小、保护层厚度大等。虽然结构的强度要求可以得到保证，但不能满足耐久性的要求。
1.5.2施工因素的影响
一方面，由于混凝土原材料质量不稳定，特别是砂石波动频繁，混凝土施工质量控制难度较大。不合格的砂石直接用于混凝土结构施工。另外，缺乏高水平的专业技术人员，对混凝土的拌和、运输、浇筑、振捣、养护等过程控制缺乏经验，混凝土施工质量较差，影响混凝土的耐久性。另一方面，为加快施工进度，施工过程中可使用早强剂、防冻剂等外加剂。虽然缩短了工期，但混凝土的耐久性却降低了。此外，为了使混凝土结构强度迅速发展，许多工程采用蒸汽养护，使混凝土产生较大的温湿度梯度，进而产生较大的内应力，导致混凝土早期出现微裂缝，混凝土耐久性严重下降。
2公路桥梁混凝土结构养护技术
2.1设置暖棚支撑：根据梁的水平投影尺寸，温室的平面尺寸在长宽方向增加3M，高度大于梁2m。棚架由钢管和碗扣组成。水泥施工完成后，应在其上覆盖一层保护层。保养盖用帆布处理。暖气室下方是养护人员进出的出入口。
2.2混凝土浇筑：按设计要求浇筑模板和钢筋固定后的单梁混凝土。每天安排混凝土施工，浇筑后及时封闭路面。混凝土浇筑后，应在混凝土顶部覆盖一层塑料薄膜，防止混凝土表面结冰。应严密覆盖塑料薄膜，以防止水分过度分散，导致混凝土表面出现裂缝。
2.3 暖棚维护：搭建暖棚，打开暖气，提供暖气进行维护。在施工过程中，加热器的启动温度应设置为5℃℃ 停止温度为10℃. 只要涂上防潮层，就不需要浇水。当维护温度超过15℃, 定期洒水养护，定期检查箱梁内外温度，防止混凝土表面失水开裂。
2.4拆模后养护：拆模前将模板外保护层及混凝土顶面塑料薄膜清除干净，关闭加热器，降低墩身温度，避免脱模过程中混凝土表面与环境温差。拆模后，依次用混凝土加固剂覆盖塑料薄膜和垫层，保温14天。14天后，移除被褥并用塑料薄膜覆盖30天。塑料薄膜覆盖的时间越长越好。
结语
综上所述，混凝土的耐久性设计涉及面广，需要探讨的问题也很多。为了实现桥梁结构的预期寿命，在设计中必须考虑混凝土的耐久性。为保证工程质量，应注意增加混凝土密度，减少或消除钢筋混凝土保护层裂缝，这是提高公路混凝土桥梁耐久性的重要环节。
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