EPS輕質填料在路基中的應用

摘要：本文主要介紹了 EPS作為路基輕質填料的質量要求、結構設計方法和EPS塊體施工方法。

關鍵詞：EPS 路基輕質填料 結構設計方法 施工方法

一、概述

聚苯乙烯泡沫(expanded polystyrenc，簡稱EPS)具有輕質、高強，化學穩定性和水穩定性、良好的力學性能，能較好地解決承載很差的軟弱地基的過度沉降和差異沉降以及橋臺和道路相接處的差異沉降，并避免路堤與橋臺連接處的差異沉降。

EPS在道路工程中的應用起始于1965年，挪威在路面下鋪設了5～10cm厚的EPS板只作為隔溫層，以滿足嚴寒季節對道路防凍的要求。1985年在奧斯陸召開的國際道路會議上公開了該項技術，從此EPS在瑞典、法國、加拿大、日本等國也得到了廣泛應用，并取得了許多成功經驗。

在國內的道路工程中，廣東（廣州、深圳）、浙江、上海等省市，EPS作為路基輕質填料得到了廣泛的應用；浙江省的滬杭、杭寧、甬臺溫、杭金衢、杭州繞城等高速公路上廣泛的應用了EPS處理橋頭臺背回填。

二、EPS塊體材料質量要求

EPS由聚苯乙烯顆粒發泡而成，聚苯乙烯顆粒中主要含有聚苯乙烯、可溶性戊烷(膨脹成份)和防火劑。在EPS的成型過程中，聚苯乙烯顆粒中的戊烷受熱氣化，在顆粒中膨脹形成許多封閉的空腔。這種均勻的封閉空腔結構決定了EPS具有許多其它土工泡沫材料所沒有的特性。EPS塊體材料的各項性能必要滿足設計要求。

(1) 抗壓強度是EPS作為路堤輕質填料的重要指標。抗壓強度要求：技術指標為無側限抗壓強度。當試件壓縮變形5%時，要求一般部位EPS塊體的平均抗強度不小于100kpa，單個試件的抗壓強度不應小于80kpa。吸水、低溫、凍融循環對EPS的抗壓強度沒有不利的影響。相反，潮濕狀態下EPS抵抗變形的能力甚至優于干燥狀態。前者的抗壓強度比后者要高出10％。隨著溫度的下降，EPS的抗壓強度還有所上升。

(2)EPS塊體的密度。密度測定前須放在60℃烘箱內烘24小時，要求EPS塊體密度不低于20kg/m3。

(3)EPS塊體材料應具有燃燒時的自滅性。燃燒自滅性試驗是把試件用火柴點燃。在取出火源以后3秒自行熄滅，作為燃燒時的自滅性指標。

(4)EPS塊體應具有一致的幾何尺寸和平整的表面。用卷尺分別在長、寬、高測量4點、6點、6點，分別求其平均值。

(5)EPS塊體平面上采用3m真尺測得的平整度應在5mm以內。

三、EPS作為路基輕質填料的結構設計方法

輕質、高強、較強的化學穩定性和水穩定性、良好的力學性能，施工非常簡單方便，也不需要大型機械，非常快捷。這樣使得EPS能作為一種性能優良的路基輕質填料。EPS作為路基輕質填料代替填土時的設計思想是：應盡量使EPS塊體作為填置物后在土基內不增加或少增加應力。當允許填土有一定的下沉量時，則希望EPS塊的荷重小于會產生這種下沉量的應力。

四、EPS塊體施工方法

EPS塊的施工重點是平整，無破損，無空隙。混凝土板在EPS上部，一般采用鋼筋混凝土。板需要有一定埋深，一般在1米以上。板的主要作用是協調變形，分散載荷。EPS鋪筑采用人工鋪筑。由于EPS很脆，塊體較大，搬運中要注意防折。施工質量控制主要是平整度和聯結牢固即可。以下是鋪設過程中應注意的幾個問題：

(1)當EPS塊體鋪設在施工基面上時要保持施工基面干燥。EPS塊體鋪設時，不準拖拉機和其它重型機械直接在塊體上行駛。

(2)EPS塊體自上而下逐層錯縫鋪設。整體鋪設的質量取決于施工基面和最下層的鋪設精度。在施工基面和斜面部位用“I”型金屬銷釘回定于地基，插入土拱層深度不于20cm。

(3)EPS塊體之間的縫隙和高低錯臺盡可能小，縫隙大小的錯臺量應符合規定。塊體間產生縫隙或高低錯臺時，最下層由墊層來調整，中間各層則采用無收縮水泥將調平。曲線部縫隙有可能超過標準容許誤差（最大縫隙要求小于50mm），要求采用砂或無收縮水泥砂漿充分填塞。

(4)與填土接觸部分的EPS塊體呈臺階鋪設，臺階坡按圖紙要求施工。頂層EPS塊體與路堤土接觸部分，要求EPS塊體頂上的現澆混凝土橋向填土部分延伸1～2m。

(5)EPS塊體之間的聯結：為防止EPS塊件之間的錯位，EPS塊體各層之間采用具有不定強度的雙面爪釘。在最下層EPS塊體與施工基面和土基之間采用L型或I型金屬銷釘聯貫結，銷釘插入基底深度不小于20cm。

五、結論

（1）施工簡單方便，采用人工鋪筑，不需要大型機械，非常快捷；

（2）對于靠近民房和街道、施工場地狹窄、交通量大、施工和材料的運輸都很困難的擴建公路，采用EPS作為路基填料減小了高拓寬時引起的地基變形對原有道路、臨近建筑物的影響；

(3)能較好地解決承載很差的軟弱地基的過度沉降和差異沉降以及橋臺和道路相接處的差異沉降。

參考文獻：

[1]白冰，陸士強·聚苯乙烯泡沫塑料的測試及其在土工中的應用[J].巖土工程學報， 1996， 36 (8)， 44-49能探討

[2]李琪，肖鵬，張小平·輕質回填材料的試驗研究，華東公路，2001

[3]路基輕質填料(EPS)的路用性，2008

[4]EPS輕質路基施工作業指導書