泡沫混凝土在高速公路路基、路堤、桥涵台背及隧道减荷中的回填应用

泡沫混凝土在高速公路桥涵台背、路堤、路基及地铁隧道减荷中的应用泡沫混凝土具有轻质高强、节能利废、保温隔热、隔声以及冲击能量吸收性能好等优良特性，可用于高等级公路、地铁等基础设施建设，降低高填方段、地铁隧道、地下连续通道等的回填荷载。这种新型材料的应用，可以降低地基应力，减小地基差异沉降，吸收路面冲击能量，从而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，增大道路工程的稳定与安全系数。同时还可以降低工程造价，减少维修费用，提升社会效益。本文主要介绍了泡沫混凝土的物理力学性能特点、材料组成及生产工艺，对泡沫混凝土的发展做了综述，通过国内外应用实例，总结了泡沫混凝土在道路工程中的应用现状，提出了泡沫混凝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。随着我国墙体材料改革与建筑节能政策的推行,节能型建筑材料的开发和应用受到广泛的重视,国内大力发展轻质、高强、节能、利废、保温隔热等新型材料,对泡沫混凝土也进行了深入的研究和开发。作为具备以上性能要求的一种新型材料，泡沫混凝土在框架填充墙、管道保温、屋面保温等工程中受到广泛的重视。此外，现浇泡沫混凝土在高等级公路、地铁等基础设施建设等方面的应用也在不断发展。 近年来，泡沫混凝土以其良好的特性不仅在建筑工程（泡沫混凝土补偿地基,泡沫混凝土砌块墙体与墙板楼屋面轻质回填、管线回填,屋面保温等）中的应用领域不断扩大,而且在高等级公路、地铁等基础设施建设（如桥涵台背回填、道路加宽、减荷换填、解决高等级公路软基路堤的桥头跳车等）中也取得了一些应用成果。主要应用有：1泡沫混凝土在公路拓宽中的应用日本东名高速公路和京叶公路拓宽工程中遇到了以下问题:公路靠近民房和街道,施工场地狭窄,交通量大,施工和材料的运输都很困难，只能在现有场地条件下拓宽,不能增加用地面积;拓宽时引起的地基变形对原有道路和临近建筑物的影响尽可能小。东名公路扩建工程宽度为12m,高度为3m,延长为12m;京叶扩建工程宽度为5～20m,高度为4m,延长为450m。根据以上情况采用泡沫轻质材料进行处理，由于这种材料的轻质性以及自立性,可解决所遇到的上述道路拓宽问题,且施工简便,节省投资。2泡沫混凝土在回填灌浆中的应用据介绍泡沫混凝土在山西引黄工程连结段穿管回填灌浆中的试验研究及现场施工情况来看，采用的泡沫混凝土的密度等级为1200kg/m3，并采用普通混凝土生产和泵送设备，一次回填泡沫混凝土220m3，泵送距离250m，回填长度40m。检验结果表明，泡沫混凝土基本填满了整个洞穿管与遂洞间的空隙。抗压强度达2.0MPa，满足设计要求。与普通混凝土相比，采用泡沫混凝土回填灌浆具有施工 简便、回填速度快、回填充实度高、管道上浮力小、综合成本低等特点。3泡沫混凝土在地铁隧道减荷中的应用广州新光快速路在番禺区部分路段与广州地铁三号线重叠。由于地铁建设先行，为确保地铁隧道结构的安全，要求重叠区新光快速路路堤荷载不超过60kPa，如不做任何处理，实际路堤部分路段荷载将达90kPa以上。为满足荷载要求，需要对路堤进行减荷处理；设计上则采用了现浇泡沫混凝土路堤。现浇泡沫混凝土目前在高速公路加宽扩建工程中已逐步推广应用，但应用于广州地铁三号线与快速路的重叠区尚属首次，该工程用现浇泡沫混凝土对路堤进行了减荷处理，抽芯试验结果表明，现浇泡沫混凝土在地铁隧道减荷是完全可行的。4泡沫混凝土在隧道衬砌中的应用铁峰山2号隧道工程中在膏盐段为了抵抗膏盐吸水膨胀后产生的膨胀压力，要求在隧道初衬与二次衬砌间设置一层泡沫混凝土。根据隧道围岩的地质状况,由于主要为白云岩、膏岩互层,膨胀压力不大,加之要求施工过程中严格防水,所以要求的泡沫混凝土应具有一定的性能指标：抗压强度为0.4～0.7MPa,孔隙率68%,堆密度800kg/m3。5泡沫混凝土在解决软基路堤的桥头跳车中的应用广东中江高速公路中山新隆至港口段位于珠江三角洲河网区，地基的含水量大，压缩性高、强度低、渗透性差，属于超软弱地基。中江高速公路港口匝道桥桥台处填土沉降量过大远达不到沉降稳定标准，而通过采用泡沫水泥轻质土作为桥台一侧的回填土，可以大大减 轻对软基的荷载，从而使得路基的工后沉降量大大减少，能有效的解决因桥基间差异沉降等引起的桥头跳车问题。6泡沫混凝土在地下连续通道减荷回填中的应用北京市成府路是贯穿奥林匹克公园东西向的一条重要道路。成府路桩号2+160～2+508,长度348m范围内采用明挖施工,平均挖深为12.2m,结构复杂,且位于国家中心体育场(鸟巢)段开口宽度大(最大横向净宽约24.5m),覆土深(部分通道覆土在6m以上),上有挡墙、消防车道等设施。为保证成府路地下通道段结构安全,在国家体育场成府路大市政红线范围内作用于隧道顶板的设计荷载不大于80kPa(即约相当于4m覆土厚度的荷载)。根据工程结构特点及荷载要求,设计单位曾组织专家对各种轻型材料如EPS、轻质粉煤灰、陶粒混凝土等进行了多次方案优化比选论证,在满足设计各项指标的前提下,对其经济性、环保性、施工性等进行了综合评估,最终选用了泡沫混凝土进行减荷回填。泡沫混凝土有一定的吸水性,胶凝材料采用快硬水泥时,可大幅度地降低其吸水率,提高泡沫混凝土在工程中的减荷效果。