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道路桥梁建设中新技术与新材料的应用研究严辉2

发表时间：2020/8/5 来源：《基层建设》2020年第10期作者：黄建平1 严辉2

[导读] 摘要：近年来我国的交通行业有了很大进展，道路桥梁工程建设越来越多。随着现代社会对道路桥梁建设质量要求越来越高，相关领域急需研发或引进新技术和新材料，全面提升道路桥梁建设水平。

        1.身份证号码：33250119821018xxxx；2.身份证号码：33088119861020xxxx
        摘要：近年来我国的交通行业有了很大进展，道路桥梁工程建设越来越多。随着现代社会对道路桥梁建设质量要求越来越高，相关领域急需研发或引进新技术和新材料，全面提升道路桥梁建设水平。本文先分析了道路桥梁建设中新技术和新材料的应用意义，再结合实际，探究这些新技术、新材料的具体应用方法及要点。
        关键词：道路建设；桥梁建设；新技术；新材料
        引言
        改革开放以来，我国经济得到了更多发展机会，在此过程中，政府开始对基础设施建设提高了重视程度，道路桥梁便是其中之一，桥梁功能的完善，为人们出行和区域经济发展提供了充分条件。另外，随着科学技术的进步，为道路桥梁带来很多新技术和新材料，为道路桥梁建设质量的提升创造了有利条件。
        1路桥设计构思的基本原则
        市政道路桥梁在构思设计阶段，需要遵循4大原则。一是设计安全性原则，在设计工作前期获取的数据信息必须准确，设计的相关计算须合理有依据，保证路桥建设的安全。二是设计科学性原则，相关设计相比传统工程的设计构思和技术工艺能有所突破，选择创新、科学、优化的设计方案，提高路桥工程建设的质量和效率。三是设计经济性原则，在路桥构思设计过程中要综合考虑施工工艺、工程成本等因素，对工程施工的成本进行有效控制。四是实用性原则，明确设计的目标，路桥设计要结合当地经济发展和交通出行的实际需求，合理设计交通路线。
        2道路桥梁建设中新技术应用
        2.1GPS技术的应用
        GPS测量技术与常规测量技术相比，具有许多的优点：（1）GPS的使用不受时间和地点限制，可以在全球任一时间、任意位置进行测量；（2）GPS使用时不会受到天气的影响，即使在大雾、暴雨、风雪等恶劣的天气条件下也可以准确地进行定位测量等工作；（3）与传统技术需要通视才能进行测量相比，在使用GPS进行测量时，两点之间只要能接收到卫星信号就可以对测量点进行准确定位测量，无需通视，增加了测量的便利性；（4）GPS自动化测量的技术在不断的更新完善，GPS接收机的功能越来越全面，而变得体积更小，重量更轻，携带方便，在一些地形复杂的环境下，测量人员只需将仪器架设好，GPS接收机便会自动完成测量并记录，降低了测量难度。总体来说，GPS技术比起传统测量技术，速度更快、准确度更高、操作更加简便、自动化程度更高。GPS技术在桥梁、道路设计上得到了很好的应用。目前在大型桥梁和特大型桥梁的平面控制测量和变形监测中，GPS静态相对定位技术发挥着重要的作用，可彻底解决传统技术中长距离测量准确度下降的问题，获得高精度的测量数据。还有GPS的动态性对定位技术和GPS-RTK定位技术的应用，可有效提高工作效率和降低成本，且为路桥的设计提供了新的技术支持。GPS在桥梁上还有一个重要的应用，桥梁沉降变形的监测。我国有许多的跨海跨河等大跨度桥梁，使用该技术对桥梁进行沉降变形监测，相比传统测量方法，可节省大量人力、物力，大幅减少工作量，无需通过几点和监测点间的通视，通过卫星进行定位，不受天气环境条件影响，达到成本低、精度高、可连续性工作、自动化监测的效果，能有效提高设计的寿命，保证桥梁的安全。GPS在道路工程测量上也具有很大的应用空间。在一些条件较为恶劣的自然环境中，如在山谷山丘上，利用GPS技术进行高程测量可以得到精确的数据。GPS-RTK技术可以快速准确得到某一位点的空间三维坐标，具有时效性强的特点，特别适合应用于道路的设计中。随着GPS测量技术和测量设备的日益更新发展，该技术的功能将会越来越完善，采用该技术代替部分传统测量方法，可让测量更加便捷，有利于提高路桥设计的准确性、安全性。
        2.2BIM技术
        随着我国科学技术不断发展，当今BIM技术在建筑工程领域中的应用愈加广泛。

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如图1所示，BIM软件能够绘制路桥工程的3D模型，通过构建3D模型，更加直观地看到路桥工程设计参数，并根据参数信息对设计方案进行改进。BIM软件的功能十分强大，可以达到提升路桥工程设计质量的目的。采用BIM建模技术，对整个工程模型仿真模拟，观察工程设计的仿真结果，找出设计模型中存在的不足，对路桥原有设计方案进行优化改进。应用BIM技术，计算出整个设计方案的安全性、耐久性，还可以借助BIM软件模拟性能，模拟路桥工程的抗震等级，根据路桥工程设计的抗震要求，改进路桥工程结构性能，提升工程的整体抗震等级。
        2.3混凝土喷注加固法
        在桥梁建设完成以及维修加固时，可以利用锚固钢筋网加混凝土喷注法来提升桥梁稳定性。同时，利用钢筋材料和该方法可以对桥梁周边山体进行加固，避免地质灾害和土地沉降影响桥梁稳定。
        3道路桥梁建设中新材料的应用
        3.1纳米材料应用
        现阶段，路桥工程建设中最为常见的施工材料为混凝土材料，但混凝土材料本身具备腐蚀能力，极容易对钢筋产生破坏性影响，一旦工作人员不能在第一时间内对其进行修复，将会为工程使用带来极大的安全隐患。另外，在后续道路桥梁应用上，还会出现很多不良的天气因素，缩短道路桥梁的使用寿命。
        3.2高性能混凝土技术
        高性能混凝土是指改变传统混凝土中的骨料、水泥、水灰等配合比，以此达到提高混凝土性能的一种新型混凝土。高性能混凝土的研究正在不断的深入，目前高性能混凝土采用新型的材料渐渐代替以往的水泥，混凝土材料的强度、稳定性不断提高，还具有良好的抗冻性，有效减少混凝土裂缝。路桥建设对于安全性和使用寿命有着严格的要求，在设计中可以采用稳定性能较好的高性能混凝土为建筑主材料，尤其在一些高速公路和大型桥梁设计中，科学合理地提高大体积混凝土的设计比例，扩大应用范围，对于路桥工程的稳定性和安全性有一定的提高，保证后续施工质量。
        3.3节能生态道路施工材料
        沥青材料是传统道路桥梁路面施工的主要材料，且多年以来被认为是比较经济可靠的材料，但是沥青路面有效使用期限在15年左右，也就意味着我国每年都有大量道路及桥梁路面需要进行维修和翻新，不仅产生大量成本，也不利于相关区域高速发展。更重要的是，沥青材料无论是建设施工还是翻新都会产生很多有害物质，不仅影响施工人员健康，还会侵害周边生态环境。而且道路翻新时旧路面会直接铲掉，这些废料几乎没有再次利用价值，还会浪费土地资源，不符合现代生态发展理念。基于传统路面工程材料这些缺点，业界积极开发了新施工材料，并利用全新技术工艺投入到道路桥梁施工中。例如，部分地区出现了将废旧轮胎和沥青材料混合制成新路面材料的橡胶沥青材料，并且在加工过程中会进行降硫处理。该材料主要研制方法为：将废旧轮胎加工成橡胶粉，然后混入基质沥青，配合高聚合物改良剂制作成为新型路面材料。该材料在道路桥梁路面施工中具备着施工效率高、韧性强、环保性较好等优点，同时该材料路面能提升汽车抓地力，减少行车噪声，提升了行车舒适度。
        结语
        综上所述，为了能够保证路桥工程设计质量，必须要遵循路桥工程设计原则，掌握路桥工程的设计要点，关注路桥结构承载性、疲劳损伤，积极运用新技术，如BIM软件、GIS技术、新型结构、新型材料等，进一步发挥路桥工程设计效益。
        参考文献：
        [1]符永峰.路桥设计及新技术的应用实践研究[J].中国室内装饰装修天地，2017（22）：312-313.
        [2]郑朝林.路桥设计的构思及对新技术的探讨[J].建材与装饰，2018，532（23）：252-253.
        [3]张嵩.路桥设计的构思及对新技术的研究[J].科技创新与应用，2016，154（6）：223.