道路橋梁路基施工技術(shù)分析

文 / 合肥市交通運(yùn)輸綜合執(zhí)法支隊(duì) 吳楓

隨著全球?qū)Φ缆窐蛄盒枨蟮目焖僭鲩L，道路橋梁迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。道路橋梁質(zhì)量不符合要求不僅會(huì)影響自身的運(yùn)作，還會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響，如何把握道路橋梁建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先進(jìn)程度和現(xiàn)有規(guī)律，控制道路橋梁路基的質(zhì)量，是目前道路橋梁路基工程施工過程中亟待解決的問題。

道路橋梁路基施工的質(zhì)量要求分析

氣溫要求

道路橋梁路基工程建設(shè)基本處于開放狀態(tài)，路基長期暴露在外界環(huán)境之中，溫度對(duì)道路橋梁影響較大。在外界溫度或者濕度改變的時(shí)候，道路橋梁的強(qiáng)度也會(huì)隨之發(fā)生改變，溫度或者濕度變化幅度大的時(shí)候還可能會(huì)導(dǎo)致道路橋梁路基結(jié)構(gòu)的體積發(fā)生變化，道路橋梁路基施工的強(qiáng)度將受到氣溫和雨雪雙重因素的顯著影響。

因此，道路橋梁路基施工過程應(yīng)避開汛期和冬季，盡量選取溫度以及濕度適宜的氣候條件進(jìn)行施工。

強(qiáng)度要求

我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，導(dǎo)致對(duì)于道路橋梁的需求也逐漸增多，為了保障道路橋梁周邊使用人員的安全，一定要保證道路橋梁的強(qiáng)度符合要求，確保道路橋梁能滿足足夠使用的承載要求，保證路基有足夠的強(qiáng)度來支撐使用。

道路橋梁的路基施工要點(diǎn)

對(duì)路基狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)

路基沉降測(cè)量在路基狀態(tài)檢測(cè)中起著重要的作用，路基變形過大和不規(guī)則沉降會(huì)嚴(yán)重影響道路橋梁運(yùn)營安全。

目前，有許多方法可以用來測(cè)量路基沉降，如沉降監(jiān)測(cè)樁，沉降板，測(cè)斜儀，GPS技術(shù)，然而，這些方法存在精度低、效率低的缺點(diǎn)。近而提出了一種使用線性耦合實(shí)現(xiàn)方法，并建立了測(cè)量裝置，該設(shè)備包含位置測(cè)量設(shè)備，用于檢測(cè)點(diǎn)光源圖像的位置變化引起的沉降，還可以使用無線技術(shù)將路基沉降信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)，并對(duì)這些路基沉降實(shí)施遠(yuǎn)程測(cè)量和監(jiān)控，具有高精度、低成本安裝的優(yōu)點(diǎn)。

合理使用高新設(shè)備

在道路橋梁建設(shè)中，道路橋梁路基工程施工企業(yè)應(yīng)合理利用先進(jìn)技術(shù)和高科技設(shè)備，使路基表面沉降得到有效控制，道路橋梁建設(shè)水平不斷提高。相對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)備而言，高新設(shè)備優(yōu)勢(shì)更加突出，可以更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，檢查設(shè)備的使用情況，及時(shí)修理損壞或老化的零件，延長其使用年限。

重視路基排水工作

在道路橋梁路基工程施工過程中，還要注意排水工作的實(shí)施，如果不注重路基排水工作的實(shí)施，路基會(huì)積水過多，就會(huì)導(dǎo)致路基不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響路基的正常使用，嚴(yán)重者還會(huì)給群眾帶來安全威脅。因此，加強(qiáng)路基排水工作，重視路基排水工作的實(shí)施已刻不容緩，路基經(jīng)過一系列的排水工作之后，承載力會(huì)顯著增加。使用性能得到了很好的保障。

在道路橋梁路基工程排水工作進(jìn)行過程中，較為常見的排水方法是在路基兩側(cè)設(shè)立相應(yīng)的截水溝，或者在路基路面設(shè)立相應(yīng)的排水管，需要注意的是，設(shè)立的截水溝需要進(jìn)行一定的加固工作以保證其穩(wěn)定性，而且截水溝或者排水管的長度設(shè)置應(yīng)該盡量符合實(shí)際需求，在設(shè)置之前要對(duì)實(shí)際路基情況進(jìn)行科學(xué)的考察，以便確定更為合理的方案。

利用納米技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理

在道路橋梁路基工程中，納米材料顆粒不僅可以填充土顆粒之間的空隙，改善路基土的物理化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，而且可以促進(jìn)水泥與土顆粒之間的離子交換水合。

在瀝青混合料中加入納米材料，可以提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性、抗車轍性、抗疲勞性和柔性路面的光學(xué)性能。納米二氧化硅增強(qiáng)了水泥漿體與集料的界面，促進(jìn)了混凝土的火山灰反應(yīng)，從而改善了混凝土路面的力學(xué)性能。

與傳統(tǒng)材料相比，納米材料具有環(huán)境友好、環(huán)境干擾小、性價(jià)比好、耐久性高等優(yōu)點(diǎn)，在道路橋梁路基工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展和納米材料的優(yōu)越性能，納米材料(如納米二氧化硅、納米粘土、納米氧化鋁、納米二氧化鈦和納米管)已被引入到路基材料的改良中。由于納米材料可以改變各種類型的建筑材料和添加劑，因此納米材料在道路橋梁路基工程中的應(yīng)用具有重要意義。

在道路橋梁路基工程中，季節(jié)性反復(fù)降雨使路基處于周期性干濕循環(huán)狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致路基巖石和土體的不斷崩解和強(qiáng)度退化，在傳統(tǒng)的水泥基材料中加入不同類型的納米材料添加劑，可以提高路基土的強(qiáng)度和耐久性。

此外，納米材料還可以穩(wěn)定路基土壤，使其更加耐用，侵蝕性更小。因此，有必要對(duì)納米材料改性路基土的物理化學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)和微觀機(jī)理進(jìn)行綜述。納米材料填充土壤顆粒之間的空隙，并將顆粒粘合在一起，從而顯著提高土壤的干密度，降低導(dǎo)水率。

紅外光譜分析結(jié)果表明，納米顆粒與土壤顆粒之間的化學(xué)反應(yīng)主要生成水合物(c-s-h)和水合硅鋁酸鈣(c-a-s-h)兩種具有鏈狀結(jié)構(gòu)的硅酸鈣，有效地提高了黃土路基的穩(wěn)定性。

納米材料一方面可以填充土壤顆粒間的空隙，增強(qiáng)土壤的致密性和抗剪強(qiáng)度；另一方面，納米材料也能促進(jìn)水泥的水合和土壤顆粒之間的離子交換。土顆粒表面形成的膠體結(jié)構(gòu)可以使土基密實(shí)，改善路基土。

納米材料主要通過降低路基土的微觀孔隙度來改善路基土的性質(zhì)。掃描電子顯微鏡(sem)可以觀察到納米材料改性前后土壤的微觀結(jié)構(gòu)，為揭示納米材料改性土壤的機(jī)理提供了一種方法。利用納米材料對(duì)路基土壤進(jìn)行微觀特征和改性機(jī)理的研究已經(jīng)取得了很多成果。用掃描電鏡分析了硅灰和納米二氧化硅改性弱磁性高嶺土的微觀結(jié)構(gòu)。

納米二氧化硅改善了高嶺土的微觀結(jié)構(gòu)，填充了路基空隙，提高了路基材料的抗壓強(qiáng)度。路基災(zāi)害(如過度變形和斜坡失穩(wěn))經(jīng)常發(fā)生在建設(shè)或運(yùn)營過程中。傳統(tǒng)的路基加固方法主要分為四種類型，即壓實(shí)法、置換法、排水法和灌漿法。

然而，這些傳統(tǒng)的方法在現(xiàn)場(chǎng)處理方面存在缺陷，對(duì)周邊生活環(huán)境造成強(qiáng)烈干擾。灌漿是將可泵送材料注入軟弱土壤或巖石中，改變其物理化學(xué)特性，從而改善巖石和土壤的力學(xué)性質(zhì)、完整性和壓實(shí)性。

然而，漿液需要高壓才能進(jìn)入目的層，從而加固固化或成膠后的軟弱地基。與傳統(tǒng)結(jié)合材料相比，納米材料具有粒徑小、易滲透、孔隙率低等優(yōu)點(diǎn)。

采用納米材料和水的混合物從注入點(diǎn)的邊緣緩慢灌注并通過地下水流輸送到目標(biāo)地層的土壤加固方法，可有效地提高土壤的機(jī)械強(qiáng)度。與傳統(tǒng)的高壓注漿法相比，該方法不需要高壓，并能顯著減少對(duì)住宅環(huán)境的干擾。

該方法不僅適用于公路路基。硅酸鹽水泥廣泛用作混凝土的粘結(jié)劑，是加固路基的重要建筑材料。水泥制造業(yè)帶來了巨大的環(huán)境挑戰(zhàn)。硅酸鹽水泥主要由石灰石、粘土和鐵礦粉煅燒而成。這個(gè)過程通常消耗大量的能量，并產(chǎn)生大量的氧化物，如二氧化碳(co2)、硫氧化物和煙霧。此外，以水泥為代表的傳統(tǒng)膠凝材料不利于建設(shè)項(xiàng)目區(qū)的生態(tài)環(huán)境，表現(xiàn)為植被減少、生物鏈斷裂等生態(tài)問題。

化學(xué)漿料(如硅酸鈉、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯)是溶液型漿料，具有較高的過敏性，可注入細(xì)裂紋。然而，如果處理不當(dāng)，化學(xué)泥漿會(huì)對(duì)周圍的建筑物和地下水造成可怕的破壞和污染。

相反，大多數(shù)納米材料一般無毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不僅能改善路基巖土的工程性質(zhì)，而且有利于邊坡植被的生長。納米材料對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。因此，利用納米材料改良地基是安全可靠的。

納米材料顆粒填補(bǔ)了土壤顆粒之間的空隙，促進(jìn)了水泥與土壤顆粒之間的離子交換，從而改善了路基土壤的物理化學(xué)和力學(xué)性質(zhì)。在土壤表面形成的膠體結(jié)構(gòu)使土基密實(shí)，改善了路基土的性質(zhì)。

在瀝青混合料中加入納米材料，可以提高柔性路面的水穩(wěn)定性、抗車轍性、抗疲勞性和光學(xué)性能，降低瀝青混合料的老化速率。納米二氧化硅增強(qiáng)了漿體與集料之間的界面，從而改善了混凝土路面的力學(xué)性能。納米技術(shù)不需要高壓，可以顯著減少對(duì)居住環(huán)境的干擾。

結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，道路橋梁的建設(shè)時(shí)間越來越短，建設(shè)速度也越來越快。此時(shí)，應(yīng)采取有效措施保障路基安全。路基的穩(wěn)定性應(yīng)從基本原材料到施工工藝控制都要保證，以提高路基的可用性，延長使用壽命，增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在道路橋梁路基施工過程中，對(duì)路基狀態(tài)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)、合理使用高新設(shè)備、重視路基排水工作以及利用納米技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行處理等等都是黨群道路橋梁路基施工要點(diǎn)，同時(shí)，在道路橋梁路基施工過程中，要繼續(xù)創(chuàng)新，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的大數(shù)據(jù)，充分利用信息化的技術(shù)手段，吸收有利的道路橋梁路基施工方式方法，提高道路橋梁路基施工技術(shù)以及施工人員的能力水平。