談泡沫輕質土在高速公路工程中的應用

摘 要：介紹了泡沫輕質土的制備流程，分析了泡沫輕質土的優(yōu)勢特性，并對其在道路拓寬、軟土地基處理、寒區(qū)道路等方面的應用研究進行了介紹，指出其在我國高速公路工程中發(fā)展前景廣闊。

關鍵詞：泡沫輕質土；高速公路；材料；應用

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A

泡沫輕質土是我國從國外引進的一種其內部含有大量封閉氣孔的輕質混凝土新型填土環(huán)保材料，在國外特別是日本已有數(shù)十年的應用研究歷史，我國于2002年從日本引進并開始研發(fā)泡沫輕質土技術。該材料具有輕質與強度可調節(jié)、流動性好與便于施工、耐久隔熱性好以及良好的固化自立性能等優(yōu)良特點，因此，在高速公路工程中應用研究較為廣泛，如路基加寬[1]、軟土地基處理[2]，橋（臺）背回填[3]，寒區(qū)凍土路基處理[4]等，同時，還能降低工程造價、減少后期維護，提升高速公路的社會效益，對我國的基礎設施建設具有重要意義。

1 泡沫輕質土的制備

泡沫輕質土是一種新型輕質建筑材料，是通過發(fā)泡機將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與由水泥無機膠凝材料、水、外加劑、集料等按照一定的比例混合攪拌形成的水泥混合物混合攪拌，經(jīng)過澆模、成型、養(yǎng)護后形成的一種輕質多孔的材料，其具有輕質、密度與強度可調、便于施工性和利于環(huán)保等特性，在高速公路施工中可替代常規(guī)填土，可以加快施工，同時也可以顯著減少軟土路基沉降。

2 泡沫輕質土的特性

2.1 輕質性與強度的可調節(jié)性

泡沫輕質土由于內部含有大量的微小泡沫使得其密度很小，密度等級為3001800kg/m3，但是強度卻不低而且可以調節(jié)，其強度為3001500kN/m2，完全包括了高速公路工程的路基等級的要求，而且可以通過調節(jié)泡沫輕質土各種成分的多少來控制強度的大小，因此其被廣泛應用于軟土路基的填筑，可以顯著降低基底應力，減少施工后的變形，達到有效控制工后沉降的目的。

2.2 流動性好與方便施工

氣泡混合輕質土具有良好的流動性，可以通過管道泵送，最遠傳輸距離為500m，最高泵送高度為30m，因此，可以方便快捷施工，大幅縮短工期。這主要表現(xiàn)在：（1）常規(guī)填筑材料需修筑施工便道，而泡沫輕質土制備容易，而且可以通過管道泵送，可不修或少修便道；（2）常規(guī)的路基填筑一般都需要35個月才能完成，而泡沫輕質土則可以節(jié)省大量的時間；（3）常規(guī)填料屬于隱蔽工程，難以保證施工質量，而泡沫輕質土屬于非隱蔽工程，施工質量易控制，可靠度較高。

2.3 耐久隔熱性好以及固化后自立性好

由于泡沫輕質土也屬于水泥類材料，因此，其具有與水泥材料同樣的耐久性。由于其自身含有大量微小氣泡，因此，其具有良好的隔溫性能的同時也具有隔音性能。泡沫輕質土采用水泥為固化劑，通常澆筑數(shù)小時后便會開始固化，且固化后自立性強，對支擋結構物基本沒有擠壓力，可以進行垂直填筑，使其施工作業(yè)范圍小，可避免某些不必要的拆遷占地。

3 泡沫輕質土在高速公路工程中的應用

自我國從日本引進泡沫輕質土技術以來，我國不斷進行著研究與開發(fā)，并應用于各種實體工程，且取得了一定的成果。其不僅在建筑工程中不斷空大應用研究范圍，而且在公路特別是高速公路工程建設應用研究中也取得了一些成績。

3.1 在高速公路拓寬中的應用

在高速公路拓寬工程中，如何在不能增加用地面積，并盡可能的減少土地征收與房屋拆遷費用，同時還要考慮施工時地基變形對原有道路結構和臨近建筑物的影響已經(jīng)成為了一個普遍性的難題。利用泡沫輕質土的輕質性與良好的固化后自立性能，可以考慮進行垂直填筑施工，可有效解決施工場地不足的問題，且泡沫輕質土的制備、運輸及施工都比較簡便，可以達到又好又快又省的目的。

3.2 在軟土地基問題處理

針對軟弱地基處理問題，因為泡沫輕質土材料具有輕質、強度也不弱的特點，張小平[2]等認為可以采用泡沫輕質土材料置換軟弱土層，因此可以顯著降低基底應力，其下臥層所受應力沒有增加，地基不致于產生沉降變形，工程可即時開工，進而可以縮短工期和節(jié)省投資。

3.3 在寒區(qū)道路中的應用研究

因為泡沫輕質土具有耐久隔熱性能，而且又作為路基填筑材料，因此，郝萬喜[4]等針對北方寒冷地區(qū)道路凍脹翻漿與地基融沉等病害，開展了泡沫輕質土在道路基層中的應用研究，并鋪筑了試驗路，在此基礎之上實踐基礎上初步證明了泡沫輕質土在凍土地基的隔熱保溫性能與臺背填土的防凍脹方面效果比較明顯。盡管試驗路為國道，但是為以后鋪筑高速公路打下了良好的基礎。

3.4 在橋梁臺背回填中的應用

泡沫輕質土由于其特有的優(yōu)勢特點，相對常規(guī)填筑材料而言，其在橋臺臺背填筑中，可大幅度地降低填土荷載，減少軟基的附加應力，抑制軟基的沉降和側移，提高路堤的穩(wěn)定性，緩解橋臺與路基結合部材料的剛性突變，消除填料自身的工后沉降，施工工期短。

4 結論

泡沫輕質土作為一種較為新型的填筑材料，具有輕質與強度可調節(jié)、高流動性與便于施工、耐久隔熱以及固化自立、綠色環(huán)保等優(yōu)點。隨著泡沫輕質土材料技術、施工設備及技術的不斷發(fā)展及完善，泡沫輕質土必將在我國高速公路工程中具有廣闊的發(fā)展及應用前景。

參考文獻：

[1]方競.氣泡混合輕質土在公路加寬工程中的應用[J].科技創(chuàng)業(yè)，2013（4）：198200.

[2]張小平，包承綱，李進軍.泡沫輕質材料在巖土工程中的應用[J].巖土工程技術，2000（1）：5862.

[3]陳文平，譚存茂，楊和平.氣泡混合輕質土在臺背回填施工中的應用[J].公路，2012（11）：162165.

[4]郝萬喜，楊波，吳立堅，等.氣泡混合輕質土在寒區(qū)道路中的應用[J].內蒙古公路與運輸，2005（3）：15.

作者簡介：杜鑫（1988），男，湖南邵陽人，碩士，專業(yè)：交通運輸工程。