气泡混凝土在路基填筑中的应用分析

李曼曼

（卫辉市通衢公路工程养护有限公司，河南 卫辉 453100）

气泡混凝土在路基填筑中的应用分析

李曼曼

（卫辉市通衢公路工程养护有限公司，河南 卫辉 453100）

气泡混凝土经过多年的研究应用已逐渐发展成为一项成熟的技术，因其具有轻质、抗压强度高、整体性好、凝结自立性、保温隔热等优点，十分迅速的在我国推广，并广泛的应用于道路加宽、桥梁台背回填、陡坡路基、软土路基减荷、地下及相邻结构物减荷、冻土路基保温隔热、房屋结构减荷和保温隔热层等工程。本文结合大众西路与长株高速榔梨东收费站连接工程实际情况，对A匝道AK0+0～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基设计采用了气泡混凝土技术，合理的解决了路基填筑对其紧邻磁浮桥墩的影响，保证了工程质量和施工安全且节约成本，为类似工程提供了参考。

公路工程；路基填筑；特殊路基；气泡混凝土；工程设计

1　工程概况

大众西路与长株高速榔梨东收费站连接工程位于榔梨镇，共含A、B、C、NH、NI、ND六条匝道，A匝道长432.97m，宽10.5m；B匝道长453.06m，宽10.5m；C匝道长118.47m，宽21m；NH匝道长406.12m，宽8.5m；NI匝道长415.34m，宽8.5m；ND匝道是在原有道路上加宽，长305.75m；路面结构为18cm厚4%水泥稳定碎石底基层+ 18cm厚5%水泥稳定碎石上基层+1cm ES-3稀浆封层+ 26cm水泥砼。由于本项目施工进度滞后，磁浮桥墩已先建成，并铺设轨道。

长沙中低速磁浮工程连接高铁长沙南站和长沙黄花国际机场，线路全长18.54公里，是中国国内第一条自主设计、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁悬浮。磁悬浮铁路桥20#～23#桥墩紧邻A砸道，24#～27#桥墩紧邻C砸道。其中A匝道AK0+0～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基填土对磁浮桥墩有较大影响。

2　气泡混凝土路基设计

2.1方案选择

由于A、C匝道紧邻长沙磁浮桥梁，其中A匝道AK0+～AK0+51以及C匝道CK0+120～CK0+210段路基填土对磁浮桥墩有较大影响。而场地内分布的地层主要为杂填土、冲积粉质粘土、残积粉质粘土，地基承载力较小。根据现场实际考虑了五种设计方案，分别为：磁浮桥下整体填平方案、气泡混凝土填筑路基方案、设加筋土路堤方案、设扶壁式挡墙方案、路改桥方案。并对该四种方案进行计算评估（见表1：设计方案评估表），最终选择了气泡混凝土方案。

表1　设计方法评估表

2.2气泡混凝土技术

气泡混凝土（又称泡沫混凝土，Foam Concrete，简称FC）最早于1975年由美国的Aldrish和Mitchell提出直接在水泥浆中充气，以减轻水泥浆密度的思想演变而来的。1978年，美国的Yamada S等试验并成功地制造出油井用泡沫水泥，其于1979年首次应用的效果很好［1］。

气泡混凝土是由制备的泡沫群、水泥、水以及添加料混合凝结成的微孔材料，其容重范围为4.0～8.0KN/m3（见表2：常用材料容重表），强度范围为0.4～2.5MPa。具有轻质、抗压强度高、整体性好、工后沉降小、凝结自立、保温隔热等特点。且其具有良好的流动性，施工过程中不需要振捣和碾压，对周边环境影响小，与普通路基填料相比有明显的技术优势。

2.3气泡混凝土路基设计

气泡混凝土设计容重：不大于6.5KN/m3；设计无侧限抗压强度1.2MPa，空气量为60%。

表2　常用材料容重表

整个填筑体水平分层进行浇筑，每层浇筑的间隔时间至少1天。气泡混凝土采用软管泵送。浇筑时始终保持出料口埋入气泡混凝土中，尽量避免消泡和离析的现象发生。气泡混凝土浇筑完成后，为了防止由于急速干燥而产生的裂缝，固化后需要加盖麻袋等进行保护。此外，如果施工中下雨，对固化前的气泡混凝土要进行遮盖，避免雨淋。对于大体积气泡混凝土，应注意加强过程养护，确保不因养护不够导致裂缝产生。因气泡混凝土流动性大，浇筑过程中无法实现路面坡度的要求，需待浇筑完成后并达到一定强度后用底基层材料进行纵横坡的调整［2-3］。

为了保证气泡混凝土耐久、美观、安全，并增加了辅助设计。

①气泡混凝土顶、底部均用防渗土工布包裹，外侧再设一层透水土工布，以排除路面下的渗水。土工布采用300g/m2，伸长率小于50%，握持强度不小于1100N，撕裂强度不小于400N，刺破强度不小于400N。透水土工布渗透系数不小于5× 10-3cm/s。防渗土工布渗透系数小于10-10cm/s。

②为加强气泡混凝土的稳定性，在路基底部、顶部等应力集中部分分别设置3层φ3.2镀锌钢丝网，并在其顶部设置双向土工格栅，土工格栅要求断裂延伸率≤3%，其纵向抗拉强度≥80kN/m，横向抗拉强度≥100kN/m。

③由于气泡混凝土填筑较高（最高达9.5m），在气泡混凝土侧面设置钢筋砼挡墙防护，既保障路基外观美观，也便于气泡混凝土的浇筑。挡墙基底用碎石换填后压实，压实度不小于93%。换填底层设置一道双向土工格栅，对于换填高度大于2m的，在中间加设一道双向土工格栅，土工格栅要求断裂延伸率≤3%，其纵向抗拉强度≥80kN/m，横向抗拉强度≥100kN/m，挡墙地基承载力不小于200KPa。

④每隔10m在气泡混凝土路堤全断面设置一道沉降缝，缝宽1cm，用沥青木板填塞满。

⑤路面水由防撞护栏汇集后集中有PVC管排入路侧排水沟。PVC管进水口底部应低于路面2cm，并用水泥砂浆环绕PVC管与路面、护栏接触面封闭密实。路基渗水由纵向盲沟汇集后经软管、碎石垫层、PVC管排出。

⑥为了减少不均匀沉降带来的破坏，

在基底设置了30cm厚碎石垫层，碎石垫层压实度不小于93%。

气泡混凝土路基设计见图1：

3　结语

本项目A、C匝道路基紧邻已建长沙磁悬浮铁路桥墩且此处地质条件较差，而磁悬浮桥墩要求路基对其附加沉降影响较为苛刻（不大于2mm），为解决这一施工难题，提出了5个设计方案，经综合对比选择了气泡混凝土填筑方案，并对改方案进行深入研究和详细设计，有效保障了本项目的顺利实施，取得了较好的经济效益，同时也节约了工期，是工程设计的成功的典型案例，对类似的设计施工具有很好的借鉴价值。

图1　气泡混凝土设计图

［1］张小帆.气泡混凝土吸水降温性能的实验研究及数值模拟［D］.北京：清华大学，2009.

［2］CJJ/T177-2012.气泡混合轻质土填筑工程技术规程［S］.

［3］JTG D30-2015.公路路基设计规范［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，助理工程师，研究方向：道桥施工方向。