泡沫轻质土在高速公路改扩建工程中的应用

2020-12-07

魅力中国 2020年25期

（广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路改扩建工程建设指挥部，广西钦州 535000）

引言

加宽高速公路需要考虑以下事项。(1)土地面积的增加。拓宽道路需要更大的土地，还可以占用农田。(2)征用土地和拆迁房屋的费用增加；高速公路扩建可能会占用农田，也会影响居民生活，因此政府必须赔偿居民。此外，扩大高速公路还必须考虑工程本身是否会影响原来的道路结构。泡沫轻质土的使用更能避免这种情况。这是因为泡沫轻量化土本身具有的特性，可以垂直填充构造并节省构造场地。泡沫轻质土的制备、运输和施工简单、环保，最大限度地节约资源。

一、泡沫轻质土的特点

（1）轻质性：用在路基上一般容重为 γ=5-7KN/m3 。（2）密度、强度可以结合实际情况调整：通过优化现场配合比设计，密度可以控制一定范围4.5-12KN/m3，强度可以设计到0.3-5MPa之间。（3）泡沫土的流动性：泡沫轻质土材料现场采用泵压送的方式进行输送，一般浇筑距离最远可以1.0-2.0km。（4）适用性：泡沫轻质土是一种流塑体，适用于施工空间狭小，机械施工难度大且不易碾压的区域，对于一些施工区域狭小且工期紧的位置特别适宜。（5）固化后的自立性：一般在浇筑后4h后就会固化，可垂直浇筑。（6）均匀性：采用预发泡后混合的施工工艺，经过机械的加工，泡沫轻质土内部孔隙分布均匀，气泡可以独立固结，形成良好的整体性。（7）耐久性：泡沫轻质土是以水泥为主要胶合材料，它具有与水泥浆类似抗压强度，该材料与高分子比较，它的抗压、耐热、抗污染，抗侵蚀的性能更强。（8）抗热性：气泡混合轻质土的气泡量（空隙率）大，具有一定的隔热性。

二、施工方法

⑴泡沫轻质土采用自身拌合设备，按照设计配合比例制备泡沫轻质土。⑵将已制备好的水泥浆通过软管泵输送到中继站准备使用。与此同时轻质土制备站由水和发泡剂通过压缩空气制备好泡沫群；将水泥浆与泡沫充分混合便形成了泡沫轻质土。根据施工段的位置，设置好泵送管道，施工前先用水对管道进行压力试验，确保接头位置的严密性。根据设计要求该区泡沫轻质土28d抗压强度qc（MPa）≧1.0MPa，根据试验配合比调整好浇注湿密度及轻质土流值，满足设计及标准化施工要求。⑶将输送过来的轻质土浇注在指定的浇注区，轻质土有自流平特性，能够在浇注面上实现自我平整，均匀。同时在现场取样，准备后继的泡沫轻质土检测工作。⑷泡沫轻质土浇注施工记录，施工员记录好浇注区厚度、浇注日期、浇注施工时段，并取现场泡沫轻质土测量其流值和湿密度。对流值进行检测，取现浇轻质土为试样，准备好平板（边长30cm，厚度1cm）、圆筒（内径80mm，净高80mm，筒壁厚2cm）按照操作规范对其流值进行检验，并记录数据。⑸施工数据收集整理。规范及配比设计标准泡沫密度控制范围为40kg/m3～60kg/m3，对湿密度进行检测，按照相关规程对现浇泡沫轻质土进行取样检测，准备好容量筒（内径108mm，净高109mm，筒壁厚2mm，容积1L），电子称（精度±1g）；设计施工湿密度RFw为650kg/m3，允许误差范围为650kg/m3±3%（630kg/m3-670kg/m3），按照规范对其湿密度进行检验，最终湿密度值稳定在650kg/m3。⑹泡沫轻质土成品保护。刚浇筑好的泡沫轻质土施工段，设置好安全警示标志，严禁人员和机械进入，对未达到强度的泡沫轻质土表面产生损坏。待泡沫轻质土达到初凝时，立即采用薄膜或土工布进行覆盖养护，防止表面产生收缩裂纹。

三、泡沫轻质土在高速公路改扩建工程中的应用

泡沫轻质土的工作性能以及工程应用效果的影响因素众多，特别是关于泡沫轻质土应用于改扩建路基工程中对新旧路基沉降差异的影响，(1)路基整体沉降值随着泡沫轻质土比例的增大而不断减小，原方案的路基沉降值最大，方案三的路基沉降值最小，因此，路基填土采用方案三可以有效降低路基工后沉降。(2)随着泡沫轻质土比例的增大，路基侧向位移不断减小，原方案的路基侧向位移最大，方案三的路基侧向位移最小，表明方案三可以有效减小路基侧向变形。(3)原方案的路基基底附加应力呈现最大值，随着泡沫轻质土比例的增大，路基基底的附加应力会逐渐减小，因而选择方案三更有利于维护拓宽路基的安全稳定性。