高速公路工程建设泡沫轻质土应用

 摘要：泡沫轻质土兼具轻质性、自立性、高强性等多重应用优势，应用于高速公路建设，可减小新旧路基的差异沉降量，提高路面的平整性。以高速公路工程实例为依托，重点围绕泡沫轻质土在其中的应用要点展开探讨。

关键词：泡沫轻质土| T _ k a F ?；技术指标；高速公路| g e W !；应用分析1泡沫轻质土的应用优势泡沫轻质土是现阶段较为主流的新型建筑节能j . / c W Y材料，以泡沫剂水溶液为主要原材料，通过机械方法将其制成泡沫，将该半成品加入其他浆料中（包含硅质材料、钙质材料、外加剂等），给予充分的搅拌处理，满足质量要求后出厂，浇筑成型[1]。泡沫轻质土的应用优势总结如下：（1）轻质性。泡沫轻质土在混凝土内部将生成较丰富且具有封闭特性的泡沫孔，f I F a在增加泡沫量后，可达到轻质化的效果，重度通常低于细颗粒土20%甚至更多，适用于在软弱9 s 3 :地层上填筑土工结构，其结构的稳定性可得到保障。（C 1 D a s2）可调节性。以实际需求为准，灵活调整配合比，可以改变泡沫轻质土的重度和强度，满足不A @ s K e G同施T \ 2 B Y 6 I _ 6工场景下的需求。通常，泡沫轻质土的重度调节范围5～12kN/m3，强度可调节范围0.3～13MPo S H # ^a。（3）流动性。管_ - N ~ .道泵送施工时，泡沫轻质土可以高效流动至指定. x X G N 4 J W H位置，对空间要求较低，可操作性较佳。若将泡沫轻质土作为路基填筑材料使用，可省去浇筑后的机械碾压环节，施工效率得以提^ v l s @高。此外，泡沫轻质土浇筑具有连续性，$ ` N $ z ? k .无需采取针对性的养护措施。（4）环保性。在应用泡沫轻质土时，其原材料的可选形式q 4 $较多，包含粉煤灰在内的多种工业废渣均可取得良好的应用效果，可实现“变废为宝”。此外，泡D $ C沫轻质土属q _ C x h无机材料，将其应用于路基施工后，并不会造成环境受损、水域受污染的问题，可兼顾高速公路施工质量和生态环境效益的双重要求[2-3]。（5）其他特性。除前述所提的特性外，泡沫轻质土还兼具传统水泥混凝土的诸多优良特性，如耐热性、抗水损害性等。2泡沫L * * z轻质~ 6 t F ; O B P土路堤设计2.1填筑高度泡沫轻质土在道路结构中的位置关系如图1所示。重叠区路堤高度计算方法u \ 2 F如下. S U: 式中，H1、H2、H3分别为路面结构层、泡沫轻质土及常规填土的厚度，单位m；R1、R2、R3分别为T D 4 Z F R U路面结构层、泡沫轻质土及常规填土的平均重度，单位kN/m3。根据高速公路设计要求可知，施工现场原地面至路面顶部的高度为4.2m，路面、泡沫轻质土及常规填土的平均重a - W | 0 o 6度分别为:用V { u h | e O .式（1）计算可得泡沫轻2 n 6 s质土的填筑高度，即H2≥1.91m。考虑到路基路面荷载要求，为确保高速公路在运营阶段具有足够的稳定性，统一按2m的高度g 7 b W t $ \进行填筑。2.2关键技术指标泡沫混合轻质土应用于高速公路工程，可以` t .减小软基的附加应力。为充分发挥泡沫H % m r混合轻质土的应用优势，施工期间需加强对各项技术指标的控制（表1）。3工程应用3.1配合比强度试验（1）制作10cm×10cD % g t Tm×10cm试块，参照普通混凝土的强度测试方法，按规范操作，确定其抗压强度；合理配置压& ] = / M * % D P路机，较适宜的是小量[ 0 v ` F G r b程砂浆压\ 1 N 2 }力机。（2）每6块试件为一组，共2组，经检u x h , v ^测后确定各自的7d龄期抗压强度，待该值达到0.3MPa及其以上时，所对应的配合比具有可行性，可应用于施工中。3.2泡沫轻质土施工3.2.1施工设备压缩空气与发泡剂水$ O @ !溶液混合，由此形成均匀性较好的泡沫。根据制备要求，配套的W b ~ ( @ V P是具有自动计量功能的设备，以便精确控制泡沫流量以及其他各类材料的用量，单台设备的泵送能力为50m3/h[4-5]。3.2.2工艺流程以g b S 0 Y D s水泥浆和气泡为原材料，经混合后组S u Z B & M O #成轻质泡沫土，用于浇筑作业，工艺流程如图2所示。3.2.3施工要点（1）在防渗土工膜施工前落实准备工作，即在碎石垫层表面浇筑一层泡沫轻质土，厚度约30cm。（2）正式浇筑过程中遵循分层的原则，单层厚度以0.5～1mj ! /为宜。（3）遵循随拌随用的原则，严格控制浇} ` / n & H筑层的施工时间，不可超过浆液的初凝时间，否则将产生废料。（4）沿浇筑区长轴方向浇筑，从一端开始，逐步向另一端推进。（5）浇筑过程中，若需移动浇筑管，则需前后移动，若因特殊情况必须左右移动时，需提升浇筑管至已浇筑I t 0 8 O H p轻质土表面为止，在此条件下左右移动。（6）扫平表面时，需合理调整浇= Q d & t R t U注口的位置，保x q , o L *证其呈水平姿态。（7）经浇筑作业后加强防护，以免在轻质土成型期间因外力作用而出现强度偏低、形状不合理等问题。（8）遇强降雨或是持续U ~ B L ~性的小雨天气时，采取遮盖措施，避免轻质土遭雨水浸泡。（& h 79）于泡沫轻质土顶部0.5～1m处设置2层Φ2mm不锈钢丝网。3.3路基抽芯检测路基施工作业落实到位后，钻孔取芯并组织试验，分析泡沫轻质土的质量情况。为保证芯样具有代表性，取4个点，各点分别取3个芯i C 7 l j : g样，经检测. ! *后确定其重度和无侧限抗压强度的实际情况。结果^ Y E u c C表明，重度＜g 9 o &8kN/m3，无侧限抗压强度y + _ U H F a v h＞0.6MPa，两项指标均达标。结合x J t 0 h重度检测结果，按最大平I V 1 G均重度（6.1kN/m3）计算，确定路堤总荷载，即H1R1+H2R2+3 # / r s ; Z 5H3R3=55.3kPa＜60kPa。由此可知，路基施工中应用泡沫轻质土，可以在不影响质量的前提下达到减载的效果。3.4施工工艺流程发泡混合输送站生产满, F X k z I D = !足施工需^ * ? d g求的材料，及时转至施工现场用于浇筑作业。总体上，应按照如下流程有序推进：采购材9 k + i ;料g | B %（加强原材料进场时的质量控制）→制备水泥浆→制备泡沫→制备泡沫轻质土→管道输送→现场浇筑（遵循分层作业的原则，且需提前处理场地，即采取基坑开挖和基底处C q ~ u - ~ n理措施）。3.5施工期q m O _ L % N 3间注` $ 2意事项（1）施工中，泡沫混凝土变o k / { k M形缝横向、纵向均分两幅；基底不可存在杂物，否则易影响泡沫混凝土的浇筑施工效果[6-7]。（2）安排在非雨季施工，因工期等原因而8 | W +在降雨天气施工时，应覆盖遮雨布，以免出现雨水v S & e ^ j q y a下渗的情况。若不具备遮蔽条件，则需在四周修筑排水沟，同时配套泵等相关装置辅助抽水。（3）鉴于原结构顶圈梁及隧道顶板较薄弱的情况，应合理调度重载车辆，不可在该处行驶或停留。（4）施工单位及监理应高度重视隧道施工的安全问题和质量问题，将沉降、位移作为重点观测指标，详细记录各项信息；此外，对于施工进场前的沉降以及隧道坐标原始数据，一方面需保证其准确性，另一方面则需备份，以免数据丢失。施工过程中，由专员加强监测，完整记录各项信息，根据所得数据生! % k $ e | ` q Z成沉降速率曲线作为施工参考。隧道顶板的沉降以及暗埋段结构变形均是重点监测, G X S L s b内容。（5）隧道结构的附加沉降量不超过2cm，7d无侧限抗压强度≥0.9MPa时，说明路基的强度满足要求，可以进入后续施工环节。4结语以p r , P I广佛肇高速公路某标段t ? f为背景，围绕轻质泡沫混凝土的应用要点展开探讨，提出施工方案、施工工艺以及注意事项。在高速公路施工中，由于轻质泡沫U m x J h混凝土具B } 8 d `有轻质、强度高、环保效益良好等特点，可以在短时间内高效完成高速公路的建设工作，具有可行性o Y ( W @。在后续的工程中，工作人员可以灵活应用轻质泡沫混凝土，加强对材料质量的控制以及对施工工艺的优化，充分发挥出轻质泡沫混凝土的应用% S ~ [ s T | F优势，切实提高高速公路的整体建设水平。