1、泡沫混凝土在高速公路中的應用研究摘要：泡沫混凝土是一種應用在高速公路軟基處理或橋梁與引橋間軟連接的新型填筑材料，具有施工簡便、填筑速度快、密度低、工后沉降小、可治理橋頭跳車病害、減少工后維修費用等優(yōu)點。本文通過探討泡沫混凝土組成材料對其性能的影響，總結了在實際工程中所采用的施工工藝與施工方法，為將來大量推廣應用泡沫混凝土填筑技術提供了寶貴經驗。關鍵詞：泡沫混凝土；軟基處理；質量控制引言泡沫混凝土是近幾年發(fā)展起來的一種新型填筑材料，是目前廣泛應用在高速公路軟基處理或橋梁與引橋間軟連接填筑的組成材料。泡沫混凝土是利用物理方法制備泡沫，再將泡沫加入到膠凝材料(水泥、粉煤灰或礦渣粉)體系中，在較大水膠

2、比條件下，經攪拌、澆注成型、養(yǎng)護而成的多孔輕質材料。它具有輕質高強、節(jié)能利廢、保溫隔聲、防火性能好等特性，以前大量應用于墻體材料或保溫材料領域中，應用在高速公路領域中是近幾年的事情。泡沫混凝土可以降低地基應力，減小地基差異沉降，吸收路面沖擊能量，從而有效解決軟基路堤的橋頭跳車、道路拓寬以及高寒地區(qū)路堤保溫等問題，增大道路工程的穩(wěn)定與安全系數，同時還可以降低工程造價，減少維修費用，提升社會效益。然而，在實際工程應用中，影響泡沫混凝土穩(wěn)定性的因素很多，如泡沫劑的選擇、成泡方法、形成泡孔均一的添加劑、原材料選擇、配合比設計等，都會影響泡沫混凝土的新拌和硬化性能，研究這些性能無疑有利于泡沫混凝土在高速

3、公路領域中的應用。2高速公路軟路基處理或軟連接填筑方案比較在高速公路軟路基處理或橋梁主橋與引橋間軟連接的填筑材料中，過去往往采用碎石土、石渣土或灰土等低壓縮性土進行填筑，采用這一方案的優(yōu)點是：原材料可就近取材、填筑成本低；如采用大型新裝裝卸機械作業(yè)，施工較快。但該方案的缺點也突出，如：每層填筑0.2-0.5m后，需碾壓、夯實，密實度達到與底部相同后，才能進行下一層填筑；填筑工期較長；填筑完成后對基礎荷載達150-165kN/m2，工后填筑沉降不可避免；土體含水率較大，有時碾壓和夯實無法達到設計要求；路面結構層必須在填筑體沉降基本穩(wěn)定后進行，難以保證工期。目前，大多數工程采用泡沫混凝土填筑方案。

4、該方案現場可采用機械泵送、澆筑的方式，配合快速施工法進行泡沫混凝土填筑，輔助模板，每層澆筑高度0.8m，間隔12h，待泡沫混凝土具有初始強度后再進行下層澆筑，工期較第一方案縮短3-5天。填筑施工時對基礎的荷載只有50-54kN/m2，后期沉降極小，可防止橋頭跳車現象，有效減少后期維修費用；除此之外，采用該方案還具有施工作業(yè)面積小、不占用其他施工設備，不影響其他區(qū)段施工；施工受天氣影響小，填筑自密實，施工速度快，保證工期等優(yōu)點。缺點是前期填筑成本相對較高。通過以上的比較，可以清楚地認識到采用泡沫混凝土填筑方案，不僅可保證施工工期，而且更重要的是能保證施工質量，減少后期的維修費用。3.組成材料對泡

5、沫混凝土性能的影響泡沫混凝土用的膠凝材料一般都采用普通硅酸鹽水泥，但為了提高凝結時間和改善泡沫混凝土的早期強度，在泡沫混凝土中還使用快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥或者硫鋁酸鹽水泥。為了節(jié)約成本，增強拌合物的粘聚性，降低水化熱，增強后期強度，泡沫混凝土中往往還添加粉煤灰或者礦渣粉，拌合物中粉煤灰(II級)的用量可以占到30-70%，礦渣粉(S95)可以占到30-80%。泡沫混凝土的需水量取決于膠凝材料的組成、質量和摻入量的大小。泡沫混凝土的用水量較低，容易導致料漿粘稠，泡沫容易破裂；而泡沫混凝土的用水量較高，則料漿容易稀疏，不能保留氣泡，導致泡沫從料漿中分離，致使料漿離析。從我們使用的泡沫混凝土來看，

6、水膠比通常控制在0.6-1.30。為了改善泡沫混凝土的性能，有時在泡沫混凝土體系中也摻入適量的高效減水劑，但是要注意的是，所用的高效減水劑要與泡沫性能相適應，否則會引起泡沫的不穩(wěn)定，從而反而影響泡沫混凝土的性能。泡沫性能直接影響混凝土的性能。首先必須經過試驗確定泡沫水溶液的實測密度及泡沫的稀釋（發(fā)泡）倍數（根據JG/T266-2011附錄A進行試驗），然后根據一定的公式計算所需粉料、水及泡沫劑的用量。泡沫的制備有物理發(fā)泡和化學發(fā)泡兩種方法。物理發(fā)泡是通過機械手段，先將混合材與預拌水拌合成料漿，再與預制好的泡沫進行充分混合；化學發(fā)泡是將表面活性劑作為混合料的組分，與混合料一起攪拌，泡沫在攪拌過程

7、中產生。制成的泡沫必須穩(wěn)固以抵抗料漿的擠壓，以便使水泥料漿達到初凝時泡沫不破裂，在泡孔周圍形成具有一定強度的膠凝材料泡壁。物理發(fā)泡制得的泡沫既可以是濕的泡沫也可以是干的泡沫，濕的泡沫是將泡沫劑水溶液通過2-5mm細孔噴射形成泡沫，泡沫不穩(wěn)定。干的泡沫是通過空氣壓縮機將泡沫溶液進行空壓輸出形成泡沫，泡沫非常穩(wěn)定并且其直徑1mm，這種泡沫更容易與膠凝材料相混合形成容易泵送的泡沫混凝土。在泡沫混凝土體系中摻入適量聚合物纖維，可增加泡沫混凝土的抗剪切能力，也可以減輕泡沫混凝土的脆性。實驗表明，在泡沫混凝土中添加長度為12mm的聚丙烯纖維，摻量為1-2kg/m3，混凝土的抗切能力提高15%以上。因此，在

8、泡沫混凝土的材料組成中，可考慮添加適量的聚合物纖維。4.泡沫混凝土的施工工藝和施工方法4.1泡沫混凝土的施工工藝流程泡沫混凝土的施工工藝流程大致可分為：路基測量 路基挖鑿預制擋板泡沫混凝土制作 安裝鋼筋網片第一層泡沫混凝土澆筑養(yǎng)護第二層泡沫混凝土澆筑的準備工作。其實，泡沫混凝土的施工工藝并不復雜，擋板制作也較混凝土模板省事得多；由于泡沫混凝土是自密實，省去了振搗工藝過程。但要注意的是，因為泡沫混凝土強度不高，在第二層或以上澆筑時，不能在泡沫混凝土表面隨意踐踏，只有等待第一層泡沫混凝土凝結后，才能開始第二層泡沫混凝土澆筑的前期準備工作，同時作好養(yǎng)護工作。4.2泡沫混凝土的施工方法經測量后，首先就

9、要進行路基的開挖。在對軟土地區(qū)的高速公路路基進行處理的過程中，應將泡沫混凝土的臺階位置一次性的全部挖出，而通常下臺階的調試是要小于1m的，上臺階的高度則是要控制在2m以內的范圍，邊坡開挖2m也是相對比較穩(wěn)定的。其次是擋板的預制，主要包括模板基礎、拉筋以及角鋼固定等內容。第三是泡沫混凝土的制作。這道工序是在實驗室反復試驗基礎上確定的，與普通混凝土配合比設計類似，除了泡沫混凝土抗壓強度要滿足施工要求外，還要滿足容重要求以及新拌泡沫混凝土流動性要求。泡沫混凝土的制件方式主要有車載式和固定式兩種，對于常見的軟路基處理，建議選擇車載式的方式，因為這種方式更加有利于氣泡混合輕質土的短平快作業(yè)和分散作業(yè)。最后進行泡沫混凝土的澆筑與養(yǎng)護，在最后這道工序中，同時還要進行鋼筋網片的布置與安裝。5.結束語泡沫混凝土是近幾年來應用在高速公路軟基處理或橋梁與引橋間軟連接填筑的組成材料，具有施工簡便、填筑速度快、節(jié)約工期、密度低、強度高、填筑密實、工后沉降小、可治理橋頭跳車病害、減少工后維修費用等優(yōu)點，決定了泡沫混凝土在軟基處理或橋梁與引橋間軟連接工程中的應用優(yōu)勢，預示著泡沫混凝土填充技術在國內外路橋工程建設中將發(fā)揮更重要的作用。參考文獻郭向勇，郭建立.泡沫混凝土性能研究進展.研究探索，2013.4