桥梁建设中新材料的应用

桥梁建设中新材料的应用

张国良

（重庆交通大学，土木学院，重庆 400074）

摘要：随着科学技术快速发展，桥梁建设施工中涌现出了许多新材料，给桥梁施工技术带来了很大的冲击，并对建筑行业的持续发展产生了直接影响。文章首先阐述了在道路桥梁建设中应用新材料的意义，然后分析了近些年来桥梁建设中新材料的性能、受力特点及其具体应用，可以为桥梁的建设和发展提供一些参考价值。

关键词：道路桥梁；新材料；环境保护；桥梁加固

The Application of New Materials in Bridge Construction

Zhang Guoliang

(School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China)

Abstract: With the rapid upgrading of science and technology, many new materials have emerged in bridge construction, which has brought a great impact on bridge construction technology and has a direct impact on the sustainable development of the construction industry. The article first expounds the significance of applying new materials in road and bridge construction, and then analyzes the performance, stress characteristics and specific applications of new materials in bridge construction in recent years, which can provide some reference values for bridge construction and development.

Keywords: bridge construction; new materials; environmental conservation; bridge strengthening

0引言：自改革开放以来，中国的经济水平得到了很大的提升。此后，我国开始将目光主要转向于基础设施建设，道路桥梁便是其中之一。现在各个省市的道路交通及桥梁建设规模不断扩大，为满足现代社会的发展需求，贯彻绿色环保可持续发展的理念，应当将新材料应用于桥梁建设中去，这样可以有效地推动桥梁工程建设的发展和社会的进步。但同时也不能永远依赖于混凝土与钢筋这两种主要材料，仍然要研发新的材料，创新新的产品用于桥梁建设中，以使得桥梁建设可以朝着跨度更大、造价更低、使用时间更长等方向前进。

1沥青玛蹄脂碎石混合料

该种混合料在制作过程中，主要是将相关材料进行比例混合，形成新的沥青混合料，主要解决的是道路桥梁中车辙问题，并强化路面的抗滑能力。由于沥青玛蹄脂碎石混合料性能较多，所展示出的效果也十分良好，在实际道路桥梁建设上得到了广泛应用。除此之外，由于沥青玛蹄脂碎石混合料之中的粗集料较多，能够承受较高的交通荷载压力，降低车辆对路面的损害程度，高温稳定性极佳。一般情况下，低温状态下的沥青混合料并不具备良好的抗裂能力，该种性能与结合料的拉伸性能存在直接关系，如果在粗集料之中填充适当的沥青玛蹄脂，路面的黏结作用也将更好的呈现出来，强化其低温变形问题的抵抗性[1]。

2碳纳米材料

路桥建设离不开混凝土材料，而混凝土自身却具备腐蚀性，当工程建设完成投入使用后，其常年处于复杂的环境中，混凝土的腐蚀性会逐渐侵袭工程体内部的钢筋材料，使整个工程安全受到严重威胁，若加固和维修处理不及时，会造成巨大的安全隐患，还会增加维护费用。在施工材料中加入纳米材料，借助纳米材料的抗腐蚀性能，对工程体粉刷纳米涂料，能够有效延缓环境对路桥的腐蚀[2]。纳米材料具备的特殊性能，如刚度、高熔点、力学性能等，能显著提升混合物的抗磨性。纳米材料的实践应用不仅有助于资源的节约，提高道路桥梁建设项目的价值，还符合可持续发展的需求。

3FRP材料

对于FRP材料而言，又可以称之为“纤维增强复合材料”，按照定义来看，主要指的是由两种或者是两种以上不同物质通过科学合理的材料设计以及人工合成等得到的具备一些新的优越性能的一种多相固体材料，一般情况下，能够将结构用复合材料的基本组成成分有效划分为两大内容，即基体材料以及增强材料。通俗来讲，FRP材料指的便是一种经由高强度的玻璃纤维以及树脂基体有效复合而成的具备良好功能性以及结构性的新型复合材料

[3]。依照类型来分，FRP材料主要应用在土木工程当中的混凝土材料、钢架结构以及土石结构等。其中混凝土材料，目前在土木工程建设施工当中应用较为广泛，因此在混凝土材料当中有必要做好FRP材料的应用工作，以此来达到加固的目的。

4超高性能混凝土（UHPC）

UHPC 的材料成分包括：（1）水泥；（2）级配良好的细砂；（3）石英砂；（4）硅灰和其他矿物掺合料；（5）钢纤维；（6）高效减水剂。去除粗集料可以改善UHPC的均匀性和内部结构。采用级配良好的细砂、石英砂和硅灰改善了UHPC 的高密度，降低了UHPC 的孔隙率。此外，钢纤维具有不同的拉应力，有效减缓了混凝土裂缝的发生。为了减少掺水量，提高混凝土强度，掺入大量高效减水剂，但要注意掺量，避免混凝土的缓凝。超高性能混凝土的配合比是一个重要的研究课题。世界上不同地区在水质、水泥、硅灰等混合物方面都有各自独特的特点，钢纤维由于制备技术水平的高低可能有所不同。此外，不同地区的环境也会影响UHPC的最佳配合比[4]；与普通混凝土相比，UHPC具有许多优点，包括压缩性能、力学强度、耐久性等。

结语

综上所述，随着工程产业技术和社会经济不断发展，各界对道路桥梁工程质量和建设水平有了更高要求，此时需要积极研究传统道路桥梁工程中技术材料存在的不足，结合实际研发新材料。可以基于传统技术材料进行改良升级，也可以尝试研发全新的材料用于桥梁建设中去，只有这样，才能全面提升道路桥梁的工程强度、稳定性和行车安全舒适性。

参考文献

[1]于兴达. 道路桥梁设计和施工中的隐患及解决措施分析[J]. 工程建设与设计, 2018（02）: 144-145.

[2]曹鹏鹏. 道路桥梁施工技术与方法等管理知识研究[J]. 现代商贸工业, 2017(12): 189-190.

[3]何雷. FRP材料在土木工程中的应用[J]. 建材与装饰, 2021, 17 (8): 41-42.

[4]SONG J, LIU S. Properties of reactive powder concrete and its application in highway bridge[J]. Advances in Materials Science and Engineering, 2016, 11: 1226-1238.