市政道路路基施工技术现状与发展趋势

摘要：市政道路路基施工是城市基础设施建设的重要一环，其施工质量和稳定性直接影响到道路的使用寿命和行车安全。随着城市化进程的加快，市政道路路基施工技术也在不断创新和发展。本文将从当前市政道路路基施工技术的现状出发，探讨其发展趋势，为未来的市政道路路基施工提供参考。

关键词：市政道路；路基施工技术；现状；发展趋势

引言

市政道路路基作为道路工程的基础，其稳定性和耐久性直接关系到道路的整体质量和使用寿命。随着城市化进程的加快，市政道路的建设需求不断增加，对路基施工技术的要求也越来越高。因此，研究市政道路路基施工技术的现状与发展趋势，对于提高道路建设质量、保障行车安全具有重要意义。

一、市政道路路基施工技术现状

1.1 路基施工材料与工艺

在市政道路路基施工中，材料的选择与施工工艺的运用是保证工程质量与耐久性的基石。首先，在填筑工艺方面，传统的分层碾压法仍然广泛应用，但随着科技的进步，出现了如振动碾压、静力压路、强夯等更高效、更精细的施工技术。这些工艺的使用，能够更均匀地分布应力，减少不均匀沉降，提高压实度，增强路基的整体性与稳定性。此外，新型填筑材料，如轻质骨料、聚丙烯纤维等，因其轻质、高强、耐久的特性，逐渐在路基工程中得到应用，有效降低了路基自重，提升了道路的长期使用性能。其次，模块化施工通过预制路基构件，现场组装，大幅减少了现场作业时间，提高了施工效率。预制成型则通过工厂化生产，保证了构件质量的稳定性，同时也减少了现场污染。快速路基构建则结合了模块化与预制成型的优点，运用高科技设备，如无人机、机器人等，实现了路基的快速高效构建。

1.2 路基稳定性处理技术

路基的稳定性是道路工程的核心问题，直接关系到道路的使用寿命和行车安全。首先，通过土壤力学性质测试，如剪切强度、压缩模量、渗透系数等，确定土壤的工程特性，然后针对性地选择改良剂和施工方法。例如，采用高分子聚合物作为土壤稳定剂，可以提高土壤的凝聚力和抗剪强度，同时其环保性能优于传统的水泥、石灰。此外，生物稳定技术也逐渐受到重视，通过种植根系发达的植被，利用植物根系固定土壤颗粒，提供额外的侧向约束，增强路基的稳定性，同时植物还有助于恢复生态环境。其次，通过水文模型预测降雨径流，确定合理的排水设施布局和尺寸，以保证在极端气候条件下路基的稳定。此外，新型排水材料，如高分子排水板和透水混凝土，也在实践中展现出优越的性能，它们可以提高排水效率，减少水分对路基的不利影响。再者，物联网技术被广泛用于实时监测路基的变形、沉降和水分状况，通过传感器收集数据，传输至中央控制系统，实时分析并预警潜在的稳定性问题。同时，大数据和人工智能分析这些数据，可以预测路基的未来稳定性，为维护决策提供科学依据，实现路基的预防性维护。

1.3 路基施工质量控制

路基施工质量控制是确保道路工程安全、耐久和经济性的关键环节，它涵盖了从材料进场、施工过程到竣工验收的全过程管理。首先，通过实时监测和数据分析，监控材料性能的变化，及时调整施工工艺，避免因材料问题导致的质量缺陷。此外，对再生材料和环保材料的使用，也需要建立完善的质量保证体系，确保其性能稳定，符合环保标准。其次，通过现代设备如GPS全球定位系统、激光水准仪、摊铺机等，实现高精度的施工定位和摊铺，确保路基的几何尺寸和平整度符合设计要求。同时，采用先进的压实技术，如动态密度测试、核子密度仪，实时监控填筑层的压实度，保证路基的密实稳定。对于特殊地基如软土、湿陷性黄土，更需采取针对性的处理措施，如换填、排水、加固等，确保路基的长期稳定性。再者，在信息化管理方面，通过BIM，可以模拟施工过程，预测可能的质量问题，提前采取预防措施。GIS则可整合地质、环境、交通等多源数据，优化施工方案，提升施工效率。

二、市政道路路基施工技术发展趋势

2.1 智能化施工技术

智能化施工技术将信息技术、大数据和人工智能等前沿科技与传统施工工艺深度融合，旨在提升施工效率、保证工程质量、降低环境影响，并实现施工过程的精细化管理。首先，遥感技术和无人机则在地形测量、施工进度跟踪、质量检查等方面发挥重要作用，减少了人工操作的误差，提高了工作效率。此外，基于大数据的施工模拟和预测分析，能在施工前对可能的问题进行预判，为决策提供科学依据，有助于优化施工方案，降低风险。其次，人工智能在路基施工中的应用逐渐崭露头角，如机器学习算法可通过对历史数据的学习，预测土壤的工程特性，为材料改良提供精准指导。智能决策支持系统则可根据实时数据和历史趋势，自动调整施工参数，如压实设备的行走速度、碾压频率等，以达到最佳施工效果。再者，通过优化的施工策略，精确控制材料使用量，减少浪费和过度消耗。

2.2 环保化施工技术

环保化施工技术在市政道路路基施工中不仅是响应全球可持续发展倡议，也是解决城市化进程中的环境问题的必然选择。首先，传统的施工材料，如混凝土和沥青，常因其生产过程中的高能耗和大量碳排放而受到质疑。然而，随着科技的进步，逐渐出现了替代材料，如利用工业废弃物生产的再生骨料和生态混凝土，它们不仅减少了对天然资源的消耗，而且在生产过程中产生的碳排放也大大降低。此外，生物降解材料的使用也值得关注，它们在使用结束后可以自然分解，减少对环境的长期影响。其次，通过改进施工工艺，如采用湿式切割和低噪声设备，减少噪音和尘埃污染。在土壤处理上，推广生物稳定技术，利用植被根系固定土壤，同时提供额外的侧向约束，增强路基稳定性，减少化学改良剂的使用，降低对土壤的化学污染。此外，优化排水系统设计，使用高分子排水材料和透水混凝土，提高排水效率，减少水分对路基的不利影响，同时也避免了化学防水剂可能带来的环境风险。再者，物联网技术的应用，如传感器实时监测施工现场的环境参数，如空气质量、噪声水平和土壤含水率，可以及时调整施工策略，减少对环境的扰动。

2.3 高科技管理模式

高科技管理模式在市政道路路基施工中将信息技术、大数据和人工智能等科技手段深度融入到施工管理中，旨在实现施工过程的精细化、智能化和绿色化。首先，通过在施工现场部署大量的传感器，可以实时监控路基施工的各个关键环节，包括土壤含水率、压实度、温度以及设备运行状态等。这些数据通过无线网络实时传输到中央管理系统，进行实时分析，形成决策支持，使得管理者能够对施工过程进行精确控制，及时调整施工策略，从而确保质量合规、成本控制和进度管理。其次，通过收集整理过往的施工数据，利用机器学习算法可以发现潜在的施工模式，预测可能出现的问题，并提供预防性措施。这种预测性维护有助于减少非计划停机时间，降低维护成本，确保施工进度不受影响。同时，大数据还能够帮助优化材料使用，减少浪费，节约资源。再者，通过智能算法，可以对庞大的施工数据进行深入学习，从而识别出更优的施工方案和设备配置，提高整体施工效率。例如，人工智能可以分析历史施工数据，预测土壤的受力特性，为土壤改良提供精准指导；或者根据实时的环境和设备数据，动态调整施工参数，如摊铺机的速度和压实机的频率，以达到最佳施工效果。

2.4 新型材料的应用

新型材料旨在替代传统材料，以减少对环境的负面影响，同时提升路基的性能和使用寿命。首先，再生骨料来源于建筑废料的破碎和筛选，不仅有效减少了固体废弃物，还能够降低对天然资源的依赖。再生骨料在混凝土中的利用可以部分替代天然砂石，虽然其性能可能略逊于天然骨料，但通过优化配合比和使用添加剂，可以显著改善其工作性和耐久性。此外，再生沥青材料也被用于路基封层和基层，降低新沥青的消耗，减少碳排放。其次，以生物降解材料为例，它们在使用后能够自然分解，减轻了对环境的长期负担。例如，某些生物聚合物可以替代传统混凝土中的水泥，减少碳足迹，并且具有良好的抗冻融性能。同时，生物稳定技术被用于土壤改良，通过种植特定的植物，利用其根系稳定土壤，降低化学稳定剂的使用，实现道路建设与生态修复的双重目标。再者，高性能混凝土，如自密实混凝土和高性能聚合物改性混凝土，不仅具有更高的承载能力、抗裂性和耐久性，还能够减少施工过程中的收缩和开裂，提高路基的整体性能。同样，聚合物改性土壤技术通过添加聚合物，改善土壤的工程特性，增强其抗剪强度和防水性能，适用于各种复杂地质条件下的路基施工。

三、市政道路路基施工技术发展面临的挑战与对策

3.1 面临的挑战

市政道路路基施工技术的发展在推动城市基础设施建设的同时，也面临着多方面的挑战。首先，随着科技的日新月异，新的施工技术和设备不断涌现，如物联网技术、大数据分析和人工智能等。然而，许多施工企业、工程人员在技术接受和应用上存在滞后，尤其是在中小规模的施工企业中，技术更新换代的速度往往超过了他们学习和掌握新技术的能力。这导致了新技术在实际操作中的应用效果受限，甚至可能阻碍施工效率的提升。其次，随着施工技术的复杂化，对工程技术人员的专业技能和知识水平提出了更高的要求。然而，现有的教育体系可能无法及时提供充足且具备这些技能的人才。同时，对现有工程人员的继续教育和培训也显得尤为重要，以确保他们能够跟上技术发展的步伐。缺少适应新技术的专业人才，将直接影响到施工质量和施工进度。另外，随着对环境保护的日益关注，施工中产生的废弃物处理、能源消耗和环境污染等问题日益突出。传统的施工方法往往在环保方面存在不足，如大量使用非可再生资源、产生大量废弃物和污染物等。

3.2 对策建议

为了确保市政道路建设与环境、经济的可持续发展，首先，政府、企业和学术界应共同投入，设立专项基金，支持路基施工技术的前瞻性研究，如绿色材料的研发、智能设备的创新以及高效施工工艺的探索。同时，鼓励企业与高校、研究机构建立长期战略合作关系，通过产学研深度融合，加速科技成果的转化，确保技术的快速更新迭代。其次，政策制定部门应关注新技术的发展动态，及时修订和制定适应新技术的法规标准，消除新技术应用的法律障碍。同时，建立技术创新与法规标准的联动机制，鼓励标准的前瞻性，确保法规能够及时跟进技术的进步。再者，教育机构应调整课程设置，增加与市政道路路基施工技术相关的课程，培养更多具备先进技术知识和技能的工程技术人员。同时，企业应加大对现有员工的培训力度，通过举办研讨会、技术交流会等形式，提升员工对新技术的理解和应用能力。另外，引进国外先进技术和人才，借鉴国际最佳实践，有助于提升国内行业的整体技术水平。此外，政府应出台激励政策，如绿色建材的税收优惠、环保施工项目的资金支持，鼓励企业采用环保材料和绿色施工方法。

结束语

市政道路路基施工关乎城市基础设施质量与安全，其技术进步随城市化加速而不断推进。未来路基施工将聚焦智能化、环保化，运用高科技管理模式，并探索新型材料应用。然而，技术创新滞后、环保标准提升及管理需求增强等挑战仍存。为此，我们必须加大技术创新研发投入，增强环保意识，采取有效环保措施，同时提升管理效能与监管力度，确保路基施工技术的持续健康发展。这将为城市基础设施建设提供坚实支撑，保障道路使用寿命及行车安全，推动城市化进程稳健前行。

参考文献

[1]陈惠珍.市政道路挖填路基与沥青混凝土路面施工技术研究[J].四川水泥，2022（09）：251-253.

[2]陈标.探索市政道路施工中路基路面压实技术[J].建筑与预算，2022（08）：55-57.

[3]卓彬.市政道路工程路基施工技术要点及应用[J].工程技术研究，2022，7（16）：89-91.