道路橋梁施工技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展情況探究

張錫鵬

（湖南省湘平路橋建設(shè)有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

道路橋梁施工技術(shù)不斷發(fā)展，施工單位通過運(yùn)用更多新型技術(shù)與施工材料來強(qiáng)化自身競(jìng)爭(zhēng)力，打造高質(zhì)量的道路橋梁，延長道路路橋梁使用壽命，減少道路橋梁病害發(fā)生率，降低維修養(yǎng)護(hù)成本?，F(xiàn)對(duì)道路橋梁施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，并探討施工技術(shù)的發(fā)展情況。

1 道路橋梁施工技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 新技術(shù)的應(yīng)用情況

1.1.1 高性能混凝土施工技術(shù)

高性能混凝土已經(jīng)成為當(dāng)前道路橋梁工程中應(yīng)用的主要施工材料，其包括耐久性極強(qiáng)的混凝土、強(qiáng)度極高的混凝土與不需要進(jìn)行振搗的混凝土。通過運(yùn)用高性能混凝土可以強(qiáng)化道路橋梁的耐久性，滿足建設(shè)對(duì)象的性能要求，澆筑成型效果極佳，密實(shí)度良好。若道路橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)較為狹窄，無法實(shí)施機(jī)械振搗，可采用這種高性能混凝土，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人力成本。普通混凝土受到溫度影響，其性能可能會(huì)隨之變差，而高性能混凝土在夏季仍舊能夠呈現(xiàn)出良好的性能。普通混凝土進(jìn)入硬化期之后，會(huì)因干燥收縮以及水化熱等問題，出現(xiàn)初始裂縫，破壞道路橋梁的結(jié)構(gòu)，相比之下，用高性能混凝土建造的結(jié)構(gòu)具有更好的抗?jié)B性能[1]。

實(shí)際使用高性能混凝土?xí)r，需要結(jié)合具體的道路橋梁施工條件，做好原材料質(zhì)量把控工作，粗骨料多為巖壓強(qiáng)度偏高的潔凈碎石，級(jí)配與粒型都應(yīng)當(dāng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，所用的水泥也應(yīng)當(dāng)有穩(wěn)定的質(zhì)量，細(xì)骨料主要為中砂、礦渣、粉煤灰、硅灰等組成的摻和料，其活性極強(qiáng)、材料尺寸小、整體孔隙率較低、混凝土的密實(shí)度強(qiáng)；還可利用高效型減水劑來強(qiáng)化混凝土的和易性，以降低混凝土的坍落度，為了強(qiáng)化混凝土的保水性與黏聚性，可在粗骨料中加入碎卵石。

高性能混凝土對(duì)配合比的控制與原材料的選擇有著極為嚴(yán)苛的要求，施工中使用的養(yǎng)生方法、工藝技術(shù)、摻和料與外加劑都會(huì)給混凝土的性能造成影響，這也給其在現(xiàn)代道路橋梁工程中的推廣應(yīng)用帶來阻礙。另外這種混凝土的脆性會(huì)隨材料強(qiáng)度增加而提升，同時(shí)水泥混凝土的抗震性能將因此而降低，因此在實(shí)際使用過程中，必須要充分強(qiáng)化混凝土的強(qiáng)度?？紤]到路橋工程的施工要求日益嚴(yán)苛，還需繼續(xù)強(qiáng)化混凝土這類材料的耐久性與物理力學(xué)性能。

1.1.2 加固技術(shù)

為了使建設(shè)的道路橋梁滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，形成更加穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)體系，需要對(duì)其實(shí)施加固，加固技術(shù)也在不斷得到創(chuàng)新。FER 加固技術(shù)經(jīng)常被運(yùn)用到橋梁加固工作中，主要通過具有高強(qiáng)度、良好抗腐蝕性的碳纖維來實(shí)現(xiàn)加固結(jié)構(gòu)的目標(biāo)，在路橋結(jié)構(gòu)的抗剪薄弱區(qū)域以及受拉區(qū)粘貼碳纖維材料。結(jié)合路橋結(jié)構(gòu)情況，也可選擇調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)法，對(duì)路橋原本的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行調(diào)整，改變其原本的受力狀況，強(qiáng)化橋梁承載力[2]。相比其他加固方法，粘貼鋼板的方法更加簡單，能夠?qū)︿摻钸M(jìn)行有效保護(hù)，同時(shí)還能夠使加固部位更加清潔與平整。

1.2 新材料的應(yīng)用情況

1.2.1 SMA 的應(yīng)用

我國道路橋梁系統(tǒng)中的水泥混凝土橋面實(shí)際鋪裝所用的材料相對(duì)偏粗，攤鋪過程中會(huì)產(chǎn)生離析的情況，整體平整度較差，難以滿足壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)受到層間黏結(jié)牢固性不足以及排水系統(tǒng)缺陷等多重問題的影響，橋面鋪裝極易被破壞，會(huì)給整個(gè)道路橋梁系統(tǒng)的使用造成不良影響。針對(duì)路橋系統(tǒng)的這一鋪裝情況，采用雙層SMA 鋪裝方法與材料時(shí)，必須要正確設(shè)計(jì)鋪裝結(jié)構(gòu)，以此改善鋪裝效果。

SMA 是一種新型瀝青混合料，將瀝青瑪蹄脂填充到粗集料的骨架間隙中，其中的瀝青瑪蹄脂由細(xì)集料、纖維穩(wěn)定劑、礦粉以及瀝青材料組成，材料本身的礦粉使用量較大，瀝青含量偏高，具有骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)，利用這種混合料形成的瀝青膜厚度較大，其優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在抗疲勞特性、抗水損壞性能、抗裂性、耐久性、密水性以及熱穩(wěn)性等方面，可用這種材料來取代路橋施工中的瀝青混凝土材料。SMA 表面層具有極強(qiáng)的高溫抗車轍能力，表面構(gòu)造孔隙較大，且較為粗糙，因此抗滑能力較為突出，由于需要使用大量的瀝青瑪蹄脂，因此耐疲勞性能與低溫抗裂性能都比較優(yōu)秀；相比其他路面施工材料，空隙率更低，透水性較差，因此具有更強(qiáng)的耐久性，有助于延長路面橋面的使用時(shí)間，表面層厚度縮小后，有助于減少路橋施工成本。

1.2.2 納米材料的應(yīng)用

混凝土是當(dāng)前路橋結(jié)構(gòu)中使用率相對(duì)比較高的施工材料，但是混凝土受到使用環(huán)境的影響，可能會(huì)出現(xiàn)腐蝕的問題，同時(shí)其內(nèi)部鋼筋在受到腐蝕問題的影響后，耐久性將變差。當(dāng)?shù)缆窐蛄寒a(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題后，必須進(jìn)行加固與修復(fù)，修復(fù)成本較高。針對(duì)傳統(tǒng)施工材料存在的問題，可利用高強(qiáng)度的納米材料，來進(jìn)行施工，可選擇碳納米管，其力學(xué)性能極佳，可將其作為各種復(fù)合型材料的增強(qiáng)體進(jìn)行使用，將其運(yùn)用到金屬材料中，可改善鋼等金屬材料的熱穩(wěn)定性、磨損性能、耐摩擦性、硬度與強(qiáng)度，且材料本身具有一定的柔韌性，可對(duì)其進(jìn)行拉伸；另外這一材料還具有高熔點(diǎn)的特點(diǎn)，因此耐火性遠(yuǎn)超普通的鋼結(jié)構(gòu)材料，將其運(yùn)用到路橋中，可以使路橋形成更好的工程性能，延緩路橋結(jié)構(gòu)腐蝕速度。

1.2.3 聚苯乙烯泡沫材料的應(yīng)用

聚苯乙烯泡沫采用閉孔蜂窩結(jié)構(gòu)，吸水性偏差，導(dǎo)熱系數(shù)比較低，抗壓性極強(qiáng)，抗老化表現(xiàn)突出，可將其引入道路橋梁中用于填充輕質(zhì)路基，從而降低施工成本、簡化施工過程、降低操作難度[3]。將聚苯乙烯泡沫板運(yùn)用到現(xiàn)澆空心板梁施工中，替代傳統(tǒng)的芯模，板材的反面與正面均不存在縫隙，所以能夠在使用過程中表現(xiàn)出更好的防滲透與防潮性能，材料本身的發(fā)泡結(jié)構(gòu)極為緊密，沒有縫隙，與普通的芯模相比，抗壓強(qiáng)度更好，即使長時(shí)間處于水中，結(jié)構(gòu)仍舊不會(huì)產(chǎn)生過多的變化，能夠滿足施工振搗的需求。施工過程中，首先需要進(jìn)行測(cè)量放線；其次安裝支架，鋪設(shè)底模，對(duì)平臺(tái)底層鋼筋進(jìn)行綁扎，安裝泡沫板芯模，對(duì)面層鋼筋、預(yù)埋件、定位筋進(jìn)行安裝；最后澆筑混凝土并實(shí)施養(yǎng)護(hù)。安裝聚苯乙烯泡沫芯模時(shí)，應(yīng)先根據(jù)圖紙進(jìn)行劃線，而后安裝芯模，同時(shí)實(shí)施抗浮處理，最后對(duì)安裝成果進(jìn)行驗(yàn)收。

2 道路橋梁施工技術(shù)發(fā)展情況

2.1 智能化發(fā)展

施工單位在開展道路橋梁施工活動(dòng)時(shí)，需要根據(jù)工程對(duì)于適用性、安全性與耐久性方面的需求，升級(jí)施工技術(shù)手段，將智能化技術(shù)應(yīng)用到路橋施工過程中，比如可將具有智能化技術(shù)特點(diǎn)的預(yù)警系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及檢測(cè)系統(tǒng)安裝到施工現(xiàn)場(chǎng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的有效監(jiān)管。路橋工程中，預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量差以及管道壓漿不飽滿等問題會(huì)給橋梁安全帶來不良影響，導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)受損，甚至引發(fā)橋梁垮塌現(xiàn)象。

針對(duì)這兩方面的問題，可應(yīng)用智能化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)施工數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理，提高張拉應(yīng)力控制精準(zhǔn)度，避免張拉應(yīng)力出現(xiàn)過大過小的情況，同時(shí)還可以實(shí)時(shí)獲取鋼絞線伸長量信息，自動(dòng)精準(zhǔn)地計(jì)算伸長量，及時(shí)對(duì)伸長量進(jìn)行核對(duì)，實(shí)現(xiàn)同步控制張拉力的技術(shù)應(yīng)用需求，依靠預(yù)設(shè)程序控制持荷時(shí)間與加載速度，消除人為不利影響，在卸載錨固時(shí)，卸載速度相對(duì)緩慢，不會(huì)給夾片造成沖擊性損傷，回縮量也能夠得到有效縮減，使用過程中產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力損失也比較少，操作人員可在安全區(qū)域進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)安全隱患，同時(shí)也能夠滿足當(dāng)前路橋工程對(duì)于質(zhì)量管理的需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工質(zhì)量的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有益于提高路橋質(zhì)量水平。

2.2 環(huán)保節(jié)能化發(fā)展

道路橋梁等規(guī)模較大的工程體系在建設(shè)過程中會(huì)給周邊環(huán)境帶來嚴(yán)重的噪聲、揚(yáng)塵污染問題，危害居民身體健康，破壞自然環(huán)境。道路橋梁施工單位必須要與時(shí)俱進(jìn)地更新施工理念，采用綠色節(jié)能施工技術(shù)，在通過工程創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也不能忽視環(huán)保效益與社會(huì)效益[4]。施工單位需要主動(dòng)引入新型節(jié)能材料，優(yōu)先選擇節(jié)能優(yōu)勢(shì)突出的有機(jī)材料與復(fù)合型材料，如改性瀝青油氈與三元乙丙橡膠材料；同時(shí)利用竹膠板與塑料板來代替木質(zhì)材料。通過低合金鋼材來制造鋼筋，針對(duì)鋼筋連接施工需求，選擇對(duì)頭焊接、螺紋咬合焊接以及壓套筒技術(shù)等新型施工技術(shù)，強(qiáng)化連接效果的同時(shí)，還有利于節(jié)省鋼筋用量。

路橋施工中經(jīng)常需要使用大型照明裝置，會(huì)給周邊的行人與居民造成光污染，可以盡量減少夜間施工，也可以在施工現(xiàn)場(chǎng)中使用擋光板，同時(shí)調(diào)整施工光源的光照角度，使光照方向被有效集中到施工場(chǎng)地中；面對(duì)噪聲污染，施工單位可從施工機(jī)械設(shè)備入手，選擇與使用噪聲強(qiáng)度偏低的設(shè)備，同樣也可使用遮擋板來減輕噪聲帶來的影響；施工期間，需要對(duì)廢水進(jìn)行有效處理，避免給路橋附近的水環(huán)境造成不利影響，處理施工污水之后可對(duì)其進(jìn)行循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水的目標(biāo)；若施工期間過度浪費(fèi)鋼筋與混凝土材料，可能會(huì)導(dǎo)致施工成本大幅增加，因此要通過管理措施來節(jié)約材料；面對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的揚(yáng)塵污染，可搭設(shè)擋風(fēng)抑塵墻，這種防護(hù)墻的架設(shè)方法并不復(fù)雜，可根據(jù)使用需求靈活移動(dòng)位置，有利于抑制揚(yáng)塵污染，另外還可在施工現(xiàn)場(chǎng)噴灑水，提高空氣濕潤度，或者使用對(duì)環(huán)境不會(huì)造成二次污染的抑塵劑。

2.3 數(shù)字化發(fā)展

當(dāng)前很多路橋施工單位都步入數(shù)字化發(fā)展道路，通過更新施工技術(shù)，融入信息化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)來升級(jí)施工技術(shù)體系，獲取更多先進(jìn)的施工手段。除了BIM 技術(shù)之外，還可對(duì)城市信息模型、北斗定位、遙感監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，打造智慧型工地，針對(duì)施工中的人員、材料設(shè)備以及項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容實(shí)施實(shí)時(shí)化、數(shù)字化以及標(biāo)準(zhǔn)化管控，在施工過程中，不斷獲取更多的工程數(shù)據(jù)，挖掘工程數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工技術(shù)的有效優(yōu)化。

2.4 施工方法不斷創(chuàng)新

路橋施工技術(shù)不斷朝著成熟化的方向發(fā)展，施工隊(duì)伍綜合自身作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有的施工技術(shù)不斷進(jìn)行調(diào)整，以此來提高工程質(zhì)量，改善施工效果。更多新型的防水材料被應(yīng)用到施工過程中，如高分子型片材、高分子型防水卷材與高分子型防水涂料，這類材料不僅防水效果優(yōu)于普通材料，且施工成本也更低。

BIM 技術(shù)主要在建筑工程有良好的應(yīng)用效果，可將這一技術(shù)應(yīng)用到路橋工程中，可將GIS 技術(shù)與BIM相結(jié)合，更好地完成施工前期的勘察工作，現(xiàn)代路橋工程具有跨度大的特點(diǎn)，實(shí)際里程長度長，若前期勘察測(cè)量工作沒有提供精準(zhǔn)信息，后續(xù)施工工作也無法正常進(jìn)行，因此可利用這兩種技術(shù)來輔助交通規(guī)劃、能源設(shè)計(jì)、路橋選址以及評(píng)估氣候條件等工作。路橋工程中的隧道與橋梁工程建設(shè)期間需要使用復(fù)雜的工藝技術(shù)，因此往往需要在技術(shù)交底環(huán)節(jié)耗費(fèi)大量時(shí)間，在這種情況下可以利用BIM 技術(shù)的施工模擬功能，通過動(dòng)畫的方式模擬施工條件，進(jìn)行相應(yīng)的施工操作演示，從而確定合理的施工工序，解決路橋施工中的重難點(diǎn)問題。BIM 技術(shù)還能夠支持施工管理工作，提供分析施工成本、跟蹤物料、監(jiān)控施工監(jiān)督以及查詢施工信息等功能[5]。

2.5 施工隊(duì)伍建設(shè)水平不斷提升

當(dāng)前的道路橋梁不斷向大跨、高墩方向發(fā)展，工程對(duì)于質(zhì)量水平與安全水平的要求日趨嚴(yán)苛。施工單位也在不斷地提升整體技術(shù)水平，加大了對(duì)企業(yè)施工人員的培訓(xùn)力度，使其能夠以更高的技術(shù)能力去應(yīng)對(duì)新型道路橋梁工程中的各種挑戰(zhàn)。不僅要了解路橋施工領(lǐng)域的新技術(shù)、新材料，還要掌握使用方法，真正地實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)成果的有效轉(zhuǎn)化，將其真正地運(yùn)用到施工過程中，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)體系的有效升級(jí)。施工單位需要給施工人員提供多種培訓(xùn)方式，在理論講解環(huán)節(jié)，為施工人員介紹先進(jìn)技術(shù)與施工工具。施工人員在道路橋梁施工實(shí)踐活動(dòng)中，可將技能、知識(shí)與實(shí)際操作進(jìn)行結(jié)合，真正地實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用；技術(shù)人員可前往施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解，操作點(diǎn)評(píng)。一階段的施工培訓(xùn)結(jié)束后，需要對(duì)施工人員展開技術(shù)考核，施工企業(yè)可選擇多樣化的考評(píng)方式，如技能比武、知識(shí)競(jìng)賽等活動(dòng)，激發(fā)施工人員對(duì)于自我提升的積極性，從而打造規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的施工隊(duì)伍。

除了上述發(fā)展之外，道路橋梁施工企業(yè)也加大了對(duì)施工質(zhì)量與施工安全的關(guān)注度，通過建立制度，來約束與規(guī)范施工行為，確保施工隊(duì)伍在每個(gè)施工階段都能夠高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)，在施工管理的環(huán)節(jié)中也融入更多新技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)路橋施工過程的有效控制。

3 結(jié)語

道路橋梁是現(xiàn)代城市交通系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，路橋施工單位必須要認(rèn)識(shí)到道路橋梁的重大意義，從而認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貞?yīng)對(duì)工程建設(shè)任務(wù)。高性能混凝土與新型加固技術(shù)解決了當(dāng)前路橋施工的一部分質(zhì)量缺陷，納米材料、SMA 以及聚苯乙烯泡沫材料彌補(bǔ)了傳統(tǒng)施工材料的不足。施工企業(yè)順應(yīng)路橋施工的智能化、數(shù)字化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)化自身技術(shù)創(chuàng)新能力，提高施工水平，高效完成施工任務(wù)，為自身創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)，也為城市建設(shè)打造更多高水準(zhǔn)的道路橋梁。