氣泡混凝土在路基填筑中的應(yīng)用分析

李曼曼

（衛(wèi)輝市通衢公路工程養(yǎng)護(hù)有限公司，河南 衛(wèi)輝 453100）

氣泡混凝土在路基填筑中的應(yīng)用分析

李曼曼

（衛(wèi)輝市通衢公路工程養(yǎng)護(hù)有限公司，河南 衛(wèi)輝 453100）

氣泡混凝土經(jīng)過多年的研究應(yīng)用已逐漸發(fā)展成為一項成熟的技術(shù)，因其具有輕質(zhì)、抗壓強度高、整體性好、凝結(jié)自立性、保溫隔熱等優(yōu)點，十分迅速的在我國推廣，并廣泛的應(yīng)用于道路加寬、橋梁臺背回填、陡坡路基、軟土路基減荷、地下及相鄰結(jié)構(gòu)物減荷、凍土路基保溫隔熱、房屋結(jié)構(gòu)減荷和保溫隔熱層等工程。本文結(jié)合大眾西路與長株高速榔梨東收費站連接工程實際情況，對A匝道AK0+0～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基設(shè)計采用了氣泡混凝土技術(shù)，合理的解決了路基填筑對其緊鄰磁浮橋墩的影響，保證了工程質(zhì)量和施工安全且節(jié)約成本，為類似工程提供了參考。

公路工程；路基填筑；特殊路基；氣泡混凝土；工程設(shè)計

1　工程概況

大眾西路與長株高速榔梨東收費站連接工程位于榔梨鎮(zhèn)，共含A、B、C、NH、NI、ND六條匝道，A匝道長432.97m，寬10.5m；B匝道長453.06m，寬10.5m；C匝道長118.47m，寬21m；NH匝道長406.12m，寬8.5m；NI匝道長415.34m，寬8.5m；ND匝道是在原有道路上加寬，長305.75m；路面結(jié)構(gòu)為18cm厚4%水泥穩(wěn)定碎石底基層+ 18cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石上基層+1cm ES-3稀漿封層+ 26cm水泥砼。由于本項目施工進(jìn)度滯后，磁浮橋墩已先建成，并鋪設(shè)軌道。

長沙中低速磁浮工程連接高鐵長沙南站和長沙黃花國際機場，線路全長18.54公里，是中國國內(nèi)第一條自主設(shè)計、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁懸浮。磁懸浮鐵路橋20#～23#橋墩緊鄰A砸道，24#～27#橋墩緊鄰C砸道。其中A匝道AK0+0～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基填土對磁浮橋墩有較大影響。

2　氣泡混凝土路基設(shè)計

2.1方案選擇

由于A、C匝道緊鄰長沙磁浮橋梁，其中A匝道AK0+～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基填土對磁浮橋墩有較大影響。而場地內(nèi)分布的地層主要為雜填土、沖積粉質(zhì)粘土、殘積粉質(zhì)粘土，地基承載力較小。根據(jù)現(xiàn)場實際考慮了五種設(shè)計方案，分別為：磁浮橋下整體填平方案、氣泡混凝土填筑路基方案、設(shè)加筋土路堤方案、設(shè)扶壁式擋墻方案、路改橋方案。并對該四種方案進(jìn)行計算評估（見表1：設(shè)計方案評估表），最終選擇了氣泡混凝土方案。

表1　設(shè)計方法評估表

2.2氣泡混凝土技術(shù)

氣泡混凝土（又稱泡沫混凝土，F(xiàn)oam Concrete，簡稱FC）最早于1975年由美國的Aldrish和Mitchell提出直接在水泥漿中充氣，以減輕水泥漿密度的思想演變而來的。1978年，美國的Yamada S等試驗并成功地制造出油井用泡沫水泥，其于1979年首次應(yīng)用的效果很好［1］。

氣泡混凝土是由制備的泡沫群、水泥、水以及添加料混合凝結(jié)成的微孔材料，其容重范圍為4.0～8.0KN/m3（見表2：常用材料容重表），強度范圍為0.4～2.5MPa。具有輕質(zhì)、抗壓強度高、整體性好、工后沉降小、凝結(jié)自立、保溫隔熱等特點。且其具有良好的流動性，施工過程中不需要振搗和碾壓，對周邊環(huán)境影響小，與普通路基填料相比有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。

2.3氣泡混凝土路基設(shè)計

氣泡混凝土設(shè)計容重：不大于6.5KN/m3；設(shè)計無側(cè)限抗壓強度1.2MPa，空氣量為60%。

表2　常用材料容重表

整個填筑體水平分層進(jìn)行澆筑，每層澆筑的間隔時間至少1天。氣泡混凝土采用軟管泵送。澆筑時始終保持出料口埋入氣泡混凝土中，盡量避免消泡和離析的現(xiàn)象發(fā)生。氣泡混凝土澆筑完成后，為了防止由于急速干燥而產(chǎn)生的裂縫，固化后需要加蓋麻袋等進(jìn)行保護(hù)。此外，如果施工中下雨，對固化前的氣泡混凝土要進(jìn)行遮蓋，避免雨淋。對于大體積氣泡混凝土，應(yīng)注意加強過程養(yǎng)護(hù)，確保不因養(yǎng)護(hù)不夠?qū)е铝芽p產(chǎn)生。因氣泡混凝土流動性大，澆筑過程中無法實現(xiàn)路面坡度的要求，需待澆筑完成后并達(dá)到一定強度后用底基層材料進(jìn)行縱橫坡的調(diào)整［2-3］。

為了保證氣泡混凝土耐久、美觀、安全，并增加了輔助設(shè)計。

①氣泡混凝土頂、底部均用防滲土工布包裹，外側(cè)再設(shè)一層透水土工布，以排除路面下的滲水。土工布采用300g/m2，伸長率小于50%，握持強度不小于1100N，撕裂強度不小于400N，刺破強度不小于400N。透水土工布滲透系數(shù)不小于5× 10-3cm/s。防滲土工布滲透系數(shù)小于10-10cm/s。

②為加強氣泡混凝土的穩(wěn)定性，在路基底部、頂部等應(yīng)力集中部分分別設(shè)置3層φ3.2鍍鋅鋼絲網(wǎng)，并在其頂部設(shè)置雙向土工格柵，土工格柵要求斷裂延伸率≤3%，其縱向抗拉強度≥80kN/m，橫向抗拉強度≥100kN/m。

③由于氣泡混凝土填筑較高（最高達(dá)9.5m），在氣泡混凝土側(cè)面設(shè)置鋼筋砼擋墻防護(hù)，既保障路基外觀美觀，也便于氣泡混凝土的澆筑。擋墻基底用碎石換填后壓實，壓實度不小于93%。換填底層設(shè)置一道雙向土工格柵，對于換填高度大于2m的，在中間加設(shè)一道雙向土工格柵，土工格柵要求斷裂延伸率≤3%，其縱向抗拉強度≥80kN/m，橫向抗拉強度≥100kN/m，擋墻地基承載力不小于200KPa。

④每隔10m在氣泡混凝土路堤全斷面設(shè)置一道沉降縫，縫寬1cm，用瀝青木板填塞滿。

⑤路面水由防撞護(hù)欄匯集后集中有PVC管排入路側(cè)排水溝。PVC管進(jìn)水口底部應(yīng)低于路面2cm，并用水泥砂漿環(huán)繞PVC管與路面、護(hù)欄接觸面封閉密實。路基滲水由縱向盲溝匯集后經(jīng)軟管、碎石墊層、PVC管排出。

⑥為了減少不均勻沉降帶來的破壞，

在基底設(shè)置了30cm厚碎石墊層，碎石墊層壓實度不小于93%。

氣泡混凝土路基設(shè)計見圖1：

3　結(jié)語

本項目A、C匝道路基緊鄰已建長沙磁懸浮鐵路橋墩且此處地質(zhì)條件較差，而磁懸浮橋墩要求路基對其附加沉降影響較為苛刻（不大于2mm），為解決這一施工難題，提出了5個設(shè)計方案，經(jīng)綜合對比選擇了氣泡混凝土填筑方案，并對改方案進(jìn)行深入研究和詳細(xì)設(shè)計，有效保障了本項目的順利實施，取得了較好的經(jīng)濟效益，同時也節(jié)約了工期，是工程設(shè)計的成功的典型案例，對類似的設(shè)計施工具有很好的借鑒價值。

圖1　氣泡混凝土設(shè)計圖

［1］張小帆.氣泡混凝土吸水降溫性能的實驗研究及數(shù)值模擬［D］.北京：清華大學(xué)，2009.

［2］CJJ/T177-2012.氣泡混合輕質(zhì)土填筑工程技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］JTG D30-2015.公路路基設(shè)計規(guī)范［S］.

Analysison theApplication of BubbleConcretein Roadbed Filling

Li Manman
（Weihui Tongqu Highway Engineering Maintenance Co.Ltd.，Weihui Henan 453100）

Bubble concrete after years of research and application has gradually developed into a mature technology，because of its light weight，high compressive strength，good integrity，condensation independence，insulation and other advantages，and it has been rapidly promoted in our country，and widely used in road widening，bridge abutment backfilling，load reduction of steep slope embankment，soft soil subgrade，underground and adjacent structures，thermal insulation of frozen soil roadbed，load reduction of building structure and heat preservation and insulation engineering，etc.Combining with the actual situation of the connected project between Dazong west road and Changzhu high-speed road Langli east toll station，A ramp AK0+0 to AK0+51 and C ramp CK0+120 to CK0+210 roadbed design is used with the bubble concrete technology，which has reasonably solved the effects of roadbed filling on its close magnetic suspension bridge pier，and ensured the project quality，construction safety and cost saving，providing a reference for similar engineering.

Highway Engineering；roadbed filling；special roadbed；bubble concrete；engineering design

U416.1

A

1003-5168（2015）12-0097-3

2015-12-11

李曼曼（1987.1-），本科，助理工程師，研究方向：道橋施工方向。