摘要：随着我国交通运输业的快速发展，许多已建运营道路面临着改扩建的问题。而常规的道路改扩建施工方式存在场地限制、运营风险、不均匀沉降等诸多弊端。采用新型的泡沫轻质土进行道路改扩建不仅能节约用地，同时也可以减少施工过程中对道路沿线的影响。文章主要介绍了新型填筑材料泡沫轻质土的原理及其优势，着重对泡沫轻质土在沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速公路宁德段改扩建工程中的具体应用进行分析。
关键词：泡沫轻质土；道路工程；应用
引言
泡沫轻质土以水泥、泡沫群、水及其他添加物为主要材料。施工人员将以上这些材料按一定的比例混合，并最终凝结成新型微孔材料。与其他材料相比，泡沫轻质土的容重要小得多。这使该种材料被广泛运用于道路施工的各个方面。
1泡沫轻质土的制备
泡沫轻质土是一种新型轻质建筑材料，是通过发泡机将发泡剂水溶液制备成泡沫，与由水泥无机胶凝材料、水、外加剂、集料等按照一定的比例混合搅拌形成的水泥混合物混合搅拌，经过浇模、成型、养护后形成的一种轻质多孔的材料，其具有轻质、密度与强度可调、便于施工性和利于环保等特性，在高速公路施工中可替代常规填土，可以加快施工，同时也可以显著减少软土路基沉降。
2泡沫轻质土工程特性
泡沫轻质土主要是由原料土、水、固化剂、发泡剂等一系列物质所混合及拌制组成的轻质材料，其中原料土主要是粒径小于5mm的细砂或者工程废弃土，主要是为了保证轻质土具有良好的流动性能。泡沫轻质土中含有大量的气泡，所以其容重一般较小，可通过改变气泡数量和固化剂掺量调节泡沫轻质土的容重保持在3～15kN/m3，具有良好的轻质特性；强度与容重一样，可以将强度调节至0.3～2MPa之间，具有可调节强度的作用；在泡沫轻质土浇筑施工时较多采用管道泵输送的方法，可输送距离长达1.5km，高度30m，具有较强的流动性能；一般情况下采用水泥作为固化剂，一般在浇筑泡沫轻质土后5h即可达到固化的效果，而且在固化之后具有很好的自立性；另外具有施工方便的特点，尤其可在机械设备或者施工人员不便进入的狭小区域内、或者工期短、长距离的特殊情况下进行施工。基于以上泡沫轻质土的各项性能特点，目前泡沫轻质土在高速公路改扩建工程中具有较广泛的应用，主要从以下几个方面进行说明：1）桥头跳车问题：采用泡沫轻质土能够在一定程度上减小荷载，降低拓宽路基的处理强度，减缓桥梁涵洞之间的过渡区域及新老路基的沉降差异、周围建筑物的附加沉降破坏，能够从本质上提升道路的工程质量及驾驶员的舒适程度。2）采用泵送设备进行施工时所占用的空间较小，基本对交通的通行无较大影响。3）能够垂直浇筑，对周围的建筑物影响不大，避免造成不必要的拆迁，减小了土地资源的浪费，节约了工程成本。4）原材料易获取且价格低廉、施工速度快，工期短。
3泡沫轻质土在高速公路工程中的应用
3.1在高速公路拓宽中的应用
在高速公路拓宽工程中，如何在不能增加用地面积，并尽可能的减少土地征收与房屋拆迁费用，同时还要考虑施工时地基变形对原有道路结构和临近建筑物的影响已经成为了一个普遍性的难题。利用泡沫轻质土的轻质性与良好的固化后自立性能，可以考虑进行垂直填筑施工，可有效解决施工场地不足的问题，且泡沫轻质土的制备、运输及施工都比较简便，可以达到又好又快又省的目的。
3.2桥头跳车问题
多年来，桥头跳车一直是困扰研究学者们的一项技术难题，据不完全统计，桥头跳车问题在高速公路的病害维修费用中占据了60%以上。引起桥头跳车问题的主要原因就在于桥涵过渡段存在沉降差及刚柔突变的问题，因此解决桥头跳车的关键就在于过渡段应符合连续性和沉降均匀性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆考虑到桥头跳车的原因和泡沫轻质土的主要工程特性，在过渡段采用泡沫轻质土材料就可以很大程度地降低不均匀沉降，其主要优势表现在以下几个方面：①泡沫轻质土的刚性介于水泥混凝土与优质土材料之间，采用这种材料用于路基与桥涵结合处可以很大程度地减轻刚柔突变；②能够降低甚至完全解决路基材料本身引起的工后沉降；③由于泡沫轻质土本身的特性可降低填土的载荷，对降低软弱地基的附加应力、减轻软弱地基的沉降或侧移及路堤稳定性有一定的作用。
3.3陡坡路段的填筑
目前，在公路路线设计方法比选过程中对于工程带来的安全环保等因素的重视程度不高，特别是陡峭或急转弯路段等地形复杂的山区，在道路施工中大多都严重破坏了原有的自然生态环境。采用泡沫轻质土对这些路段的路堤进行填筑则能够改善原有路堤的不利条件，主要表现在以下几个方面：①能够减轻填土的载荷，降低土体本身的剪切滑动位移，提高路基的抗滑稳定性能；②充分利用原有地形、地貌，减轻了对原有生态环境的破坏程度；③简化了挡土结构物，施工方便，无需振捣压实。
3.4在软土地基问题处理
针对软弱地基处理问题，因为泡沫轻质土材料具有轻质、强度也不弱的特点，可以采用泡沫轻质土材料置换软弱土层，因此可以显著降低基底应力，其下卧层所受应力没有增加，地基不致于产生沉降变形，工程可即时开工，进而可以缩短工期和节省投资。
3.5在寒区道路中的应用研究
因为泡沫轻质土具有耐久隔热性能，而且又作为路基填筑材料，因此，针对北方寒冷地区道路冻胀翻浆与地基融沉等病害，开展了泡沫轻质土在道路基层中的应用研究，并铺筑了试验路，在此基础之上实践基础上初步证明了泡沫轻质土在冻土地基的隔热保温性能与台背填土的防冻胀方面效果比较明显。尽管试验路为国道，但是为以后铺筑高速公路打下了良好的基础。
3.6轻质泡沫图的施工要点
（1）泡沫轻质土单层浇注厚度，应控制在0.5～1.0m范围。（2）应尽可能沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式。（3）浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动。（4）进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇注轻质土表面尽可能低。（5）尽量减少在已浇完尚未固化的轻质土里来回走动。（6）当遇大雨或暴雨或持续时间较长的小雨天气，未固化的泡沫轻质土表面应采取遮雨措施，防止雨水消泡。
3.7养护
泡沫轻质土浇注硬化成型后，在强度未达到设计强度前，不能直接进入使用状态。泡沫轻质土浇注至设计标高后，在表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护。当泡沫轻质土抗压强度＞0.5MPa时，方可进行上层路面结构层施工。
结语
1）将泡沫轻质土材料用于高速公路改扩建项目中有效缓解了沉降差异与桥头跳车的问题，改善了高速公路的运营能力，为同类的高速公路改扩建项目提供了借鉴。2）将泡沫轻质土材料用于高速公路改扩建项目中有效缩短了施工工期，减小了拆迁工程量，保护了生态自然环境，降低了工程维修费用，具有良好的社会经济效益。3）将泡沫轻质土材料用于高速公路改扩建项目中，有效解决了道路病害问题，明显降低了高速公路改扩建的成本费用，具有一定的环保性和经济实用性。
参考文献：
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[3]盛斌．泡沫轻质土在高等级公路特殊路段的应用［J］．公路与汽运，2014（4）：115－118．
论文作者:李奇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/13
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