談泡沫輕質(zhì)土在高速公路工程中的應(yīng)用

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

關(guān)鍵詞：泡沫輕質(zhì)土；高速公路；材料；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

泡沫輕質(zhì)土是我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的一種其內(nèi)部含有大量封閉氣孔的輕質(zhì)混凝土新型填土環(huán)保材料，在國(guó)外特別是日本已有數(shù)十年的應(yīng)用研究歷史，我國(guó)于2002年從日本引進(jìn)并開(kāi)始研發(fā)泡沫輕質(zhì)土技術(shù)。該材料具有輕質(zhì)與強(qiáng)度可調(diào)節(jié)、流動(dòng)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(diǎn)，因此，在高速公路工程中應(yīng)用研究較為廣泛，如路基加寬[1]、軟土地基處理[2]，橋（臺(tái)）背回填[3]，寒區(qū)凍土路基處理[4]等，同時(shí)，還能降低工程造價(jià)、減少后期維護(hù)，提升高速公路的社會(huì)效益，對(duì)我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有重要意義。

1 泡沫輕質(zhì)土的制備

泡沫輕質(zhì)土是一種新型輕質(zhì)建筑材料，是通過(guò)發(fā)泡機(jī)將發(fā)泡劑水溶液制備成泡沫，與由水泥無(wú)機(jī)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(guò)澆模、成型、養(yǎng)護(hù)后形成的一種輕質(zhì)多孔的材料，其具有輕質(zhì)、密度與強(qiáng)度可調(diào)、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(shí)也可以顯著減少軟土路基沉降。

2 泡沫輕質(zhì)土的特性

2.1 輕質(zhì)性與強(qiáng)度的可調(diào)節(jié)性

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

2.2 流動(dòng)性好與方便施工

氣泡混合輕質(zhì)土具有良好的流動(dòng)性，可以通過(guò)管道泵送，最遠(yuǎn)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(zhì)土制備容易，而且可以通過(guò)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(gè)月才能完成，而泡沫輕質(zhì)土則可以節(jié)省大量的時(shí)間；（3）常規(guī)填料屬于隱蔽工程，難以保證施工質(zhì)量，而泡沫輕質(zhì)土屬于非隱蔽工程，施工質(zhì)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(zhì)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(shí)也具有隔音性能。泡沫輕質(zhì)土采用水泥為固化劑，通常澆筑數(shù)小時(shí)后便會(huì)開(kāi)始固化，且固化后自立性強(qiáng)，對(duì)支擋結(jié)構(gòu)物基本沒(méi)有擠壓力，可以進(jìn)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(zhì)土在高速公路工程中的應(yīng)用

自我國(guó)從日本引進(jìn)泡沫輕質(zhì)土技術(shù)以來(lái)，我國(guó)不斷進(jìn)行著研究與開(kāi)發(fā)，并應(yīng)用于各種實(shí)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(yīng)用研究范圍，而且在公路特別是高速公路工程建設(shè)應(yīng)用研究中也取得了一些成績(jī)。

3.1 在高速公路拓寬中的應(yīng)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(fèi)用，同時(shí)還要考慮施工時(shí)地基變形對(duì)原有道路結(jié)構(gòu)和臨近建筑物的影響已經(jīng)成為了一個(gè)普遍性的難題。利用泡沫輕質(zhì)土的輕質(zhì)性與良好的固化后自立性能，可以考慮進(jìn)行垂直填筑施工，可有效解決施工場(chǎng)地不足的問(wèn)題，且泡沫輕質(zhì)土的制備、運(yùn)輸及施工都比較簡(jiǎn)便，可以達(dá)到又好又快又省的目的。

3.2 在軟土地基問(wèn)題處理

針對(duì)軟弱地基處理問(wèn)題，因?yàn)榕菽p質(zhì)土材料具有輕質(zhì)、強(qiáng)度也不弱的特點(diǎn)，張小平[2]等認(rèn)為可以采用泡沫輕質(zhì)土材料置換軟弱土層，因此可以顯著降低基底應(yīng)力，其下臥層所受應(yīng)力沒(méi)有增加，地基不致于產(chǎn)生沉降變形，工程可即時(shí)開(kāi)工，進(jìn)而可以縮短工期和節(jié)省投資。

3.3 在寒區(qū)道路中的應(yīng)用研究

因?yàn)榕菽p質(zhì)土具有耐久隔熱性能，而且又作為路基填筑材料，因此，郝萬(wàn)喜[4]等針對(duì)北方寒冷地區(qū)道路凍脹翻漿與地基融沉等病害，開(kāi)展了泡沫輕質(zhì)土在道路基層中的應(yīng)用研究，并鋪筑了試驗(yàn)路，在此基礎(chǔ)之上實(shí)踐基礎(chǔ)上初步證明了泡沫輕質(zhì)土在凍土地基的隔熱保溫性能與臺(tái)背填土的防凍脹方面效果比較明顯。盡管試驗(yàn)路為國(guó)道，但是為以后鋪筑高速公路打下了良好的基礎(chǔ)。

3.4 在橋梁臺(tái)背回填中的應(yīng)用

泡沫輕質(zhì)土由于其特有的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，相對(duì)常規(guī)填筑材料而言，其在橋臺(tái)臺(tái)背填筑中，可大幅度地降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，抑制軟基的沉降和側(cè)移，提高路堤的穩(wěn)定性，緩解橋臺(tái)與路基結(jié)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(jié)論

泡沫輕質(zhì)土作為一種較為新型的填筑材料，具有輕質(zhì)與強(qiáng)度可調(diào)節(jié)、高流動(dòng)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(diǎn)。隨著泡沫輕質(zhì)土材料技術(shù)、施工設(shè)備及技術(shù)的不斷發(fā)展及完善，泡沫輕質(zhì)土必將在我國(guó)高速公路工程中具有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]張小平，包承綱，李進(jìn)軍.泡沫輕質(zhì)材料在巖土工程中的應(yīng)用[J].巖土工程技術(shù)，2000（1）：5862.

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

[4]郝萬(wàn)喜，楊波，吳立堅(jiān)，等.氣泡混合輕質(zhì)土在寒區(qū)道路中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2005（3）：15.

作者簡(jiǎn)介：杜鑫（1988），男，湖南邵陽(yáng)人，碩士，專業(yè)：交通運(yùn)輸工程。