公路、隧道工程泡沫混凝土的應(yīng)用

泡沫混凝土是近年來(lái)新出現(xiàn)的建筑工程材料，被大量應(yīng)用在公路建設(shè)過(guò)程中。該種材料不僅具有良好的隔熱保溫性能，同時(shí)還具備材料輕、抗震性能好等優(yōu)勢(shì)，在進(jìn)行高填方施工時(shí)，具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。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(lái)自于公路表面的沖擊力。因而，在公路軟路基施工、擴(kuò)寬以及高寒地區(qū)應(yīng)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(guān)鍵設(shè)備是發(fā)泡系統(tǒng)，用機(jī)械的方式將發(fā)泡與水泥砂漿均勻拌和，再使用發(fā)泡機(jī)泵，將所有材料輸送至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑，或使用成型工具進(jìn)行成型處理，然后經(jīng)過(guò)自然環(huán)境的養(yǎng)護(hù)，形成具有較多封閉氣孔的輕質(zhì)保溫性材料。通過(guò)與傳統(tǒng)水泥的比較，泡沫混凝土的綜合性能較為突出，具有不少優(yōu)點(diǎn)和良好性能。

1.成本較低。從材料的成本與使用量來(lái)看，泡沫混泥土在施工過(guò)程中，能更好的符合工程質(zhì)量要求，并且還能根據(jù)成型模具的形狀制作各種施工用材，該技術(shù)技術(shù)較成熟，能夠完全進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)和施工，且能有效的節(jié)約能源以及人力、物力;從施工成本來(lái)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(biāo)非常好，比其他混凝土的質(zhì)量都輕，密度也比較小，施工中可以與其他混凝土進(jìn)行互換;同時(shí)，泡沫混凝土的隔熱性能非常好，密度等級(jí)在300～1200kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)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(jié)能性能[3]。另外，此種材料具有非常好的耐火性能，且其性質(zhì)屬于無(wú)機(jī)材料，使用年限非常長(zhǎng)，可以提高工程的整體保溫能力。

3. 具備良好的抗震性。無(wú)論是從結(jié)構(gòu)還是受力變化而言，該種材料的負(fù)荷能力非常強(qiáng)，對(duì)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(qiáng)，能夠承受較多來(lái)自地面的沖擊力。

4.制作過(guò)程節(jié)能環(huán)保。泡沫混凝土制作過(guò)程主要應(yīng)用的是發(fā)泡劑和水泥，大大地減少水泥使用量，發(fā)泡劑不含對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，所以對(duì)環(huán)境的影響非常小，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益都能實(shí)現(xiàn)。

二、泡沬混凝土的質(zhì)量控制

1.原材料質(zhì)量控制

在公路施工過(guò)程中，必須對(duì)原材料采取嚴(yán)格控制，不但要保證水泥材料與外添加劑產(chǎn)品符合施工要求，同時(shí)原材料還必須滿(mǎn)足泡沫混泥土的流動(dòng)性、抗壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

2.發(fā)泡劑的性能要求

在施工過(guò)程中，泡沫混泥土產(chǎn)生的氣泡必須均勻、細(xì)密，發(fā)泡率需要20倍以上，稀釋率需要滿(mǎn)足40倍以上，同時(shí)，必須控制產(chǎn)生的氣泡不能相通，要具備獨(dú)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(xiàn)水平差或傾斜度，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，要保證其水平率能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證模板工程具備平整性、穩(wěn)定性。

4.注重澆筑養(yǎng)護(hù)

在泡沫混泥土澆筑的過(guò)程中，需控制出料口與澆筑面的平衡性;施工過(guò)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(jìn)行下層澆筑;在頂層澆筑施工完畢后，需要采用養(yǎng)生塑料膜進(jìn)行覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間5h左右;如果在澆筑過(guò)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(yīng)用研究

公路拓寬中的應(yīng)用

公路工程改造的工程量較大，尤其是在一些居民數(shù)量龐大的城市中，由于其整個(gè)施工路段空間狹小，周邊行駛車(chē)輛以及行人非常多，對(duì)整個(gè)施工區(qū)域的機(jī)械使用情況以及材料運(yùn)輸都有較高的要求。如果要想實(shí)現(xiàn)公路施工中最小變形量，必須要從施工技術(shù)以及材料入手進(jìn)行分析，將各個(gè)環(huán)節(jié)有效進(jìn)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(xiàn)場(chǎng)澆筑施工，其臨空測(cè)壓為零，因此其在公路擴(kuò)寬工程中有著非常重要的作用。

公路施工過(guò)程中，在對(duì)路基、路堤以及擋土進(jìn)行施工，這些結(jié)構(gòu)都對(duì)臨空測(cè)壓有著非常高的要求，而泡沫混凝土的主要優(yōu)勢(shì)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(shí)，對(duì)公路周邊建筑物造成最小的沖擊。

比如，某道路進(jìn)行施工時(shí)，擴(kuò)寬寬度為10m，高度為4m，延長(zhǎng)線(xiàn)為450m，如果施工中使用泡沫混凝土進(jìn)行擴(kuò)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(gè)施工的效果。具體應(yīng)用主要有：

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

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

四、回填灌漿工程中的應(yīng)用

泡沫混凝土的材料強(qiáng)度在0.5～1.5MPa之間，滿(mǎn)足固化自立的同時(shí)，還能有效發(fā)揮出其支護(hù)的能力，尤其是在山區(qū)或者隧道施工時(shí)，由于挖掘會(huì)造成較為嚴(yán)重的邊坡支護(hù)問(wèn)題，使用此種材料進(jìn)行施工時(shí)，能夠有效防止山體由于變形造成的塌方，穩(wěn)定性極高，且非常環(huán)保。比如在進(jìn)行地下水連接工程中，必須要對(duì)施工區(qū)域的山體進(jìn)行支護(hù)，通常會(huì)使用1200kg/m3的泡沫混凝土，同時(shí)使用普通運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)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(jié)果檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，如果施工過(guò)程必須要穿過(guò)非常長(zhǎng)的管道，可以對(duì)接縫處進(jìn)行有效的回填，并且保證回填符合質(zhì)量要求，回填部分抗壓強(qiáng)度必須保證2.0MPa以上，保證工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在進(jìn)行回填施工時(shí)，由于回填的速度非?？?，所以必須要保證材料的密實(shí)度，為以后施工提供便利，同時(shí)還能降低整個(gè)工程成本，能實(shí)現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)效益。

五、在軟基路堤中的應(yīng)用

在公路施工過(guò)程中，只有提升路基的性能,才能夠有效的防止橋頭跳車(chē)現(xiàn)象的出現(xiàn)。以某橋施工現(xiàn)場(chǎng)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(mǎn)足軟地基的強(qiáng)度部分非常少，滲透性能也比較差，所以,在施工中必須對(duì)匝道處進(jìn)行優(yōu)化施工，避免出現(xiàn)較大程度的沉降。如果使用泡沫混凝土進(jìn)行施工，則能有效增強(qiáng)橋的負(fù)荷能力，提升整個(gè)橋體的質(zhì)量，避免橋基間因出現(xiàn)較大程度的沉降現(xiàn)象而出現(xiàn)跳車(chē)問(wèn)題。

六、在地下連續(xù)通道中的應(yīng)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(fù)雜，對(duì)施工區(qū)域周邊建筑造成很大影響，橫向?qū)挾雀哌_(dá)25.5m，通道覆蓋超過(guò)7m，并且還需設(shè)置應(yīng)急通道。經(jīng)過(guò)對(duì)工程結(jié)構(gòu)以及承載力的綜合分析，為了實(shí)現(xiàn)整體通過(guò)性，也避免對(duì)周邊建筑的影響，所以設(shè)計(jì)中規(guī)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(shí)際情況，選擇符合要求的施工材料，通常會(huì)選擇陶粒混凝土、EPS或者輕質(zhì)水泥，經(jīng)過(guò)反復(fù)比對(duì)最終選擇泡沫混凝土進(jìn)行施工，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益合格環(huán)保效益。

結(jié)語(yǔ)

泡沫混凝土在公路建設(shè)中使用范圍非常廣，不僅因?yàn)槠湓靸r(jià)低，更重要的是其具有非常好的性能，能夠最大限度地滿(mǎn)足工程各方面的要求。