1.5版泡沫轻质土在公路工程中的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇1.5版泡沫轻质土在公路工程中的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本文着重介绍了泡沫轻质土的特性及其形成原理，并结合工程实例从施工工艺、配合比参数等方面介绍了泡沫轻质土在公路工程中的施工技术，以期为类似工程的施工提供参考和借鉴。

关键词：泡沫轻质土 形成原理及特性施工方法及工艺

中图分类号：TU 文献标识码：A

1前言

泡沫轻质土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土环保材料，在国外已有几十年的应用历史。我国于2002年引进并发展了泡沫轻质土技术，2008年11月，在平博士主导下，以广州大学、华鑫博越国际土木建筑工程技术(北京)有限公司为主编，完成了中国工程建设标准化协会标准《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249：2008），并于2009年3月出版、实施。目前，该技术在北京、天津、广东、河北等重点工程中得到成功运用。

2泡沫轻质土的形成原理及特性

2.1泡沫轻质土定义

泡沫轻质土（又称泡沫轻质混凝土）是用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与（必须组分）水泥基胶凝材料、水及（可选组分）集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。

2.2 固化材料

固化材料可以分为主剂和辅剂两种，主剂主要是起固结、加强土体骨架的作用，而辅剂是以催化、早凝为目的的固化材料；主剂以水泥类为主，加入土中后与水发生水化作用产生Ca (OH) 2 产物，Ca (OH) 2 与粘土颗粒发生离子交换形成固化物，达到加固土体骨架的作用；辅剂是指石膏粉、硅粉等辅助材料，加入这些材料的目的在于减少主剂的用量，达到降低造价的目的。

2.3基料、外加剂

泡沫轻质土中的可选组分，根据工程的需要决定是否掺加。基料即原料土的要求：为了达到与固化剂及气泡的充分混合，并确保泡沫轻质土的流动性，原料土的直径宜小于5 mm，对于不满足要求的原料土，应先期进行解泥及必要的筛分处理。外加剂和混凝土外加剂类似。

2.4 泡沫的形成

泡沫是由细小空气泡组成的分散体系，气泡之间有细微的液体薄膜隔开。

由于液体的表面张力，液体表面有自动缩小的趋势，因而纯静液体经搅动后并不能产生大量泡沫。在纯静液体中，两个气泡相碰就会毫无阻碍地结合在一起，最后气泡全部破裂。但如果在液体中溶解一种能降低气 - 液界面张力的物质，使形成在组成上与其他液体有区别的，且有一定机械强度的临界层，那么在两个气泡相碰时，这种临界层便可作为“缓冲层”防止气泡破裂，泡沫济液体在强大的高压空气的吹动下，形成大量的表面涨力极强的一个个的气泡。

2.5 泡沫轻质土结构

将已制得的泡沫加入到由水泥、水等组成的料浆中均匀搅拌后即成为泡沫砼混合料，泡沫的气泡就变为互相隔开的气泡。气泡的壁体是泡沫料浆的微粒和水构成，它在毛细管作用下多少要产生变形而变成多面体。混合料中的细孔分布得愈均匀、尺寸愈小，则泡沫砼强度愈高。

2.6泡沫轻质土特性

1) 轻质性

泡沫轻质土内含有大量的微小气泡群，其容重可通过调整土体中的气泡和固化剂的含量，可以按照需要使其容重在5～16kN/ m3 内进行必要的调整。

2) 强度的可调节性

和容重的可调节性原理一样，通过改变各种成分的配合比，泡沫轻质土的强度可以在300～1 500kN/ m2 的范围内进行调整。

3) 高流动性

泡沫轻质土具有良好的流动性，通过管道泵送，其最大输送距离可达500 m以上，最大泵送高度可达30 m。

4) 固化后的自立性

由于使用水泥作为固化剂，通常在浇筑5 h 后就会开始固化，且固化后可以自立，可进行垂直填土，且对挡土结构物几乎没有推挤力。

5) 良好的施工性

由于其具有良好的流动性和固化后的自立性，且不需振捣和碾压作业，可进行远距离或在小空间内施工。此外，泡沫轻质土中混有大量的气泡群，成品的体积可达到材料体积的3倍以上。

6) 耐久性

属水泥类材料，与高分子材料相比，其耐久性、耐热及抗油污能力强，具有水泥材料同等的耐久性。

7) 隔热性

泡沫轻质土中含有大量的气泡，具有良好的隔热性。

3泡沫轻质土施工

某市轻纺大道旧路修建于2003年，为双向四车道。2011年进行改扩建，拓宽为双向六车道。由于旧路经长时间通车，沉降基础稳定，控制新、旧路基沉降差是该工程的关键技术。建设单位组织次专家进行论证后，决定对路基两侧加宽段及结构物两侧回填采用泡沫轻质土回填处理。

3.1施工准备

1）拌合站场地建设

a、按照设备的尺寸及布置图，对主机、泵、发泡装置等关键设备的摆放场地，采用C20混凝土进行硬化处理。设置排水沟，保证整个场地的水平，并排水顺畅；

b、用红砖砌筑20m3蓄水池和两级排污沉淀池；

c、根据设备的生产用水和功率等要求，计算好水管的大小和电缆的规格，安装水电等设施，供水能力在20吨/小时以上，电的安装功率为120KW。

2）设备配置

泡沫轻质土施工设备选用华鑫博越国际土木建筑工程技术(北京)有限公司的“泡沫轻质土制备输送站”，产能高达60~90m3/h，整个输送站最大可实现120~180m3/h的施工能力。主要机具设备如下表：

3）施工场地准备

a、打坝、排水、清淤进行台背泡沫轻质土路基基槽的整平碾压施工，做好防、排水工程等施工准备工作。基槽开挖边坡坡比除设计明确规定的外，其余坡比应控制在1:0.8～1:1范围内。

b、填筑50cm山皮土，整平碾压完铺设防渗土工膜。

C、施工保护面板使泡沫土施工区域形成封闭的浇筑区域。

D、施工前，应清除浇筑区基底杂物，尤其应排清基底的积水；当在地下水位以下浇筑时，应有降水措施，严禁在基底有水的状态下浇筑施工。

3.2配合比设计

本项目工程设计要求湿容重≤6.0kN/m3；200mm≥流动值≥160mm；泡沫标准密度50kg/m3。消泡试验泡沫轻质土湿密度增加率不超过10%。

配合比强度试验试块采用10cm×10cm×10cm立方体试块。抗压强度试验方法同普通混凝土强度试验方法，但要求压力机采用小量程砂浆压力机进行抗压试验，且强度结果不做尺寸折减。28天龄期抗压强度等级0.8MPa。

泡沫轻质土试配强度应满足下式要求：

qu≥1.05qc

试中qu――泡沫轻质土试配强度（MPa）

qc――泡沫轻质土试配强度（MPa）

试配试验时，经湿密度、流值和消泡试验符合要求后，再制取试件进行养护做抗压试验。当消泡试验确定的湿密度增加率无法满足要求时，应调整发泡剂的稀释倍数或种类，或调整配合比组成材料的种类和用量，重新进度试配试验。经试配，选定本工程施工配合比，如下表：

3.3施工工艺及方法

泡沫轻质土的生产流程：泡沫的生成水泥浆或水泥砂浆的制备泡沫轻质土的生成即泡沫与水泥(砂)浆的混合。

泡沫轻质土的现场施工流程：基层清理 按设计要求支好模板 浇水湿润 泡沫砼浇筑 养护 检验和成品保护

1）模板

施工时，为了防止泡沫轻质土的溢出，施工中模板之间，模板与地基之间的间隙应尽量消除填塞密实，必要部位采用防水土工膜进行封堵。

2）输送

泡沫轻质土在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。但如果使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，湿润度、空气含量将发生变化，流动性也降低。因此，针对本工程的特点，采用移站施工，管道进行泵送。

3）浇筑

泡沫轻质土中气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。为减少气泡的消解及材料分离现象，施工过程中要避免过度振动，并且要控制好浇筑厚度宜为0.6m每层。这是考虑消泡的影响：一次浇筑太厚自重压力增大会使气泡消泡过多，太薄则增加浇筑的临空面消泡损失率加大，二者对气泡轻质土的轻质性有一定影响。

4）养护

泡沫轻质土浇筑完成后为了防止由于急速干燥而产生裂缝，固化后需要在表面覆盖塑料薄膜进行保湿养护。

4结语

泡沫轻质土作为一种新型路基材料，浇筑施工点所占空间极小，容重小，施工速度快、不需机械碾压或振捣等优势，在道路加宽、桥台后填土、软基路堤等得到推广应用。但是，施工造价为灰土施工造价的4倍以上，高昂的施工造价使该技术推广受到一定限制。

参考文献:

【1】《现浇泡沫轻质土技术规程》（CECS 249：2008）

【2】平等，轻质土的关键技术开发及其施工工艺的研究[ R]，交通部联合攻关重点课题，2003。

【3】平, 王树林《气泡混合轻质土及其应用综述》，中外公路，2003。