泡沫混凝土在道路拓寬工程中的應(yīng)用

摘 要：如何控制沉降量及保證路堤的穩(wěn)定性是道路拓寬工程中的難點(diǎn)，筆者結(jié)合秦山大道二期沿岸拓寬非機(jī)動車道工程，介紹泡沫混凝土在沿河道路拓寬工程中軟基處理中的應(yīng)用，并著重介紹泡沫混凝土的施工工藝，提出相應(yīng)工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：道路拓寬；泡沫混凝土；質(zhì)量控制

1 序言

隨著交通量日益增長，許多老舊公路已經(jīng)不能滿足使用要求，需要進(jìn)行拓寬。一般公路拓寬中存在的主要難題有：公路拓寬需要新征土地，進(jìn)行大量拆遷，需要付出高額的征地補(bǔ)償費(fèi)，還時常引起經(jīng)濟(jì)糾紛，延誤施工工期；東部沿海地區(qū)軟基分布廣，地基承載能力低，在路堤兩側(cè)拼接拓寬后，新路基與老路基的沉降差異，時常導(dǎo)致路面開裂及路堤兩側(cè)結(jié)構(gòu)物拉裂破壞；采用一般路基拓寬法施工時，需要一定程度地封閉交通，加劇公路交通運(yùn)輸?shù)膲毫Α?/p>

泡沫混凝土是指水泥、水、細(xì)粒砂或土和氣泡（必要時可摻入粉煤灰、外加劑）按一定的比例，經(jīng)充分混合攪拌并最終凝固成型的一種輕型填筑材料等材料。其具有輕質(zhì)性、強(qiáng)度可調(diào)節(jié)性、低滲透性、高流動性、固化后的自立性等物理特性，且施工便捷、所需作業(yè)面小，因此，將泡沫混凝土技術(shù)用于公路拓寬工程，可有效解決公路拓寬工程中存在的難點(diǎn)。

2 泡沫混凝土的技術(shù)特性

泡沫混凝土，無論是其新拌合而成的發(fā)泡混凝土漿體，還是硬化后的發(fā)泡混凝土固體，都表現(xiàn)出許多與普通混凝土不同的特殊性能，主要原因是，其在材料組成上沒有普通水泥混凝土所使用的粗集料，且同時含有大量氣泡。因此使泡沫混凝土被應(yīng)用于道路拓寬、橋頭回填等特殊場合。其具體特性如下：

（1）輕質(zhì)性

由于泡沫混凝土中沒有粗集料，且含有大量封閉汽包，氣泡之間互不通水，使得其施工容重可以控制在4～10KN/m3，一般拓寬工程施工容重控制在6～7KN/m3。

（2）高流動性

泡沫混凝土具有良好的流動性，施工最大水平運(yùn)送距離達(dá)500m（加中繼泵可運(yùn)送至更遠(yuǎn)），垂直泵送高度可達(dá)100m。

（3）強(qiáng)度可調(diào)性

組成是影響泡沫混凝土強(qiáng)度的首要因素，主要包括水泥品種和強(qiáng)度等級、骨料種類與絕干密度、粉煤灰品質(zhì)、外加劑品種和發(fā)泡倍數(shù)等，泡沫混凝土的強(qiáng)度可在0.3～5.0MPa的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，工程上一般用為1.0～1.5MPa。

（4）易施工性

泡沫混凝土施工具有施工占地小，制作點(diǎn)和澆筑點(diǎn)分離，澆筑后無需機(jī)械碾壓，不需振搗，作業(yè)面小等特點(diǎn)。

（5）其它特性

泡沫混凝土具有固化后自立性好，防水性能強(qiáng)，耐久性能好，隔熱性、抗油污性、環(huán)保性能好等特性。

3 工程實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

秦山大道二期沿岸拓寬非機(jī)動車道工程，位于海鹽縣秦山鎮(zhèn)與澉浦鎮(zhèn)鏡內(nèi)，路線全長2.930km，建成后作為老滬杭公路（大王橋-澉浦大橋）路段西北側(cè)非機(jī)動車的專用通道，路基寬度4.0m（其中非機(jī)動車道寬3.5m，土路肩寬0.5m）由于擬建非機(jī)動車道位于老滬杭公路邊坡上，以及工程臨河等特點(diǎn)，因此，路基的抗滑移穩(wěn)定性是本工程的關(guān)鍵點(diǎn)，并且由于臨河使得施工拓寬施工作業(yè)面較為狹小。本工程依據(jù)地形采用擋土墻、泡沫混凝土以及兩者相結(jié)合的三種方案：（1）邊坡坡率小于1：1.5，且填高小于2.5m的路段，采用擋墻支護(hù)拓寬方案（見圖1）；（2）填高在2.5～4.0m的路段，采用泡沫混凝土拓方案（見圖2）；（3）填高在4.0～6.0m的路段，采用泡沫混凝土加擋墻的組合拓寬方案（見圖3）。

3.2 泡沫混凝土的施工工藝

3.3 泡沫混凝土施工質(zhì)量控制

3.3.1 材料質(zhì)量控制。泡沫混凝土制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求嚴(yán)格控制水泥、發(fā)泡劑等材料的質(zhì)量及配合比。

（1）水泥及外加劑：采用42.5級普通硅酸鹽水泥。材料進(jìn)場時對其品種、級別、包裝進(jìn)行檢查，此外還應(yīng)對其強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢，使其滿足泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度、流動度及氣泡穩(wěn)定性等對原材料的要求。

（2）發(fā)泡劑：稀釋倍率≥40，發(fā)泡倍率≥20；產(chǎn)生的氣泡應(yīng)均勻、細(xì)微；產(chǎn)生的氣泡泌水率低，穩(wěn)定性好，且互不連通。

（3）配合比：本拓寬工程制備完成的泡沫混凝土要滿足濕容重為6.5～7.5KN/m3，泡沫混凝土28d抗壓強(qiáng)度≥1MPa，流動度為180±20mm。

3.3.2 施工工藝質(zhì)量控制。泡沫混凝土施工質(zhì)量控制應(yīng)做到對泡沫混凝土澆筑前基礎(chǔ)處理、澆筑過程質(zhì)量控制和澆筑完成后養(yǎng)護(hù)的三個階段的全面質(zhì)量控制。

（1）澆筑前質(zhì)量控制

底部基礎(chǔ)平臺寬度不宜小于3m，以避免拓寬路堤發(fā)生傾覆變形；要求地基底密實(shí)，無積水，且表面鋪設(shè)40cm透水墊層；澆筑前應(yīng)支立模板和固定角鋼，固定角鋼的邊寬應(yīng)不小于50mm，模板與角鋼通過拉筋相連，確保模板有足夠的強(qiáng)度。

（2）澆筑過程中的質(zhì)量控制

①變形縫的設(shè)置，當(dāng)填筑體長度超過15m時，應(yīng)按5～15m間距設(shè)置變形縫，在斷面突變處應(yīng)加設(shè)變形縫，變形縫材料可采用20～30mm厚聚苯乙烯泡沫板或10～20mm厚木板。

②澆筑厚度控制，泡沫混凝土初凝時間一般不小于45min，單個澆筑區(qū)內(nèi)澆筑層的施工時間宜控制在水泥漿初凝時間內(nèi)，一般填筑厚度為0.3m-0.8m，且上一層澆注應(yīng)待下澆注層終凝后方可進(jìn)行。

③鋼筋網(wǎng)片設(shè)置，臨近底面和頂面范圍均要求設(shè)置鋼絲網(wǎng)片，鋼絲網(wǎng)規(guī)格宜為φ3.2mm-φ6.0mm@50mm×50mm。每層鋼絲網(wǎng)間距宜為30cm-50cm，下面一層要求設(shè)置于泡沫混凝土底面以上50cm-100cm位置，并要求水平鋪設(shè)，搭接時，相鄰兩塊鋼絲網(wǎng)間的重疊寬度不宜小于20cm，并采用鍍鋅鋼絲連接。

④澆筑過程中泡沫混凝土容重控制，澆筑過程中應(yīng)通過現(xiàn)場測量容重動態(tài)控制泡沫混凝土的拌合質(zhì)量，對于不符合設(shè)計要求的要及時調(diào)整泡沫混凝土的拌合配合比。

（3）澆筑完成后養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

泡沫混凝土施工完24h后應(yīng)澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于3d，養(yǎng)護(hù)期內(nèi)盡量避免人員在其上面行走及禁止堆積物品，以免破壞其中的氣泡結(jié)構(gòu)，影響質(zhì)量。在澆筑完填筑體的頂層時，頂面不得進(jìn)行機(jī)械行走或碾壓，并應(yīng)及早實(shí)施10cm厚的C15砼的封頂處理，以方便路床填筑和路面施工。當(dāng)養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)，遇大雨、暴雨或持續(xù)時間較長的小雨天氣，泡沫混凝土表面應(yīng)采取遮雨措施。

3.4 路基變形監(jiān)測

本項(xiàng)目老海堤公路填方邊坡比較高，軟基段路堤在填筑過程中，需實(shí)施沉降和位移雙指標(biāo)監(jiān)控，嚴(yán)格控制填筑速率。控制標(biāo)準(zhǔn)為：非機(jī)動車道設(shè)計線地面沉降速率≤1.5cm/晝夜，坡腳水平位移速率≤0.5cm/晝夜。并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工情況調(diào)整監(jiān)測頻率，使之符合規(guī)范和設(shè)計要求。監(jiān)測過程中一旦發(fā)現(xiàn)有異常變位或臨近構(gòu)造物的開裂、位移等反常現(xiàn)象，均應(yīng)立即停止填筑，以確保工程建設(shè)安全。

4 結(jié)語和展望

泡沫混凝土作為一種新型的綠色超輕質(zhì)填筑材料，具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、自立性好和易施工的特點(diǎn)。通過對秦山大道二期沿岸拓寬非機(jī)動車道工程泡沫混凝土處理新老路基的應(yīng)用實(shí)踐，表明該施工技術(shù)不僅很好地解決拓寬工程中新老路堤的不均勻沉降難題，還解決了臨河拓寬高填方放坡困難和路堤穩(wěn)定性差等特殊問題。為臨河軟基地段的地基處理提供了一種新的技術(shù)手段。

進(jìn)一步擴(kuò)展泡沫混凝土在公路工程中的應(yīng)用，需要對以下幾方面進(jìn)入深入研究：

（1）進(jìn)一步完善泡沫混凝土的材料生產(chǎn)工藝和施工工藝，降低工程造價。

（2）不斷深入研究，提供發(fā)泡倍數(shù)更高、泡沫穩(wěn)定性更好的高效發(fā)泡劑。

（3）進(jìn)一步研究泡沫混凝土各項(xiàng)工作性能的影響因素，提高其對各類施工條件和環(huán)境的適應(yīng)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]吳穎峰，王海峰.基于泡沫混凝土技術(shù)的公路拓寬工程改建[J].鐵道建筑，2013年，第2期，75-77.

[2]于航波，呂錫嶺，姜天鶴，等.泡沫混凝土在軟基地區(qū)高速公路拓寬工程的應(yīng)用[J].城市道橋與防洪，2010年10月，144-146.

[3]王偉，熊傳勝.泡沫混凝土的研究現(xiàn)狀[J].科技信息，2009年，25期，7-8.

[4]龔曉南.地基處理技術(shù)發(fā)展與展望[M].北京：中國水利水電出版社，2004.