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摘要：泡沫轻质土是一种新型轻质环保材料，在国外已有几十年的应用历史。泡沫轻质土具有轻质高强、保温隔热、隔声以及冲击能量吸收性能好等优良特性，有效解决软基路堤的桥头跳车、道路拓宽以及高寒地区路堤隔热保温等问题。文章结合具体工程实践，研究泡沫轻质混凝土在高速环道路基的应用，总结了其技术要点和工艺流程，提出了泡沫轻质土在应用中存在的问题，并在此基础上评价和展望了该技术的发展前景。
关键词：泡沫轻质土；高速环道；路堤；三维曲面
泡沫轻质土在我国道路建设及土建楼房隔热层中得到越来越多的应用，但极少出现投入到试车场高环跑道中不规则大型三维曲面路基的施工。本施工技术系统总结了泡沫轻质混凝土跑道路基的施工工艺及在施工过程中的关键技术，为日后试车场的泡沫轻质土高环路基施工提供指导。
一、工艺概述
本施工技术的施工流程图：
二、施工步骤及技术方案
1、配合比设计
原材料的质量是泡沫轻质土质量好坏的关键，所以要严格控制泡沫轻质土的固化剂、水和起泡剂的质量。
固化剂主要是水泥和必要的添加剂，无论采用哪种等级的水泥，都要严格检查其质量：能达到所要求的等级、不过期、不受潮等。
水可以采用一般工程用水，参照普通混凝土用水标准。不能采用对泡沫轻质土的强度和耐久性有影响的含有垃圾和油污的水。
起泡剂是泡沫轻质土的技术关键，无论采用界面活性类、蛋白类或树脂类的哪一种，但都要保证发泡质量，即气泡在泡沫轻质土中要分布均匀，具有稳定性。能确保泡沫轻质土的流动性和轻质性。
和普通混凝土一样，泡沫轻质土在搅拌时的质量管理要求最高。因为搅拌时的质量管理中要确保泡沫轻质土的流动性，所以投料要准确，必须按照湿密度、空气量、流动值的标准要求进行控制。
泡沫轻质土的配合比是指其中可选组分集料、掺合剂、外加剂，胶凝材料，水，气泡所占的比例，根据设计要求的强度、湿润容重、流动性等要求进行选择，首先应该参考已有的配合比，然后根据现场所用的材料通过试验确定现场所用的配合比。
2、泡沫轻质土的制作工艺
气泡的发生方式一般有以下几种：后形成方式、混合形成方式以及预先形成方式等，本工程是采用预先形成方式进行施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过稀释液与压缩空气混合后在发泡装置中形成气泡群，气泡群与水泥浆经过机械的充分混合搅拌后，形成了泡沫轻质土，具体的泡沫轻质土制作工艺流程如下图所示：
3、泡沫轻质土的输送
泡沫轻质土中的气泡在泵送的工程中消解是极少的。但是如果采用预拌混凝土车和翻斗车进行输送的话，由于振动使得气泡消解，气泡含量将发生变化，导致其流动性减低，流值减少。因此在条件允许的情况下，应尽量采用泵送的方式进行输送。本工程中的泡沫轻质土输送是采用软管进行泵送的方式进行输送。
根据泡沫轻质土的配合比，在确保不离析和气泡的稳定性的前提下，泡沫轻质土的最大泵送距离是500米，因此为了确保泡沫轻质土的稳定性，施工时要把输送距离控制在500米以内。通过研究，保证泡沫轻质土在输送过程中保持质量稳定的最大运输距离，会随着泡沫轻质土的配合比有所变化，其输送标准距离可参照下表。
可选组分集料与水泥的比例（%）泵送距离（m）
0～1500
2～3300~400
4～5100~200
4、三维空间曲面模板的制作
本工程高速环道弯曲段的路面结构为“盆腔式”三维空间曲面，为了保证高速环道弯曲段的三维空间曲面路基成型，需要采用曲面模板才能保证路基的成型。
由于泡沫轻质土的现浇施工采用分层浇筑施工，每层的厚度为50cm，因此高速环道弯曲段和缓和曲线段的三维空间曲面的模板同样也是按照50cm为一段进行制作。模板采用12mm厚的可弯曲竹胶合模板按照各段曲面的形式制作，组合模板的骨架采用3×5cm的木枋，间距为20cm，纵向设置。组合模板竖向也采用3×5cm的木枋进行支撑，间距为50cm，具体详见下图。
出于高速环道弯曲段曲面的完整性考虑，模板的安装主要采用内支撑，待泡沫轻质土浇筑完成之后直接切除模板与支撑之间的连接，支撑则永久留在泡沫轻质土内。
5、泡沫轻质土分层浇筑施工工艺
气泡混合轻质土中的气泡要保持其独立细微而分布均匀的特性，因此在施工过程中应该避免过度震荡导致气泡的损耗过多。为了把气泡消解和离析现象控制到最小的程度，浇筑泡沫轻质土的时候要从软管的前端浇筑，且出料口要埋入泡沫轻质土中。另外，由于气泡遇雨会大幅消解，因此，应该尽量避免雨天施工。
泡沫轻质土由于其自身重量的影响，会产生压缩气泡和消解气泡的现象，因此，浇筑后的泡沫轻质土有时候会发生沉降和湿密度增加的情况。由于这种气泡的消解和压缩是随着泡沫轻质土浇筑厚度的增加而增加，因此每层泡沫轻质土的浇筑厚度不能太大，但是也不能太薄，以避免在施工过程中由于临空面过大而造成气泡损失过多，因此泡沫轻质土的每层浇筑厚度宜控制在0.25m~1m的范围。
泡沫轻质土施工高速环道弯曲段整体路基工程属于大体积泡沫轻质土工程。因此在施工泡沫轻质土整体路基时，为了避免泡沫轻质土产生水化热，进而导致泡沫轻质土路基出现裂缝，除了采用必要的养护措施之外，还须采用分层浇筑施工的方法。
本工程中泡沫轻质土的竖向采用每50cm一层的厚度进行浇筑，有利于大体积泡沫轻质土的水化热的控制，路基纵向则采用50米一个断面进行浇筑施工，浇筑泡沫轻质土的施工缝在竖向错开，错开的距离为5米。以保证泡沫轻质土的施工缝不在一个断面上，保证泡沫轻质土的整体性。
6、泡沫轻质土的养护
浇筑泡沫轻质土时，不强调每浇筑一层都采取特别保护措施，但是浇筑完成之后为了防止急速干燥导致的裂缝，固化后需要加盖土工布等进行保护。此外如果施工中遇雨，对固化前的泡沫轻质土要进行遮盖，避免淋雨。
三、结束语
通过本项目对泡沫轻质土工程施工工艺、泡沫轻质土强度和三维空间曲面模板的施工工艺的研究，可以进一步将泡沫轻质土相关施工工艺推广应用到高速公路的软土路基施工、道路扩建和路基加宽的工程、桥背回填和隧道顶减载换填工程等。
论文作者:姚欣灿
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/18
标签：轻质论文; 泡沫论文; 气泡论文; 环道论文; 曲面论文; 路基论文; 模板论文; 《防护工程》2019年11期论文;