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摘要：在高速公路采用泡沫混凝土土施工中，主要介绍了泡沫混凝土的特点、材料及设备要求、技术质量控制方法，结合工程实例，总结出泡沫轻质土对高速公路路基加宽处理、桥头台背回填、软基处理等有明显的效果与经济价值。
关键词：泡沫混凝土；高速公路；路基工程；技术质量控制
前言：随着国内交通基础建设逐渐完善，高速公路改扩建工程逐渐增多，泡沫轻质土新型材料用途较广，针对解决桥头跳车、路基加宽时新旧路基不均匀沉降、高填方路基整体稳定、软土地基处理等提供一种新方法，不仅可以节省用地、减少拆迁量，还可以缩短工期，提高施工质量，降低后期运营维护费。通过实例证明采用泡沫轻质土材料进行高速公路拼宽路基软基处理、桥头台背填筑、道路拼宽、边坡滑坡处理、隧道洞口回填等方面施工，提高了施工质量，促进了经济效益，缩短了施工工期，具有较好发展前景。
1、泡沫混凝土特点
（1）施工快速，且便捷
泡沫混凝土流动性好，一般采用管道输送，可以实现长距离、高落差输送。采用泡沫轻质土材料作为软基处理、路基填料施工操作较为便捷，且只需少量施工人员即可展开施工，大量减少施工人员投入，且一台泡沫轻质土拌合机可覆盖范围较大，通过泵压送的方式进行输送,最大输送距离可达到数百米，可简化施工流程，加快施工进度，对抢修与改建工程施工工期紧张具有较大优势。
（2）适用性强，且轻质
泡沫混凝土内含有非常多的大小不一的气泡，且气泡具有一定的韧性，且气泡之间相互不连通，不含水，这使得泡沫混凝土容重一般控制在5—15kN/m3。泡沫轻质土容重只有普通填土的1/3左右，可适应一般软基处理、高填方、台背回填施工，同时有较好的强度调节性、流动性，可适应多种地基处理，并可在较小空间内进行回填施工，无需机械碾压，无需振捣。
（3）质量稳定，且易控
泡沫轻质土配合由机械完成，采用自动计量系统，配合比容易控制，质量稳定。浇筑按照分段进行，浇筑面积、厚度可通过分段长度及模板高度准确控制，施工质量相对较好。
2、材料与设备要求
2.1原材料基本要求
水泥强度等级P42.5级，且满足水泥规范的其他指标要求，水泥进场时需进行检验，同时应配有出厂合格证，检测合格后方可投入使用。发泡剂进场需及时做消泡试验和发泡剂性能检测。水泥用量决定了泡沫混凝土的强度，泡沫的引入要保证其胶凝性不受影响。发泡剂应对环境无影响，稀释率40-60，发泡率800-1200，标准泡沫密度为30-50kg/m³，标准泡沫泌水率≤20%。
2.2设备基本要求
发泡机主要工程是让发泡剂形成泡沫，并确保泡沫大小、数量及均匀性满足性能要求。搅拌机是将水泥浆与泡沫充分搅拌形成泡沫砼，决定了泡沫混凝土生产进度和质量。泡沫混凝土的生产，传输和浇筑施工需要采用专业自动化设备，具体要求如下：电子控制系统功能应具有发泡剂、水泥浆、泡沫轻质混凝土等主要成分的流量在电脑显示屏同步显示功能。泡沫混凝土生产时，泡沫制备速度大于60m³/h，水泥浆体输送能力大于30m³/h，泡沫混凝土总生产和输送应大于90m³/h。电脑控制系统应具备泡沫、水泥浆及泡沫混凝土密度集中显示功能，其允许误差范围满足泡沫密度：±5%；水泥浆湿密度±2%；泡沫轻质土湿密度±3%。发泡装置应具备发泡剂自动稀释的功能。水泥浆制作设备采用专用拌合站，水泥浆输送泵采用定量泵。
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3、泡沫混凝土施工技术质量控制
3.1配合比设计
泡沫混凝土配合比设计时，应满足其抗压强度，湿密度和流值等相关指标要求，必要时还需考虑材料的弹性模量和抗冻性要求。泡沫混凝土强度应该满足：qu≥1.05qc，式中：qu—试配抗压强度；qc—设计抗压强度。泡沫混凝土流值控制在16~18cm，抗压强度试块立方体尺寸为10cm×10cm×10cm。
3.2泡沫轻质土浇筑施工
（1）泡沫混凝土制备
现场制作、输送及浇筑泡沫轻质混凝土时都需采用机械专业设备进行施工，设备具备自动计量系统，达到自动化控制泡沫土拌合质量。
（2）浇注准备
开始将浇注管的浇注口放在浇注施工范围外，同时注意在浇注管出口流出泡沫混凝土时，立即将浇注管移到施工范围。当浇注高度相对比较高时，需注意沿混凝土护壁旁先浇筑一层泡沫混凝土。浇筑前，预先留好满足浇注完整的施工区域的浇注管长度，及时进行清除原地面和边坡松散杂物，保证基底没有积水和松软土，并对基底底部土层进行碾压处理，压实度达到90%以上。浇筑时，浇注管须埋入浇筑的混凝土里面，同时保证泡沫轻质混凝土和基底、侧壁间的接触紧密。
（3）浇注的顺序
首先，从一头开始浇注，使用一条浇注管浇筑泡沫土，如浇注高度达到比较高时，可采用从正中间往四边周围浇注；其次，等要浇注到预先规定的高度时，可以使用人工方式抬起输送管，平扫混凝土上面层，直到浇平浇注高度；最后，再缓慢地往后拖泵和送管，然后反复前两项的操作。
（4）浇注的方法
泡沫混凝土施工时，首先保证浇注管口必须要埋混凝土里面，浇注管口应和气泡混凝土施工面水平方向基本保持一致。在最后浇筑泡沫混凝土表面时，应尽可能让浇注管口保持平整，并将浇注管口置于泡沫混凝土浇筑最低位置。
（5）浇筑过程质量控制
普通硅酸盐水泥的初凝时间约140分钟，则为保证施工质量，并考虑施工因素，轻质土的每个分区分块方量约为200m³，以确保在初凝时间内完成。泡沫轻质混凝土施工质量控制关键有:一次浇筑厚度控制在小于1米，最小浇筑厚度不小于25cm。同一段位置上下相邻施工层，施工时间控制在下层浇筑轻质土已经终凝后，且大于6小时。施工路基泡沫轻质土应关注和前后道工序，平行的工序之间对接。施工顺序控制为：从下往上，分层施工，下层泡沫土终凝后然后进行上一层施工。每一浇筑层应控制在水泥浆初凝时间内完成，同时施工时间满足在3h内，自制作水泥浆完成，到开始制作泡沫轻质土的时间相差应小于3小时。沿施工区域长边方向，自一端向另一端施工，或采用对角方向进行浇注。在施工过程中要移动浇注管时，应顺着浇注管目前方向前后的移动，而不应使用左右移动浇注管的形式。如有非正常情况下，采用左右移动浇注管时，需将浇注管口先抽出目前正在浇筑的轻质混凝土表面，后再移动。浇注管的出料口距施工面高度控制在2米内，人员尽量不要在浇筑层中来回走动。当施工快要结束时，应在浇筑层内按规范要求进行湿密度取样试验，当发现有检测不合格点时，应明确出测点的周围的界限，然后进行局部返工处理。如突然遇到下雨天气，应该立即停止浇注施工，然后覆盖好刚施工的轻质混凝土。轻质混凝土施工完成后，应将砼表面浇筑平整，在浇平表面时，保持浇注管口保持水平位置，同时保证浇注口位于泡沫混凝土最低位置。
（6）变形缝的设置要求
泡沫混凝土浇筑应每15米设置一道横向变形缝，材料采用1厘米厚的泡沫塑料板。变形缝可使用浇注区段施工缝进行替代。浇筑前，需在已浇注区域侧面安装泡沫塑料板，然后从另一侧浇筑，同一施工段沉降变形缝设置应保持上下对齐。变形缝具体布置要结合实际浇筑长度进行确定。在纵向相邻的施工段之间，应安装临时模板，模板宜用竹胶板，相邻浇注段浇注前，回收临时模板，剩余泡沫板做为永久施工变形缝，变形缝安装要求垂直。
4、工程应用评价
萧山高速机场公路改扩建工程原为双向四车道高速公路，路基宽度26米，设计时速100km/h，本次改扩建采用两侧拓宽，扩建为双向六车道的城市地面道路+高架桥。在改扩建工程中，使用泡沫轻质土作为桥梁结构物台背回填，路基与桥梁承台过渡、软基处理等填料，共计使用约8500方，本次泡沫混凝土较早在浙江省应用于高速公路建设中。实践证明，采用泡沫轻质混凝土在高速公路施工拓宽路基、桥头台背回填及软土地基处理等施工中，安全、质量、进度、成本等方面均取得较好的效果，可大幅度地降低填土荷载，减小沉降及侧移，提高路堤整体稳定性。泡沫混凝土土施工过程老路边坡稳定，无坍塌、滑移等现象，桥头无不均匀沉降情况引起跳车；施工进度快，操作便捷，相对一般路基施工工期有明显减少；需投入劳动力人数较少，减少了征地拆迁量，材料利用率高，对周边环境无污染很小。
参考文献：
[1]盛斌，轻质泡沫土在高等级公路特殊路段中应用.公路与汽运，2004；
[2]曹正波、王晓明，轻质泡沫土在高速公路建设中应用.西南公路,2015；
论文作者:夏文
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/4
标签：泡沫论文; 混凝土论文; 轻质论文; 水泥浆论文; 路基论文; 发泡剂论文; 高速公路论文; 《防护工程》2018年第36期论文;