對(duì)道路橋梁建設(shè)中新技術(shù)與新材料的應(yīng)用探討

吳辰龍

（黑龍江工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050）

汽車保有量的增加，使車輛成為人們出行的主要方式，加劇了道路橋梁的承載壓力。為延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命，在開(kāi)展新工程的建設(shè)時(shí)，施工單位需引進(jìn)新技術(shù)與新材料，提升道路橋梁的質(zhì)量，減少工程施工對(duì)環(huán)境的影響，降低工程的成本，使道路橋梁工程兼?zhèn)浣?jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1 BIM 技術(shù)

BIM 技術(shù)是指建筑信息模型，在道路橋梁建設(shè)的設(shè)計(jì)階段應(yīng)用廣泛，施工單位可通過(guò)BIM 軟件構(gòu)建道路橋梁的三維模型，仿真模擬道路橋梁的施工流程，選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化道路橋梁設(shè)計(jì)方案。在場(chǎng)地規(guī)劃方面，施工單位可通過(guò)BIM 技術(shù)構(gòu)建施工現(xiàn)場(chǎng)的平面圖，細(xì)化展示施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)元素與具體參數(shù)，使設(shè)計(jì)人員掌握施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，并利用BIM 軟件的圖層功能，實(shí)現(xiàn)道路橋梁不同階段的綜合設(shè)計(jì)，避免設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)出現(xiàn)重復(fù)布置現(xiàn)象。

在市政道路橋梁施工中，施工單位需考慮地下管線工程，該工程的要點(diǎn)在于平面位置與豎向高程的協(xié)調(diào)。施工單位可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，構(gòu)建三維模型，設(shè)計(jì)管線鋪設(shè)方案；在地下管線設(shè)計(jì)完成后，可利用BIM 軟件模擬地下管線的配置效果，進(jìn)行碰撞檢測(cè)，避免管線出現(xiàn)重疊或交叉現(xiàn)象，提高管線工程質(zhì)量。

另外，在道路橋梁建設(shè)中，施工單位可根據(jù)周邊道路橋梁的通行信息，獲取該道路橋梁運(yùn)行后的人流量與車流量，并將其輸入到BIM 軟件中，模擬道路橋梁運(yùn)行投入運(yùn)行的效果，分析施工方案的可行性。

2 橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)其安全使用的關(guān)鍵，施工單位可在橋梁結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用新技術(shù)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)加固效果，提升施工質(zhì)量。目前道路橋梁使用的結(jié)構(gòu)加固新技術(shù)有多種，施工單位需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件與參數(shù)，選擇最合適的一項(xiàng)。

第一，改變橋梁結(jié)構(gòu)體系，該技術(shù)的原理在于調(diào)整道路橋梁結(jié)構(gòu)的原本受力分布，優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)體系，提升橋梁的承載力，延長(zhǎng)其使用壽命；第二，F(xiàn)RP 加固法，該技術(shù)又被稱碳纖維布加固技術(shù)，是指將碳纖維作為預(yù)應(yīng)力筋的加固材料，利用其優(yōu)異的抗拉性能、高強(qiáng)度、強(qiáng)抗腐蝕能力與高抗疲勞性能，提升橋梁結(jié)構(gòu)的加固效果；第三，混凝土噴射加固技術(shù)，是指在道路橋梁結(jié)構(gòu)中錨固鋼筋網(wǎng)，向鋼筋網(wǎng)中噴射混凝土，利用高強(qiáng)混凝土實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)加固的目的；第四，粘貼板加固技術(shù)，是指在橋梁結(jié)構(gòu)表面粘貼高強(qiáng)度的材料，提升橋梁結(jié)構(gòu)的撓度，避免結(jié)構(gòu)鋼筋出現(xiàn)銹蝕。但在技術(shù)對(duì)梁體的平整度要求較高，其成本高昂，并未普及應(yīng)用。

3 道路橋梁建設(shè)中新材料的應(yīng)用

3.1 納米材料

納米材料是指納米尺度（0.1～200nm） 的材料或由納米微粒組成的材料，包括納米塊體、納米纖維與納米涂料等，具有優(yōu)異的耐火性能、耐磨性能與高熔點(diǎn)。施工單位可將納米材料替代道路橋梁建設(shè)中的部分鋼型材料，避免道路橋梁出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題。在以往的道路橋梁建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋易出現(xiàn)銹蝕，施工單位可選擇加固技術(shù)或納米材料，避免銹蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，促進(jìn)道路橋梁的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，施工人員可將納米材料與混凝土混合，強(qiáng)化道路橋梁結(jié)構(gòu)的性能。例如，將納米二氧化硅與混凝土混合，可吸收道路橋梁表面的硫化物或氮氧化物，減少空氣污染；將納米碳酸鈣材料與混凝土混合，可降低施工成本，提升混凝土的強(qiáng)度；將納米纖維與混凝土混合，可提升道路橋梁的彈性，避免裂縫的出現(xiàn)[3]。

3.2 聚苯乙烯泡沫板

聚苯乙烯泡沫板是由帶有揮發(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒組成，其結(jié)構(gòu)具有多個(gè)微細(xì)閉孔，具有保護(hù)結(jié)構(gòu)的作用。在道路橋梁工程中，施工單位可將其作為軟土地基的處理材料，鋪設(shè)在瀝青路面下方。在車輛經(jīng)過(guò)時(shí)，聚苯乙烯泡沫板可將荷載均勻分布，提升地基的強(qiáng)度，避免道路橋梁出現(xiàn)沉降問(wèn)題，預(yù)防橋頭跳車現(xiàn)象。在實(shí)踐施工中，施工單位需注重遵循如下流程，保障聚苯乙烯泡沫板的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。

按照施工設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，對(duì)道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行開(kāi)挖處理，清除施工現(xiàn)場(chǎng)的軟土層，再應(yīng)用10cm 的碎石與15cm 的黃砂，對(duì)挖除口的基底面進(jìn)行平整處理，按照砌墻磚的施工工藝，對(duì)聚苯乙烯泡沫板進(jìn)行錯(cuò)縫拼砌施工，每層厚度70mm；在一層砌筑完成后，需應(yīng)用專業(yè)連接構(gòu)建，使泡沫板緊密銜接，再進(jìn)行下一層的施工，直到整體砌筑高度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后澆筑10-15cm 厚度的混凝土，進(jìn)行封層處理，完成軟土路基的處理。

3.3 SMA

SMA 是指瀝青瑪蹄脂碎石混合料，包括粗集料、礦粉與瀝青瑪蹄脂等材料，可有效規(guī)避道路橋梁的車轍問(wèn)題，強(qiáng)化道路橋梁的抗車轍性能與抗滑性能。在實(shí)踐應(yīng)用中，SMA憑借其豐富的材料組成，優(yōu)化道路橋梁的各項(xiàng)性能。

在道路橋梁建設(shè)中，施工單位需嚴(yán)格按照材料配置要求，制作SMA，方可發(fā)揮其上述優(yōu)勢(shì)。SMA 的材料組成具有三多一少的特征，需要配置較多的粗集料、礦粉與瀝青，減少細(xì)集料的使用。粗集料的粒徑需超過(guò)5mm，占比約為70%-80%；礦粉占比約為7%-13%，粉膠比可大于1.2；瀝青占比約為6.5%-7%，最好選擇溫度穩(wěn)定性強(qiáng)、粘結(jié)性能優(yōu)異的改性瀝青材料。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新技術(shù)與新材料在道路橋梁建設(shè)中優(yōu)勢(shì)顯著，施工單位需合理應(yīng)用。通過(guò)本文的分析可知，施工單位可應(yīng)用BIM 技術(shù)與橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，選擇納米材料、聚苯乙烯泡沫板與SMA 材料，提升道路橋梁的承載力，避免道路橋梁出現(xiàn)橋頭跳車或車轍等質(zhì)量通病。