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沿海地区市政道路施工中的海洋环境影响及对策

作者

林勤鑫

中交四航局第七工程有限公司 广东广州 511462

摘要:沿海地区市政道路建设过程中面临着海洋环境的诸多挑战,包括海水侵蚀、盐雾腐蚀、潮汐影响以及地质条件复杂等问题。这些因素不仅影响道路施工质量和进度,还可能对周边海洋生态环境造成破坏。本文通过对广州南沙明珠湾区灵山岛尖和横沥岛尖道路设计和施工的研究,结合其他沿海市政路具体案例,分析沿海地区市政道路施工中的海洋环境影响因素,探讨了包括材料防腐、结构设计、施工工艺和环境保护等多个方面的应对策略。研究表明,通过采用耐腐蚀材料、优化结构设计、改进施工工艺、加强环境监测等综合措施,可以有效减少海洋环境对道路施工的不利影响,同时保护海洋生态环境。

关键词:沿海地区;市政道路;海洋环境;施工技术

引言:随着我国城市化进程加快,沿海地区经济快速发展,市政道路建设需求日益增长。据统计,2024年我国沿海地区市政道路建设投资超过3000亿元,在建道路里程达15000公里。然而,沿海地区特殊的地理位置和海洋气候条件,给道路施工带来诸多挑战。海水侵蚀、盐雾腐蚀等因素严重影响道路使用寿命,传统的施工技术和材料已难以满足工程需求。同时,道路施工对海洋生态环境的影响也日益受到关注。因此,研究沿海地区市政道路施工中的海洋环境影响及应对措施具有重要的现实意义。

1.沿海地区市政道路施工面临的主要环境影响

1.1 海水腐蚀对道路材料的影响

海水中含有大量氯化钠、氯化镁等腐蚀性物质,当沿海道路受自然灾害影响或水位上升淹没道路时,腐蚀性物质将通过毛细作用渗入道路结构层中,对混凝土和钢筋产生强烈的化学腐蚀[1]。氯离子破坏混凝土内部结构,导致强度降低,表面剥落。海水对钢筋的腐蚀更为严重,在电化学作用下加速锈蚀,体积膨胀后造成保护层开裂。路面沥青材料在海水侵蚀下发生粘结性能下降,出现剥落脱层现象。道路基层材料遇海水软化,承载力降低,产生不均匀沉降。经过反复的干湿循环,盐分结晶膨胀加剧了材料的破坏程度,缩短道路使用寿命。

1.2 盐雾环境对道路结构的侵蚀

沿海地区空气中含有大量盐分颗粒,在风力作用下形成盐雾,持续侵蚀道路结构。盐雾粒子通过结构表面微孔渗入内部,加速混凝土碳化过程。金属构件表面在盐雾环境中快速锈蚀,防护层失效。盐雾对道路附属设施破坏明显,交通标志标线褪色变质,护栏锈蚀变形,路灯基座开裂。空气湿度大时盐雾侵蚀加剧,尤其在雨季后期,结构表面盐分累积明显,侵蚀速度加快。盐雾颗粒在裂缝处富集,加速结构病害发展。

2.海洋环境下沿海地区市政道路施工技术措施

2.1道路材料防腐措施与创新应用

高性能混凝土采用复合配制工艺,掺入活性掺和料提高抗渗性能。利用粉煤灰微粉填充混凝土孔隙,密实度提升30%,抗氯离子渗透性能显著增强[2]。水泥选择硅酸盐品种,碱含量控制在0.4%以下,水化热峰值降低,有效避免温度应力开裂。集料选用玄武岩碎石,粒径级配合理,含泥量严格控制,提高混凝土整体强度。防腐纤维材料采用碳纤维,长度比控制在50-80之间,增强混凝土抗裂性能。

沥青路面采用SBS改性沥青,弹性恢复率达到85%,粘附性能优异。防水粘结层选用环氧树脂改性乳化沥青,渗水系数小于10^-6,确保层间结合紧密。表层防护采用纳米二氧化硅涂料,粒径100nm,形成致密防护网络。钢筋防护选用磷化涂层,涂层厚度80μm,结合力达到2MPa。预制构件模具内壁涂覆特氟龙涂层,脱模性能优异。

2.2道路结构防护体系构建

路基防护系统采用多层次复合结构,土工格栅双向拉伸强度达到80kN/m,与填料咬合紧密。砂砾填料粒径级配合理,压实系数0.97,具有良好透水性。路缘石预埋钢筋采用环氧树脂涂层防护,保护层厚度50mm。人行道采用高强度混凝土透水砖,孔隙率15%,接缝采用环氧树脂砂浆。道路附属设施全部选用耐蚀合金材料,使用寿命达15年以上。

2.3海洋环境下施工工艺改进

海洋环境下施工工艺改进主要针对非机动车道和人行道透水性能优化。非机动车道采用双层透水沥青结构,上层4cm厚彩色透水沥青混凝土,下层6cm厚透水沥青基层,有效提高排水效率。人行道采用透水砖铺装,规格20×10×6cm,接缝宽度5mm并填充透水砂浆,增强雨水下渗能力。基层选用15cm厚C20透水混凝土,提高整体结构稳定性。土基回弹模量达30MPa,确保路面长期使用性能。

海洋气候条件下,透水路面减少了积水和盐害对路面的侵蚀。沥青路面摊铺温度控制在160℃,碾压温度维持在140℃以上,压实度达到95%以确保使用寿命。路基填筑采用分层碾压,单层厚度控制在30cm以内,含水量偏差不超过2%。排水系统设计考虑海平面变化影响,出水口高程较常规设计提高50cm,并增设防潮阀门防止海水倒灌。

透水路面结构在雨季可有效减少地表径流80%以上,缓解内涝压力。面层材料添加抗紫外线剂,延长使用寿命达15年以上。透水铺装系统年渗透率保持在800mm/h以上,远高于当地年均降雨强度。路缘石采用花岗岩材质,抗海水侵蚀能力强。整体透水结构可减少城市热岛效应2-3℃,同时减轻市政排水系统负担,契合海洋环境道路建设可持续发展要求和海绵城市建设目标。

2.4环境监测与保护措施

环境监测与防护措施全方位开展,旨在最大限度降低施工过程对周边生态系统的干扰。水质监测布局合理,共设置8个固定观测点位,每隔4小时进行一次取样分析,主要关注pH值变化趋势、氯离子浓度波动以及悬浮物含量等关键指标,确保施工活动不致影响周围水体环境质量。监测设备坚持常态化运转,各项数据汇总至统一管理平台便于追踪分析。考虑到海洋气候特点,大气环境观测尤其注重盐雾浓度的动态变化,项目团队在施工场地周围精心布置了6处监测站,覆盖半径达500米,形成了一个完整的监测网络。

现场噪声管控采用专业声级计进行记录,测量范围涵盖30至120分贝区间,记录施工各阶段的声环境影响。地质安全监测方面,项目组在关键节点处安排了变形监测点,观测精度控制在毫米级别,及时掌握地质状况变化。施工扬尘问题通过水雾喷淋方式解决,喷淋设备覆盖半径约60米,对施工区域实施全面降尘。施工泥浆处理采用沉淀池工艺,设置了容量达1000立方米的处理系统,确保排放水质浊度低于50NTU,符合环保排放标准。

材料堆场规划有序,配备了防雨顶棚,总面积约2000平方米,具备基本的排水功能,防止雨水冲刷导致材料流失。项目部特别重视生态环境保护工作,明确划定了禁止进入的敏感区域,同时设置了生态走廊,尽最大努力减轻施工活动对周围自然环境的冲击。整体来看,该项目环境保护措施全面且具有针对性,兼顾施工高效推进与环境保护双重目标,为工程可持续实施提供了有力保障。

2.5后期养护与维修对策

后期养护与维修对策从路表沉降值的检测与控制展开,针对不同交通等级采取差异化策略。特重交通路段容许沉降值以路表弯沉测定法不超过308微米,或贝克曼测定法不超过200微米为标准;重交通路段则分别执行369微米与237微米的限值;中等交通路段允许值扩展至462微米与292微米;轻交通路段则可放宽至462微米与292微米。养护工作以路表沉降控制为核心,通过定期巡检发现早期变形迹象,及时采取措施防止沉降扩大。

对于沉降轻微区域实施表面封层处理,采用改性乳化沥青渗透封层工艺,渗透深度控制在2.5厘米,有效延缓路面老化速度。中度沉降路段实施薄层罩面技术,罩面厚度为3厘米,采用SBS改性沥青混合料,提高抗车辙能力。严重沉降段则进行局部挖补,采用泡沫沥青冷再生技术,挖除深度依据贝克曼弯沉仪检测数据确定,一般在15-25厘米之间。排水系统采取疏浚与修缮结合手法,疏通覆盖率达95%以上,防止积水引发路基软化进而加剧沉降。路缘石松动处采用环氧树脂灌浆固定,接缝密封材料选用聚氨酯弹性体,具备300%以上延展性,适应海洋环境温差变化。养护周期依据交通等级动态调整,特重交通路段每季度全面检测一次,确保各项沉降指标始终控制在规范要求范围内,有效延长路面使用寿命与行车舒适度。

结束语:沿海地区市政道路施工是一项系统工程,需要在充分认识海洋环境影响的基础上,采取科学有效的应对措施。通过不断创新施工技术、优化材料选择、完善环境保护措施,可以有效解决海洋环境带来的各种问题。未来应加强新材料、新工艺的研发应用,建立健全环境监测体系,推进产学研合作,促进沿海道路建设与海洋环境保护的协调发展。这对提升沿海地区基础设施建设水平,实现经济发展与环境保护的双赢具有重要意义。

参考文献:

[1]王同材.水载预压在沿海地区软土路基施工中的应用[J].中国水运(下半月),2024,24(01):158-160.

[2]巫可可,李敏,龚鹏飞.浅谈沿海地区道路软基处理施工技术[J].广东科技,2012,21(07):93-94+97.

[3]张春华.沿海地区路基施工[J].北方交通,2011,(06):68-69.