既有软基道路扩建中泡沫轻质土的应用研究

孙 文

（四川省公路规划勘察设计研究院有限公司， 四川 成都 610000）

0 引言

公路改扩建工程当中，对于某些软基道路，如果不采取针对措施处置新旧路基间的差异沉降问题，极易导致路面结构损坏，差异沉降程度过大路段，路面甚至出现开裂等病害，在某些情况下会严重影响行车安全。因此，对路基差异变形进行有效处置，为工程施工提供有效指导至关重要，本文也将以此为基础分析泡沫轻质土的应用模式。

1 软基道路扩建背景

随着经济的发展，人们的出行需求增加，致使一般道路的交通流量呈现出明显上升趋势。为了保证现有道路服务水平能够满足日常交通需要，急需有计划、有目的的对既有道路进行加宽，优化道路结构，提升道路通行能力。道路在使用过程中的路用性能会受到车辆载荷、环境因素的往复循环影响，使得道路的质量下降，服务水平也随之降低。长此以往，车辆的行驶安全和物流交通都会产生不良影响，降低对社会经济效益的贡献程度。

当前道路扩建工程中，道路软土地基的处理工作一直是重点和难点。一般针对软土地基的处理方法总结上，可归纳为三种类型：一是加快软土地基的固结沉降方法，二是提升软土地基承载力的方法，三是减小上覆荷载产生附加应力的方法。既有道路拓宽工程往往针对通行量接近饱和状态的道路，加快固结沉降的方法因施工周期较长，本就急需改善通行条件的道路难以接受长期的打围施工，因而在工程领域的应用范围并不广泛。同样，提升软土地基承载力的方法，其实质是加固地基基础，然而如果为保通而单纯进行拓宽段加固，将导致后期运营过程中，容易出现因新老路基土体强度不一，差异沉降治标不治本等情况，造成更严重的差异沉降，因此，这一方法在实际的路基拓宽领域中也并不常见。采用泡沫轻质土实际就是第三种方法，利用自身轻质的特点，减小拓宽路基上覆土体荷载产生附加应力，改善新旧路基差异沉降问题，这种方法在国内外已得到了广泛应用。我国于2002 年引进并发展了泡沫轻质土技术，至今已在建设工程中广泛应用泡沫轻质土材料，无论是道路扩建，隧道工程还是桥台路基处理方面，都发挥着显著作用。

2 泡沫轻质土在既有软基道路扩建中的应用

2.1 工程概况

某扩建工程位于城市主交通干线区域，项目自北向南，路基宽度为8-15m 不等，原路下部为浅表层软基，建设工程中采用换填5m 厚碎石对其进行软基处理，但并未对深层进行处理。原路于1996 年建成投入使用，建成至今，繁重的交通已使局部路段出现了深达50cm 的沉降。为提升道路服务水平，现准备对既有道路进行加宽处理，加宽后的公路采用一级公路标准，主线双向四车道，路基宽度30m，设计行车速度60km/h。

2.2 工程方案背景

新旧路基之间的差异沉降表现，首先是新老路基结合处出现滑移现象。老路基经过多年运营，在自身土体荷载和长期的车辆荷载的双重作用下，沉降已相当稳定；为保证新老路基间的土体参数一致，减少因材料差异引起的差异沉降，旧路拓宽往往采用和旧路同样的路基填筑材料以保证材料的匹配性。然而新建路基未经过长期的荷载作用，固结沉降速度往往大于老路基，所以结合部位两侧经常存在沉降差，这种沉降差会导致新老路基拼接区域出现应力突变，而突变程度会随着沉降深度的增加而增加。当突变达到某个范围后，路面结构无法承受两侧应力的突变值，导致路面本身出现纵向裂纹。这种纵向裂纹产生的滑移量达到某个阈值后，整个拓宽部分会产生横向和竖向位移，特别是在降雨天气下，水分沿着裂缝进入路面，雨水的进入导致下层路基强度降低，各种破坏性因素一直累积，导致新建路基面临坍塌风险。

2.3 软土地基处理方案

本次扩建工程施工区域周围存在大量民房和建筑物，沿线平交路口数量众多，若采用堆载预压方式即加快软土地基的固结沉降方法控制新老路基差异沉降，堆载预压高度达到三米，工期时间相应较长，严重影响周边居民的正常出行。该工点周围地下水位较高，在工期较为紧张的情况下，堆载预压方式处治新老路基差异沉降难以达到理想效果。同时，本次扩建工程所处的区域地基含水量比较大，压缩性较高但渗透性比较差，是典型的软土特征，采用提升软土地基承载力的方法则需要在扩建区域采用桩基础的强处理，这种处理的工程造价相较于泡沫轻质混凝土而言极高。

2.5 施工流程与施工方案

在施工前首先截断流向作业区域的水源，在老路基硬路肩外设置拦水屏障，将路面水全部引至未施工段的区域排放。在泡沫混凝土施工开始前，需按照设计要求对老路堤的边坡进行清理。原有边坡开挖工作可以按照泡沫轻质土的施工进度展开合理规划，且一次开挖长度不宜过长，否则会有坡面临空，产生安全风险的可能性。在泡沫轻质土进行浇注前可对基底展开检查验收，满足软基道路泡沫扩建所要求尺寸、高程等参数[2]。

在整个施工环节当中，需保障泡沫轻质土浆物混合均匀，并快速混合进行管道输送。需注意的是输送过程中如果出现振动会导致气泡消解，轻质土的空气含量和湿度都会发生改变，流动性随之下降。此时要根据实际需求更换为泵管输送方式，输送距离尽量保持在300m 以下[3]。浇筑时要考虑到轻质土自身的重量并考虑水化热带来的不利影响。另外，如果选择雨期施工，那么还应严格做好防水措施和排水措施，防止大量水土流向低处的轻质土浇筑面，影响已经施工完毕的泡沫轻质土。一般情况下，在路基边坡的交接部位可以采取防水措施避免水分大规模进入。如轻质土表面已经具有消泡情况应快速处理。浇筑过程结束后利用薄膜覆盖进行保湿养护，提升土质强度。具体的施工环节应按照《气泡轻质土填筑工程技术规范》、《现浇泡沫轻质土路基设计施工技术规程》等相关技术标准的要求来进行。

3 结语

泡沫轻质土在当前软基道路的改扩建工程中可以发挥关键作用，且泡沫轻质土的特性可以有效解决新旧路肩差异沉降问题。在未来的工程当中进一步提升泡沫轻质土的均匀性，减少各类短板条件的不利影响，对泡沫轻质土的成品保护能起到稳定的保障作用，也能为今后的道路扩建、隧道减荷等工程提供技术支持。