泡沫混凝土在道路拓宽工程中的应用

泡沫混凝土在道路拓宽工程中的应用

作者：项小伟

来源：《科技创新与应用》2013年第31期

摘 要：如何控制沉降量及保证路堤的稳定性是道路拓宽工程中的难点，笔者结合秦山大道二期沿岸拓宽非机动车道工程，介绍泡沫混凝土在沿河道路拓宽工程中软基处理中的应用，并着重介绍泡沫混凝土的施工工艺，提出相应工程质量控制标准。 关键词：道路拓宽；泡沫混凝土；质量控制 1 序言

随着交通量日益增长，许多老旧公路已经不能满足使用要求，需要进行拓宽。一般公路拓宽中存在的主要难题有：公路拓宽需要新征土地，进行大量拆迁，需要付出高额的征地补偿费，还时常引起经济纠纷，延误施工工期；东部沿海地区软基分布广，地基承载能力低，在路堤两侧拼接拓宽后，新路基与老路基的沉降差异，时常导致路面开裂及路堤两侧结构物拉裂破坏；采用一般路基拓宽法施工时，需要一定程度地封闭交通，加剧公路交通运输的压力。 泡沫混凝土是指水泥、水、细粒砂或土和气泡（必要时可掺入粉煤灰、外加剂）按一定的比例，经充分混合搅拌并最终凝固成型的一种轻型填筑材料等材料。其具有轻质性、强度可调节性、低渗透性、高流动性、固化后的自立性等物理特性，且施工便捷、所需作业面小，因此，将泡沫混凝土技术用于公路拓宽工程，可有效解决公路拓宽工程中存在的难点。 2 泡沫混凝土的技术特性

泡沫混凝土，无论是其新拌合而成的发泡混凝土浆体，还是硬化后的发泡混凝土固体，都表现出许多与普通混凝土不同的特殊性能，主要原因是，其在材料组成上没有普通水泥混凝土所使用的粗集料，且同时含有大量气泡。因此使泡沫混凝土被应用于道路拓宽、桥头回填等特殊场合。其具体特性如下： （1）轻质性

由于泡沫混凝土中没有粗集料，且含有大量封闭汽包，气泡之间互不通水，使得其施工容重可以控制在4～10KN/m3，一般拓宽工程施工容重控制在6～7KN/m3。 （2）高流动性

泡沫混凝土具有良好的流动性，施工最大水平运送距离达500m（加中继泵可运送至更远），垂直泵送高度可达100m。

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（3）强度可调性

组成是影响泡沫混凝土强度的首要因素，主要包括水泥品种和强度等级、骨料种类与绝干密度、粉煤灰品质、外加剂品种和发泡倍数等，泡沫混凝土的强度可在0.3～5.0MPa的范围内调节，工程上一般用为1.0～1.5MPa。 （4）易施工性

泡沫混凝土施工具有施工占地小，制作点和浇筑点分离，浇筑后无需机械碾压，不需振捣，作业面小等特点。 （5）其它特性

泡沫混凝土具有固化后自立性好，防水性能强，耐久性能好，隔热性、抗油污性、环保性能好等特性。 3 工程实例 3.1 项目概况

秦山大道二期沿岸拓宽非机动车道工程，位于海盐县秦山镇与澉浦镇镜内，路线全长2.930km，建成后作为老沪杭公路（大王桥-澉浦大桥）路段西北侧非机动车的专用通道，路基宽度4.0m（其中非机动车道宽3.5m，土路肩宽0.5m）由于拟建非机动车道位于老沪杭公路边坡上，以及工程临河等特点，因此，路基的抗滑移稳定性是本工程的关键点，并且由于临河使得施工拓宽施工作业面较为狭小。本工程依据地形采用挡土墙、泡沫混凝土以及两者相结合的三种方案：（1）边坡坡率小于1：1.5，且填高小于2.5m的路段，采用挡墙支护拓宽方案（见图1）；（2）填高在2.5～4.0m的路段，采用泡沫混凝土拓方案（见图2）；（3）填高在4.0～6.0m的路段，采用泡沫混凝土加挡墙的组合拓宽方案（见图3）。 3.2 泡沫混凝土的施工工艺 3.3 泡沫混凝土施工质量控制

3.3.1 材料质量控制。泡沫混凝土制作应根据设计要求严格控制水泥、发泡剂等材料的质量及配合比。

（1）水泥及外加剂：采用42.5级普通硅酸盐水泥。材料进场时对其品种、级别、包装进行检查，此外还应对其强度等指标进行复检，使其满足泡沫混凝土的抗压强度、流动度及气泡稳定性等对原材料的要求。

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（2）发泡剂：稀释倍率≥40，发泡倍率≥20；产生的气泡应均匀、细微；产生的气泡泌水率低，稳定性好，且互不连通。

（3）配合比：本拓宽工程制备完成的泡沫混凝土要满足湿容重为6.5～7.5KN/m3，泡沫混凝土28d抗压强度≥1MPa，流动度为180±20mm。

3.3.2 施工工艺质量控制。泡沫混凝土施工质量控制应做到对泡沫混凝土浇筑前基础处理、浇筑过程质量控制和浇筑完成后养护的三个阶段的全面质量控制。 （1）浇筑前质量控制

底部基础平台宽度不宜小于3m，以避免拓宽路堤发生倾覆变形；要求地基底密实，无积水，且表面铺设40cm透水垫层；浇筑前应支立模板和固定角钢，固定角钢的边宽应不小于50mm，模板与角钢通过拉筋相连，确保模板有足够的强度。 （2）浇筑过程中的质量控制

①变形缝的设置，当填筑体长度超过15m时，应按5～15m间距设置变形缝，在断面突变处应加设变形缝，变形缝材料可采用20～30mm厚聚苯乙烯泡沫板或10～20mm厚木板。 ②浇筑厚度控制，泡沫混凝土初凝时间一般不小于45min，单个浇筑区内浇筑层的施工时间宜控制在水泥浆初凝时间内，一般填筑厚度为0.3m-0.8m，且上一层浇注应待下浇注层终凝后方可进行。

③钢筋网片设置，临近底面和顶面范围均要求设置钢丝网片，钢丝网规格宜为φ3.2mm-φ6.0mm@50mm×50mm。每层钢丝网间距宜为30cm-50cm，下面一层要求设置于泡沫混凝土底面以上50cm-100cm位置，并要求水平铺设，搭接时，相邻两块钢丝网间的重叠宽度不宜小于20cm，并采用镀锌钢丝连接。

④浇筑过程中泡沫混凝土容重控制，浇筑过程中应通过现场测量容重动态控制泡沫混凝土的拌合质量，对于不符合设计要求的要及时调整泡沫混凝土的拌合配合比。 （3）浇筑完成后养护质量控制

泡沫混凝土施工完24h后应浇水养护，养护时间不少于3d，养护期内尽量避免人员在其上面行走及禁止堆积物品，以免破坏其中的气泡结构，影响质量。在浇筑完填筑体的顶层时，顶面不得进行机械行走或碾压，并应及早实施10cm厚的C15砼的封顶处理，以方便路床填筑和路面施工。当养护期间内，遇大雨、暴雨或持续时间较长的小雨天气，泡沫混凝土表面应采取遮雨措施。

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3.4 路基变形监测

本项目老海堤公路填方边坡比较高，软基段路堤在填筑过程中，需实施沉降和位移双指标监控，严格控制填筑速率。控制标准为：非机动车道设计线地面沉降速率≤1.5cm/昼夜，坡脚水平位移速率≤0.5cm/昼夜。并应根据现场施工情况调整监测频率，使之符合规范和设计要求。监测过程中一旦发现有异常变位或临近构造物的开裂、位移等反常现象，均应立即停止填筑，以确保工程建设安全。 4 结语和展望

泡沫混凝土作为一种新型的绿色超轻质填筑材料，具有高强、轻质、自立性好和易施工的特点。通过对秦山大道二期沿岸拓宽非机动车道工程泡沫混凝土处理新老路基的应用实践，表明该施工技术不仅很好地解决拓宽工程中新老路堤的不均匀沉降难题，还解决了临河拓宽高填方放坡困难和路堤稳定性差等特殊问题。为临河软基地段的地基处理提供了一种新的技术手段。

进一步扩展泡沫混凝土在公路工程中的应用，需要对以下几方面进入深入研究： （1）进一步完善泡沫混凝土的材料生产工艺和施工工艺，降低工程造价。 （2）不断深入研究，提供发泡倍数更高、泡沫稳定性更好的高效发泡剂。

（3）进一步研究泡沫混凝土各项工作性能的影响因素，提高其对各类施工条件和环境的适应能力。 参考文献

[1]吴颖峰，王海峰.基于泡沫混凝土技术的公路拓宽工程改建[J].铁道建筑，2013年，第2期，75-77.

[2]于航波，吕锡岭，姜天鹤，等.泡沫混凝土在软基地区高速公路拓宽工程的应用[J].城市道桥与防洪，2010年10月，144-146.

[3]王伟，熊传胜.泡沫混凝土的研究现状[J].科技信息，2009年，25期，7-8. [4]龚晓南.地基处理技术发展与展望[M].北京：中国水利水电出版社，2004.