王振興 姚孟成 李永旺
(中國建筑第七工程局有限公司,鄭州 450000)
近年來,我國高速公路網、鐵路網等基本形成,未來政府投資方向逐步轉向市政建設領域。在市政橋梁和道路使用過程中,難免會出現地基不均勻沉降及路基附屬建筑物的沉降破壞等問題,大大增加了道路的維修費用。
由于泡沫混凝土的輕質高強、沖擊能量吸收性能好、高流動性、施工便捷等優良性能,被大量應用于橋頭臺背回填、軟基路堤、拓寬路堤、崩塌搶修等領域。
泡沫混凝土的干密度為300-1200kg/m3,相對于石灰土、水泥土等回填材料,密度較小。密度和強度根據需要可調節,市政工程常用強度為0.3-2.0MPa。穩定性好,構筑成型后幾乎沒有側推力或土壓力,整體性較好。高流動性,有利于保證不規則孔洞填充密實,施工便捷,沖擊能量吸收性能好,屬A級不燃物。
隨著技術的發展,發泡劑經歷了三代的發展,現在廣泛使用的為第三代復合型發泡劑復,合型發泡劑接觸水泥漿料后,借助于鈣離子形成球形網狀結構,泡沫變得更穩定,發泡倍數3.5-4.0m3/kg。

圖1 復合型發泡劑的泡沫結構

圖2 泡沫混凝土工藝流程
泡沫混凝土工藝流程如圖2所示,泡沫混凝土生產工藝較為簡單,發泡劑在其中起著至關重要的作用。
橋頭跳車問題是未能解決的世界級難題,70%的道路維修費用是花費在路橋過渡段的修補,橋頭跳車的主要原因是地基的承載力不夠,路基的填料容重過大。而傳統的處理方法是提高地基的承載力,不但很難從根本上解決問題,還存在工期過長、造價過高等問題。泡沫混凝土的應用,對橋頭跳車的問題迎刃而解。
在河南南部,比如周口,水位較高,存在較多軟粘土。沉降和穩定性問題是軟黏土地基上路堤填筑施工中最重要的巖土工程問題。軟土地基壓縮性高、剪切強度低,固結時間長,沉降和穩定性問題嚴重,采用泡沫混凝土置換路堤作用下路基附加應力分布較小,可減輕路基本身的自重,使路基沉降分布近乎合理,有利于減小路基的整體沉降和差異沉降。
隨著經濟發展與交通量的日益增加,我國有不少道路需要進行拓寬。泡沫混凝土具有容量輕、流動性能好,固化后可自立等特點,用于道路拓寬工程有以下一些優勢:①可垂直填土,節省用地、減少拆遷,在舊路基礎上加寬幾乎不需重新征地;②可大幅度地降低填土荷重,減少軟基路段新老路基的差異沉降及路基附件建筑物的沉降破壞;③通過配管輸送,所需的施工作業面小,幾乎不影響現有交通;④施工工期短,給投資者帶來超前收益。
總之,泡沫混凝土是一種利廢、節能環保新型節能材料,在市政工程中泡沫混凝土的輕質高強、沖擊能量吸收性能好、高流動性、施工便捷等優良性能,被大量應用于橋頭臺背回填、軟基路堤、拓寬路堤、崩塌搶修等領域,可有效解決橋頭跳車、路基不均勻沉降、新老路基沉降差等問題,具有很好的經濟效益。