泡沫轻质混凝土在高速公路中的应用

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1相关理论基础概述

1.1泡沫轻质混凝土的定义

泡沫轻质混凝土是通过利用多种不同的材料混合制成。在制作泡沫轻质混凝土过程中，首先使用发泡设备，将发泡剂变为泡沫，然后在泡沫中加入适量的外加剂、水、水泥、掺合料，通过均匀搅拌，进而制作成料浆。当料浆完全硬化以后，会产生一种带有很多微孔、质量比较轻的土工材料。因为泡沫轻质混凝土具有多种优势特点，如较强的流动性与减震性，质量轻、较好的自凝性等，进而被广泛运用在减荷回填、路堤病害处理、路基拼宽等领域中。

1.2泡沫轻质混凝土的特性

1)整体性。水泥是泡沫轻质混凝土的固化剂，所以泡沫轻质混凝土与普通混凝土的初凝时间、终凝时间是相同的，泡沫轻质混凝土在完全硬化以后，具有非常好的自凝性。在工程施工现场，对泡沫轻质混凝土进行浇筑以后，能够与主体工程进行紧密结合。

2)轻质性。一般情况下，与普通混凝土的干密度相比，泡沫轻质混凝土的干密度约为其的1/5～1/8，约为300－1600kg/m3，所以使用泡沫轻质混凝土，有助于建筑结构荷载的显著下降，有效避免或者减小建筑物的不均匀沉降。

3)固后自凝性。在泡沫轻质混凝土中，主要使用的固化剂是水泥。在制备泡沫轻质混凝土过程中，在初凝阶段，水泥会出现固化自力的变化，当水泥完全固化以后，水泥不再会对挡土结构产生推挤力，可以进行垂直填筑，所以在进行减荷回填时，宜使用泡沫轻质混凝土。

4)施工便利性。通过使用专业泵送设备，泡沫轻质混凝土能够进行自动化作业，泵送设备的输送量约为400～500m3/d。对于泡沫轻质混凝土，能够对其进行远距离传输，其中垂直高度传输距离高达100m，水平传输距离高达500m。另外，泡沫轻质混凝土具有浇筑自流平、填充自密实的特点，在施工过程中，施工单位不需要进行其他相关的处理，有助于节省碾压、振捣时间，充分体现出泡沫混凝土具有显著的施工便利性。

1.3泡沫轻质混凝土生产质量的影响因素

对于泡沫轻质混凝土的生产质量来说，胶凝材料、搅拌设备、发泡设备、发泡液是主要影响因素。①发泡液，即水溶液和发泡剂在发泡设备作用下能够有效引入空气，进而能够产生很多泡沫群的一种混合物质，对于泡沫轻质混凝土来说，发泡液是影响其稳定性质量的重要影响因素，同时还在极大程度上影响着泡沫数量、稀释倍率与气泡群密度的稳定性;②发泡设备，发泡剂能够制成一群满足质量要求的气泡群，主要取决于发泡设备，气泡群的湿容重、适应性深受气泡群均匀性、气泡群密度、气泡群质量的影响;③搅拌设备，通过利用搅拌设备，能够有效搅拌混合气泡群与水泥基浆料，进而能够形成泡沫轻质混凝土，对于施工过程中泡沫轻质混凝土的均匀性与速度，在极大程度上取决于搅拌设备，同时搅拌设备也对气泡存留率、气泡群稳定性造成极大的影响;④胶凝材料，泡沫轻质混凝土的抗压强度主要取决于胶凝材料，与此同时，胶凝材料还与气泡群密度、气泡群掺量、气泡群质量、发泡剂性能、外加剂等之间存在极大的关系，并且对泡沫轻质混凝土的流动度、稳定性会产生极大的影响。其中，泡沫轻质混凝土的生产制备工艺流程，如图1所示。

2泡沫轻质混凝土填筑技术要点

1)根据施工工艺对施工材料性能的具体要求，将外加剂加入浆料中，控制外加剂添加量，可以调节浆体凝结的速度，有助于泡沫轻质混凝土微观结构的固化。

2)选用泡沫轻质混凝土填充专用设备，有助于填筑速度的提升。

3)为保证泡沫轻质混凝土的性能、具有良好的稳定性，泡沫轻质混凝土应选用能够有效提高泡沫轻质混凝土稳定性的发泡剂。

3泡沫轻质混凝土在高速公路路堤病害治理中的运用要点

某高速公路路堤病害治理工程，主要施工内容有:挖除原路堤填方;处理基地底层;浇筑回填泡沫混凝土。

3.1施工布署

由于本工程施工规模比较大、施工现场环境比较复杂，再加上本工程需要用到管道泵送水泥浆施工工艺，经过深入分析后，本工程拟在K0+150的西南侧修建泡沫混凝土搅拌站，然后利用管道泵送施工工艺，将泡沫混凝土运输到施工现场，进行分层浇筑施工。其中，本工程泡沫轻质混凝土制备站的管路、搅拌站的管路的设置方案为:搅拌站→施工便道→中转站→泡沫轻质混凝土制备站→泡沫轻质混凝土浇筑区，管路的泵送高度差约为16m，输送距离可达300m。

3.2搅拌站的设置

在搅拌站的邻近位置设置施工现场办公区，同时在搅拌站主搅拌设备中，搭设零星材料堆场、临时蓄水池。

3.3主体设备的装配

发泡混合输送站、智能化搅拌站是施工主体设备。在进行施工过程中，搅拌站不发生任何变化，当浇筑工区发生变化时，搅拌站前端应随之合理移动输送管。

4施工工艺流程

本工程的施工工艺流程如图2所示。

4.1施工前期准备

第一，在浇筑泡沫混凝土之前，应做好充分的排水准备工作，需要布设排水边沟，向排水边沟中排入积水;第二，在施工区域基底中存有积水、杂物，在进行施工之前，要彻底清理干净施工区域的基底;第三，在进行施工之前，为保证作业层的顺利进行，要对所有作业层隐蔽手续进行严格检验;第四，在进行施工之前，要有效调整施工方案与施工流程，制定相应科学合理的施工管控方案，确保所有施工作业的顺利进行。

4.2施工方法

1)泡沫轻质混凝土的生产工艺流程如图3所示。

2)根据规范要求，合理浇筑泡沫轻质混凝土，一定要严格控制分层浇筑厚度。

3)根据施工实际情况，灵活变换泡沫混凝土轻质填筑工作，例如，如果填筑面积偏大，在这种情况下，应选用分块施工方式，泡沫轻质混凝土在完成初凝以前，一定要分块进行操作。根据工程施工现场实际情况，有效结合泡沫轻质混凝土分层厚度与初凝时间，合理布设分块面积，对沉降缝的位置进行合理确定。

4)在浇筑泡沫轻质混凝土过程中，如果需要对浇筑管进行移动，需要沿着浇筑管布设方向进行后移，尽量不要对浇筑管进行左右方向移动，如果有必要对浇筑管进行左右移动，需要尽量从浇筑轻质土表面提离浇筑管，然后再进行左右移动。

5)在浇筑完成最后一层以后，施工单位需要利用土工布或者塑料薄膜来覆盖路床部位的泡沫混凝土，养护龄期至少7d。

6)在对泡沫轻质混凝土进行浇筑过程中，需要根据施工现场实际情况，选用合理的施工方法。

7)在铺设金属网时，搭设宽度至少要0.2m，利用钢丝绑扎搭接位置处，将其予以牢牢固定。

8)在对防渗土工膜进行铺设过程中，一定要保证防渗土工膜紧贴下承层，拼接位置处一定要牢固。选用热焊方式来搭接防渗土工膜。

9)泡沫混凝土路基施工结束以后，当最后一层浇筑层的强度高于设计强度时，才可以对路面结构层进行施工。

5实践效果分析

5.1荷载较低

泡沫轻质混凝土的质量比较轻，容重约为0.3～0.4g/cm3，仅为常规填土重量的1/5。通过运用泡沫轻质混凝土，能够显著减小回填材料的荷载，有助于软基附加应力的减小，同时能够对软基的侧移、沉降起到有效抑制的作用，促使路堤变得更加稳定。

5.2施工便利

选用泡沫轻质混凝土时，不需要配置大型机械设备，只需要使用机械高压泵送施工，有助于人力、物力的节约;主要选用液态自流平方式来浇筑泡沫轻质混凝土，因为该材料具有较好的自密实性与自硬化特性，所以不需要进行机械摊铺、碾压;主要选用管路泵送方式，浇筑点与搅拌点呈分离状态，对作业面并未提出较高的要求，在狭小空间也可以进行浇筑施工;在施工过程中，不会出现噪音污染、扬尘等。

6泡沫混凝土在施工过程中的监理控制措施

6.1施工前期准备阶段

在施工前期准备阶段中需要对施工内容加以确定，详细了解与掌握材料的具体要求，确保水泥品种满足施工要求，选用合理的水泥品种。在对外加剂进行选择过程中，需要对泡沫混凝土的各性能指标进行全面考虑，如气泡稳定性、抗压强度、流动性等，根据施工要求，选取相应合理的外加剂。

6.2施工阶段

在施工阶段中，需要将桥头路段基底中的全部杂物进行彻底清理，对路基基底区域中的土体进行有效整平，挖好所有台阶，以有效结合泡沫混凝土与地基层，有助于桥头路段使用寿命的延长。在制作施工材料过程中，要严格根据混合料配合比来制备混合料，并且要对水灰比进行严格控制。

7结语

泡沫轻质混凝土是一种新型的施工材料，因为泡沫轻质混凝土具有多种优势特点，如强度高、密度小、施工速度快、施工便利、有效节约工后维修成本等，所以被广泛应用于多种不同基础建设领域中。本文对泡沫轻质混凝土在高速公路路堤病害治理中的运用进行了深入研究，以期对高速公路路堤病害的治理起到一定的借鉴作用。

参考文献:

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作者:田涛 单位:忻州北高速公路管理有限公司