对道路桥梁建设中新技术与新材料的应用探讨

2019-12-09吴辰龙

建材发展导向 2019年22期

吴辰龙

（黑龙江工程学院，黑龙江哈尔滨 150050）

汽车保有量的增加，使车辆成为人们出行的主要方式，加剧了道路桥梁的承载压力。为延长道路桥梁的使用寿命，在开展新工程的建设时，施工单位需引进新技术与新材料，提升道路桥梁的质量，减少工程施工对环境的影响，降低工程的成本，使道路桥梁工程兼备经济效益与社会效益。

1 BIM 技术

BIM 技术是指建筑信息模型，在道路桥梁建设的设计阶段应用广泛，施工单位可通过BIM 软件构建道路桥梁的三维模型，仿真模拟道路桥梁的施工流程，选择最优的设计参数，优化道路桥梁设计方案。在场地规划方面，施工单位可通过BIM 技术构建施工现场的平面图，细化展示施工现场的各个元素与具体参数，使设计人员掌握施工现场状况，并利用BIM 软件的图层功能，实现道路桥梁不同阶段的综合设计，避免设计环节出现重复布置现象。

在市政道路桥梁施工中，施工单位需考虑地下管线工程，该工程的要点在于平面位置与竖向高程的协调。施工单位可根据施工现场参数，构建三维模型，设计管线铺设方案；在地下管线设计完成后，可利用BIM 软件模拟地下管线的配置效果，进行碰撞检测，避免管线出现重叠或交叉现象，提高管线工程质量。

另外，在道路桥梁建设中，施工单位可根据周边道路桥梁的通行信息，获取该道路桥梁运行后的人流量与车流量，并将其输入到BIM 软件中，模拟道路桥梁运行投入运行的效果，分析施工方案的可行性。

2 桥梁结构加固技术

道路桥梁结构的稳定性是实现其安全使用的关键，施工单位可在桥梁结构加固中应用新技术，强化结构加固效果，提升施工质量。目前道路桥梁使用的结构加固新技术有多种，施工单位需根据现场条件与参数，选择最合适的一项。

第一，改变桥梁结构体系，该技术的原理在于调整道路桥梁结构的原本受力分布，优化桥梁结构体系，提升桥梁的承载力，延长其使用寿命；第二，FRP 加固法，该技术又被称碳纤维布加固技术，是指将碳纤维作为预应力筋的加固材料，利用其优异的抗拉性能、高强度、强抗腐蚀能力与高抗疲劳性能，提升桥梁结构的加固效果；第三，混凝土喷射加固技术，是指在道路桥梁结构中锚固钢筋网，向钢筋网中喷射混凝土，利用高强混凝土实现桥梁结构加固的目的；第四，粘贴板加固技术，是指在桥梁结构表面粘贴高强度的材料，提升桥梁结构的挠度，避免结构钢筋出现锈蚀。但在技术对梁体的平整度要求较高，其成本高昂，并未普及应用。

3 道路桥梁建设中新材料的应用

3.1 纳米材料

纳米材料是指纳米尺度（0.1～200nm）的材料或由纳米微粒组成的材料，包括纳米块体、纳米纤维与纳米涂料等，具有优异的耐火性能、耐磨性能与高熔点。施工单位可将纳米材料替代道路桥梁建设中的部分钢型材料，避免道路桥梁出现锈蚀问题。在以往的道路桥梁建设中，混凝土结构内部的钢筋易出现锈蚀，施工单位可选择加固技术或纳米材料，避免锈蚀现象的出现，促进道路桥梁的可持续发展。同时，施工人员可将纳米材料与混凝土混合，强化道路桥梁结构的性能。例如，将纳米二氧化硅与混凝土混合，可吸收道路桥梁表面的硫化物或氮氧化物，减少空气污染；将纳米碳酸钙材料与混凝土混合，可降低施工成本，提升混凝土的强度；将纳米纤维与混凝土混合，可提升道路桥梁的弹性，避免裂缝的出现[3]。

3.2 聚苯乙烯泡沫板

聚苯乙烯泡沫板是由带有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯颗粒组成，其结构具有多个微细闭孔，具有保护结构的作用。在道路桥梁工程中，施工单位可将其作为软土地基的处理材料，铺设在沥青路面下方。在车辆经过时，聚苯乙烯泡沫板可将荷载均匀分布，提升地基的强度，避免道路桥梁出现沉降问题，预防桥头跳车现象。在实践施工中，施工单位需注重遵循如下流程，保障聚苯乙烯泡沫板的优势发挥。

按照施工设计方案的内容，对道路桥梁施工现场进行开挖处理，清除施工现场的软土层，再应用10cm 的碎石与15cm 的黄砂，对挖除口的基底面进行平整处理，按照砌墙砖的施工工艺，对聚苯乙烯泡沫板进行错缝拼砌施工，每层厚度70mm；在一层砌筑完成后，需应用专业连接构建，使泡沫板紧密衔接，再进行下一层的施工，直到整体砌筑高度达到设计标高，最后浇筑10-15cm 厚度的混凝土，进行封层处理，完成软土路基的处理。

3.3 SMA

SMA 是指沥青玛蹄脂碎石混合料，包括粗集料、矿粉与沥青玛蹄脂等材料，可有效规避道路桥梁的车辙问题，强化道路桥梁的抗车辙性能与抗滑性能。在实践应用中，SMA凭借其丰富的材料组成，优化道路桥梁的各项性能。

在道路桥梁建设中，施工单位需严格按照材料配置要求，制作SMA，方可发挥其上述优势。SMA 的材料组成具有三多一少的特征，需要配置较多的粗集料、矿粉与沥青，减少细集料的使用。粗集料的粒径需超过5mm，占比约为70%-80%；矿粉占比约为7%-13%，粉胶比可大于1.2；沥青占比约为6.5%-7%，最好选择温度稳定性强、粘结性能优异的改性沥青材料。