公路、隧道工程泡沫混凝土的應用

泡沫混凝土是近年來新出現的建筑工程材料，被大量應用在公路建設過程中。該種材料不僅具有良好的隔熱保溫性能，同時還具備材料輕、抗震性能好等優勢，在進行高填方施工時，具有絕對的優勢。由于其良好的綜合性能，以及能大大地起到緩解地基壓力的作用，有效降低地基差異性沉降，更好的緩解來自于公路表面的沖擊力。因而，在公路軟路基施工、擴寬以及高寒地區應用最為廣泛

一、泡沫混凝土的概念及其基本性能

泡沫混凝土形成的關鍵設備是發泡系統，用機械的方式將發泡與水泥砂漿均勻拌和，再使用發泡機泵，將所有材料輸送至現場進行澆筑，或使用成型工具進行成型處理，然后經過自然環境的養護，形成具有較多封閉氣孔的輕質保溫性材料。通過與傳統水泥的比較，泡沫混凝土的綜合性能較為突出，具有不少優點和良好性能。

1.成本較低。從材料的成本與使用量來看，泡沫混泥土在施工過程中，能更好的符合工程質量要求，并且還能根據成型模具的形狀制作各種施工用材，該技術技術較成熟，能夠完全進行自動化生產和施工，且能有效的節約能源以及人力、物力;從施工成本來看，其成本非常低，200～300kg/m3的平均成本在100元左右，所以，受到廣大施工單位的青睞[2]。

2. 具有良好的保溫、隔熱效果。其整體性能指標非常好，比其他混凝土的質量都輕，密度也比較小，施工中可以與其他混凝土進行互換;同時，泡沫混凝土的隔熱性能非常好，密度等級在300～1200kg/m3，導熱系數為0.08～0.2W/(m•K)，約比普通混凝土高10～20倍，因此，具有非常良好的節能性能[3]。另外，此種材料具有非常好的耐火性能，且其性質屬于無機材料，使用年限非常長，可以提高工程的整體保溫能力。

3. 具備良好的抗震性。無論是從結構還是受力變化而言，該種材料的負荷能力非常強，對路基的沖擊力比較大，由于泡沫混凝土是一種軟性材料，所以其承受能力比較強，能夠承受較多來自地面的沖擊力。

4.制作過程節能環保。泡沫混凝土制作過程主要應用的是發泡劑和水泥，大大地減少水泥使用量，發泡劑不含對環境有害的物質，所以對環境的影響非常小，經濟效益和環保效益都能實現。

二、泡沬混凝土的質量控制

1.原材料質量控制

在公路施工過程中，必須對原材料采取嚴格控制，不但要保證水泥材料與外添加劑產品符合施工要求，同時原材料還必須滿足泡沫混泥土的流動性、抗壓強度、穩定性等特點。

2.發泡劑的性能要求

在施工過程中，泡沫混泥土產生的氣泡必須均勻、細密，發泡率需要20倍以上，稀釋率需要滿足40倍以上，同時，必須控制產生的氣泡不能相通，要具備獨立性。

3.施工工藝的控制

在建模階段，如果泡沫混泥土模板出現水平差或傾斜度，需要對其進行調整，要保證其水平率能夠滿足設計標準，保證模板工程具備平整性、穩定性。

4.注重澆筑養護

在泡沫混泥土澆筑的過程中，需控制出料口與澆筑面的平衡性;施工過程中混泥土在初凝之前，需要完成澆筑施工，在該階段的澆筑層終凝后，方可進行下層澆筑;在頂層澆筑施工完畢后，需要采用養生塑料膜進行覆蓋養生，養生時間5h左右;如果在澆筑過程中遇到雷雨天氣，需要采取避雨措施，保證混凝土不受到雨水的影響。

三、泡沫混凝土的應用研究

公路拓寬中的應用

公路工程改造的工程量較大，尤其是在一些居民數量龐大的城市中，由于其整個施工路段空間狹小，周邊行駛車輛以及行人非常多，對整個施工區域的機械使用情況以及材料運輸都有較高的要求。如果要想實現公路施工中最小變形量，必須要從施工技術以及材料入手進行分析，將各個環節有效進行銜接。由于泡沫混凝土具有非常好的自立性，在固化完成后，便可以直接用于現場澆筑施工，其臨空測壓為零，因此其在公路擴寬工程中有著非常重要的作用。

公路施工過程中，在對路基、路堤以及擋土進行施工，這些結構都對臨空測壓有著非常高的要求，而泡沫混凝土的主要優勢在于能夠防止，由于公路路基變形而造成的沖擊力較大的情況，與此同時，對公路周邊建筑物造成最小的沖擊。

比如，某道路進行施工時，擴寬寬度為10m，高度為4m，延長線為450m，如果施工中使用泡沫混凝土進行擴寬，能夠有效的提高施工速度，保證工期的前提下有效降低施工成本，從而提高整個施工的效果。具體應用主要有：

  1.路基開挖施工時，要將原路基臺階一次性挖除，下臺階的高度應該在1m左右，上臺階在2m左右，兩邊邊坡開挖在2m左右，在保證整個施工路段質量的同時，降低二次挖掘時，造成施工材料的損害。

2.雨天時，必須對上臺階進行覆蓋處理。進行擴寬施工時，通常使用車載式或者固定式進行施工，如果道路非常寬，則一般選擇的是車載式，才能夠保證泡沫混凝土能夠快速施工;對材料配合比，必須根據工程的實際要求，從澆筑的性能角度出發，不斷優化材料性能，保證最終的澆筑效果符合實際要求。

四、回填灌漿工程中的應用

泡沫混凝土的材料強度在0.5～1.5MPa之間，滿足固化自立的同時，還能有效發揮出其支護的能力，尤其是在山區或者隧道施工時，由于挖掘會造成較為嚴重的邊坡支護問題，使用此種材料進行施工時，能夠有效防止山體由于變形造成的塌方，穩定性極高，且非常環保。比如在進行地下水連接工程中，必須要對施工區域的山體進行支護，通常會使用1200kg/m3的泡沫混凝土，同時使用普通運輸機械進行材料的輸送，距離必須要保證250m，回填距離必須保證40m以上[4]。從施工結果檢測數據來看，如果施工過程必須要穿過非常長的管道，可以對接縫處進行有效的回填，并且保證回填符合質量要求，回填部分抗壓強度必須保證2.0MPa以上，保證工程質量符合標準。同時在進行回填施工時，由于回填的速度非常快，所以必須要保證材料的密實度，為以后施工提供便利，同時還能降低整個工程成本，能實現較大的經濟效益。

五、在軟基路堤中的應用

在公路施工過程中，只有提升路基的性能,才能夠有效的防止橋頭跳車現象的出現。以某橋施工現場為例，由于其緊鄰河道，地基下部含水量較高，壓縮性良好，能夠滿足軟地基的強度部分非常少，滲透性能也比較差，所以,在施工中必須對匝道處進行優化施工，避免出現較大程度的沉降。如果使用泡沫混凝土進行施工，則能有效增強橋的負荷能力，提升整個橋體的質量，避免橋基間因出現較大程度的沉降現象而出現跳車問題。

六、在地下連續通道中的應用

在某地下公路施工中，由于采用的是明挖施工方式，挖掘深度必須要保證在14.5m以上，并且地形條件非常復雜，對施工區域周邊建筑造成很大影響，橫向寬度高達25.5m，通道覆蓋超過7m，并且還需設置應急通道。經過對工程結構以及承載力的綜合分析，為了實現整體通過性，也避免對周邊建筑的影響，所以設計中規定頂板的承載力不大于80kPa，即需符合4m覆土要求[5]。基于工程實際情況，選擇符合要求的施工材料，通常會選擇陶粒混凝土、EPS或者輕質水泥，經過反復比對最終選擇泡沫混凝土進行施工，才能實現經濟效益合格環保效益。

結語

泡沫混凝土在公路建設中使用范圍非常廣，不僅因為其造價低，更重要的是其具有非常好的性能，能夠最大限度地滿足工程各方面的要求。