泡沫混凝土在某跨線橋接坡道路工程中的應用

高飛

（上海富達工程管理咨詢有限公司）

1 工程概況

1.1 項目概況

凌空路-迎賓大道立交改建工程中迎賓大道改建工程總長約1.1km，按規劃道路紅線寬度100m一次改建。以跨線橋形式上跨凌空路，維持原紅線寬度及車道規模；凌空路改建工程實施范圍南起凌空路南聯絡道交叉口，北至凌空路北聯絡交叉口，路線全長約0.8km，按路幅總寬36m一次改建。

迎賓大道設計等級維持原城市快速路標準不變，設置雙向八車道，新建跨線橋438m，雙幅布置，中央分隔帶12m，每幅橋面凈寬16m?？缌杩章窐蛑骺绮捎?0m+40m+30m預應力鋼筋混凝土連續梁，引橋采用2×19m或3×25m簡支變連續小箱梁結構。標高抬高需新建路線長264m。迎賓大道4條上下匝道與凌空路形成平面交叉。凌空路道路改造836m，新改建橋梁四座。

1.2 泡沫混凝土工程概況

迎賓大道主線跨凌空路橋的接坡總長264m，原設計接坡道路結構為石灰土路基，路面結構層為級配砂礫墊層、水泥穩定碎石基層、瀝青混凝土面層。因工期原因跨線接坡道路結構變更采用泡沫混凝土作路基填筑至底基層標高（平均厚度1.2～1.3m），其上鋪筑20cm厚C30鋼筋混凝土作為路面基層，然后攤鋪瀝青混凝土面層。

泡沫混凝土總量約11000m2，迎賓大道有12m寬的中央分隔帶，跨線橋接坡泡沫混凝土施工作業區分為四塊，每塊面積約2300m2。

2 泡沫混凝土的特點和優勢

2.1 微孔性

泡沫輕質土是一種微孔類輕質材料，其內部含有無數個微細獨立均勻氣泡，具有良好隔熱保溫性能。

2.2 輕質性

作為道路填筑材料，是普通填土材料重度的1/3左右，有效減小了填土對地基的附加應力，因此能夠減小高填土的沉降量。

2.3 可調節性

根據工程需要，通過調整水泥用量、氣泡群含量，或摻入可選添加材料，其容重可在2～15kN/m3范圍內調節，強度可在0.3～8.0MPa范圍內調節。用作路基填筑時，容重常選用4～6kN/m3，強度常選用0.5～1.5MPa。

2.4 高流動性

可通過管道進行遠距離泵送，一級水平泵送距離可達500m，垂直泵送高度可達30m以上。

2.5 良好的施工性

澆注后可自流平、自硬化、自密實，不需機械攤鋪、振搗和碾壓。施工效率高，適合于長距離、管道或狹小空洞內充填施工。

2.6 凝結自立性

泡沫輕質土屬水泥類材料，具有與普通混凝土類似的初凝、終凝等特性，硬化后具有良好的自立性，其垂直臨空面側壓力為0，可直立填筑，不需放坡施工，且對臺背等結構物無側壓力。

由于輕質土本身比重較小，僅為素土比重的1/3～1/2，故軟土地基處理后，不需要對地基進行補強，填筑時為流動性液體，固結后為整體結構，對擋墻及臺背不存在側向壓力，即軟基處理完后，可直接作直立擋墻，碎石墊層、高壓旋噴樁可取消不做，輕質土的使用可保證引橋的穩定性及減少不均勻沉降。

3 技術指標

3.1 性能指標

（1）泡沫混凝土技術指標。

表1

（2）發泡劑性能指標。

表2

3.2 配合比設計

表3

4 施工工藝

根據施工內容，各分項工程總體施工工序為：測量放線→邊坡開挖→基底處理→輕質土分層澆注→路面結構層施工。

4.1 泡沫混凝土的生產

4.1.1 材料選擇

水泥采用PO.42.5普通硅酸鹽水泥，符合相關規范外，還須滿足抗壓強度等設計指標的要求。

水采用一般工程用水，參照普通水泥混凝土用水標準。發泡劑采用環保型中性發泡膠，每批必須有產品合格證。

4.1.2 泡沫混凝土的制備

泡沫混凝土制作設備單臺產能不小于90m3/h。泡沫混凝土制作設備應具有原材料自動化計量功能，在拌和制作泡沫混凝土時，應能調節水泥漿或氣泡流量；材料計量精度應滿足規范要求。

（1）水泥漿制備，由攪拌站制備水泥漿，制漿前向攪拌站工作人員做好交底工作。水泥漿液的水灰比按設計配合比，水泥漿的濕密度誤差控制在±2%以內。制好的水泥漿泵送至輕質土制備設備（輕質土車載移動設備）。

（2）泡沫制備，發泡機采用壓縮空氣與發泡劑水溶液混合的方式生成泡沫，嚴禁攪拌發泡生成泡沫。泡沫的密度誤差控制在±5%以內。制好的泡沫也泵送至輕質土制備。

（3）泡沫混凝土的生產，水泥漿和泡沫在輕質土制作設備中充分拌和，形成泡沫水泥漿膠凝材料，經管道泵送至施工作業面。

4.2 施工工藝及控制要點

（1）泡沫混凝土路基施工前，將路基劃分為若干個澆筑區，每個澆筑區劃分為多個澆筑層，單個澆筑區面積不大于400m2，以200～300m2為宜，單層厚度宜為0.3～1.0m之間，本工程單層厚度按0.4m控制。

（2）泡沫混凝土澆注施工前，基底清理干凈，無明顯積水和雜物。

（3）單個澆注區澆注層的澆注施工時間應控制在水泥漿終凝時間內；上下相鄰層的澆注間隔時間不宜小于8h。

（4）澆注方向自沿澆筑區長軸中間方向近兩端澆注；如采用一條以上澆注管，也可從兩端向中間位置澆注。本工程采用2條澆注管。

（5）澆注層有明顯差異，自較低的位置開始澆注。

（6）出料口在澆注過路中，不宜懸空；在移動澆注管、自出料口取樣、掃平表面或需要沖散澆注區內多余泡沫時，出料口離當前泡沫混凝土流動表面的高差應控制在1m以內。

（7）進行掃平表面時，應盡量使澆注口保持水平，并使澆注口離當前澆筑輕質土表面盡可能低。

（8）單個澆注層宜一次性澆注完畢，必要時最多分再次澆注，且兩次澆注的時間應控制在6～24h。

（9）盡量減少在已澆完尚未固化的輕質土里來回走動。

（10）路床部位的泡沫混凝土，澆注完畢后應覆蓋塑料薄膜或無紡土工布進行保濕養護；澆注至設計標高后，養護時間不應小于7d；在泡沫混凝土未達到齡期強度時，嚴禁車輛或施工機械直接在輕質土上行走。

（11）原則上泡沫混凝土基本可連續施工，除頂層外，其它層在施工過程中無需養護。

（12）做好防塵工作，在泡沫混凝土生產設備的進出料口和澆筑現場設置噴淋裝置，在泡沫混凝土的生產過程和澆筑時撒水，減少揚塵對半成品質量的影響。

5 檢測結果及效果評價

（1）自重輕，D600型泡沫混凝土濕密度6.08kN/m3，D650型輕質土濕密度6.55kN/m3，遠低于常規道路底基層填筑的密度。

（2）強度好，D600型泡沫混凝土試塊強度檢測值為1.6MPa，D650型輕質土試塊強度檢測值為2.2MPa，符合設計強度要求，比普通路基填料強度大、離散率低。

（3）流動性、和易性好，經現場檢查泡沫水泥漿的流動值達185mm，泵送距離30～260m，泵送過程順暢，泵送全過程沒因流動性差造成的堵管卡管現象，泵送至現場的漿液未發生大量泡沫集中現象。

（4）沉降小，迎賓大道主線道路左幅于2017年8月15日正式通車，主線右幅于2017年12月底正式通車。沉降觀測結果為：左幅主線累計沉降量小于3mm，與橋臺的沉降差小于3mm，右幅主線累計沉降量小于2mm，與橋臺的沉降差小于2mm，橋頭跳車感覺不明顯。

（5）外觀，現在迎賓大道跨凌空路主線瀝青面層平整、線型平順，未發現面層裂縫，無明顯凹陷等明顯變形，道路與兩側路基護坡之間未發現裂縫。

6 結語

綜上所述，泡沫混凝土在迎賓大道主線道路工程中的應用，有效降低填土荷載，減少地基的附加應力，抑制地基沉降和側移，提高路基的穩定性。消除了填料自身的工后沉降，對消除橋頭跳車現象效果顯著。對橋臺、護坡等結構物幾乎沒有推擠作用，整體穩定性好。水溫穩定性好，泡沫混凝土為水泥基材料，具有與水泥混凝土同等的水溫穩定性和耐久性。環保性好，泡沫混凝土的原料為水泥和發泡劑，發泡劑多接近中性，不含苯、甲醛等有害物質，無環境污染和消防隱患。施工周期短，可使工程提前投入使用，取得較好的社會效益。