气泡混合轻质土在路桥过渡段的应用研究

摘  要：本文在全面掌握气泡混合轻质土工程特性的基础上，结合具体工程案例，对路桥过渡段气泡混合轻质土施工流程进行了分析，最后通过试验检测，分析了沉降控制情况，结果表明：气泡混合轻质土在路桥过渡段差异沉降控制中具有良好的施工效果。

关键词：气泡混合轻质土;路桥过渡段;工程特性

中图分类号：U416.1    文献标识码：A       文章编号：2096-6903（2020）06-0000-00

0引言

桥梁作为公路建设的重点工程，在路桥过渡段处极易出现“桥头跳车”等病害，当车辆在此处通行时，将会出现跳跃、冲击等现象，从而影响行车速度及行车舒适性，甚至会损坏桥梁质量及引发安全事故。气泡混合轻质土作为一种性能优越的无机材料，在路桥过渡段施工中得到了广泛应用。此类材料不仅能够减小对地基的附加应力，还能降低对桥台构造物的水平推力，从而有效控制不均匀沉降，提高路堤稳定性。

1气泡混合轻质土的工程特性

1.1容重

与一般水泥混凝土材料相比，气泡混合轻质土内气泡含量多，相对较轻。据相关研究表明，配合比设计、水环境等均会影响材料的容重。表1为常见几种材料的容重情况。

由此可见，气泡混合轻质土的容重范围为5～12kN/m³。通常情况下，在整个生产加工过程中，材料容重都会发生一定改变，气泡混合轻质土内气泡含量大，相比之下，容重偏小。因此，气泡含量多少将直接影响气泡混合轻质土的容重。

1.2渗透性

在水环境条件下，由于气泡混合轻质土内部存在孔隙骨架结构，因此其极易出现渗透情况。一般可通过渗透系数来分析此类材料的渗透性，研究表明容重降低，渗透系数随之增长。此外，固化剂同样会制约渗透系数，轻质土孔隙骨架可填充基质土和固化剂的拌和物，伴随龄期的不断增加，气泡混合轻质土透水性将越来越小。

1.3导热性

相比普通填筑材料，气泡混合轻质土具有良好的隔热性，且导热系数低。当轻质土内泡沫量较多时，将大幅降低导热系数。根据相关标准规定，当气泡混合轻质土容重为6 kN/m³时，热传导率为0.1;当容重为9 kN/m³时，热传导率为0.175。

1.4流动性

气泡混合轻质土具有较高流动性，原因在于此类材料内部无粗集料，仅含有细集料，同时，气泡混合轻质土还存在自流平特性，在施工时，基于上述特点，无需振捣、压实。一般情况下，可在160～200 mm之间控制气泡混合轻质土的流值。研究表明对其流动性影响最大的因素为水、泡沫的含量多少。

第一，当具有较大水流量时，伴随水含量的不断增多，气泡混合轻质土的流动性也将随之增加。由于此材料内含有一定量的水泥浆液，在水量增长的同时，水灰比也会随之增加，进而会严重影响材料强度。因此，必须做好水量控制工作，避免材料强度过度下降，最终影响工程施工质量与安全。

第二，在整个施工过程中，随着泡沫量的不断增加，气泡混合轻质土的容重将随之下降，进而影响其流动性。一般来讲，当泡沫量增多后，将会对其流动性产生阻碍，进而出现流动性下降等情况。

2工程概况

本文以郑开大道上跨机西高速二期改建工程为例，为降低工后沉降，减少占地，改建工程在桥台背和路基两侧广泛采用气泡轻质土填筑，同时选用喷锚措施对两侧加以防护。

3施工工艺流程

3.1配合比设计

气泡群应选择发泡设备提前制备，不适合采用搅拌方式制取气泡群。制备气泡混合轻质土前期，需确定设计配合比，待确定后，即可进行拌和消泡试验，确保质量满足施工要求。根据工程路基材料要求，气泡混合轻质土容重不大于6.0kN/m³。

3.2输送

气泡混合轻质土一般可采用配管泵送，轻质土的流动性、浇筑高度均会影响输送距离。一般来讲，为避免对轻质土质量造成不利影响，泵送距离不得超过500 m，根据施工现场具体情况，可适当缩短泵送距离，以200m左右为准，便于施工。

3.3发泡、混合拌和

在空气压力作用下，可进行发泡施工，待发泡量达到设计要求后，即可将其和水泥浆进行均匀搅拌，并向施工场地浇筑。在泵送设备、泵送管道内，新拌气泡混合轻质土的停滞时间需控制在1 h以内。

3.4浇筑和铺设

根据工程实际情况，需分层、分块进行气泡混合轻质土浇筑施工。结合现场情况，进行浇筑区合理划分并绘制成图。浇筑过程中，保证和浇筑面水平，施工中不得出现振动过度现象。此外，还要在0.3～0.8 m之间做好单层厚度控制及浇筑间隔时间控制工作。一般，须在下一层浇注终凝前完成上一层浇注作业。浇注过程中，根据工程需求，不宜采用喷射法。浇注时如遇到下雨天，应及时覆盖未硬化的浇注体表层。每班施工结束后，需及时清理干净浇注设备、泵送管道的残留物，避免堵塞管道或影响设备运行质量。

3.5质量控制

按照表2质量标准，对气泡混合轻质土施工情况进行合理控制，保证质量满足规范要求，提高施工质量。

4路基施工过程沉降监测分析

为验证桥头路基处气泡混合轻质土的应用效果，掌握基底沉降分布情况，决定在第1断面与第2断面的中间部位均进行一个沉降标设置。表3为监测结果。

由表3可见，第1断面监测中最高沉降值为0.034 m，第2断面的最高沉降值为0.046 m，隨着施工时间的不断增加，两个断面测点的沉降值均呈下降趋势，并逐步趋向稳定。

5结语

綜上所述，伴随国民经济的迅速发展，我国公路建设规模持续扩大，过渡段差异沉降是最常见的一种路桥病害形式，其将会严重影响行车舒适性，甚至会损害桥台等部位或造成更为严重的交通安全事故。因此，必须重视公路工程过渡段病害问题，根据工程实际情况，合理选择防治措施，最大限度降低损坏程度，提高道路使用性能，实现经济效益和社会效益的最大化发展。

参考文献

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收稿日期：2020-04-18

作者简介：陆新焱（1984—），男，湖北武汉人，研究生，工程师，研究方向：桥梁与隧道。

Study on Application of Air Bubble Mixed Light Soil in Road Bridge Transition Section

LU Xinyan

（Henan Anluo Expressway Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract：On the basis of fully mastering the engineering characteristics of air bubble mixed light soil， combined with specific engineering cases， this paper analyzes the construction process of air bubble mixed light soil in the transition section of road and bridge， and finally analyzes the settlement control situation through test detection. Thus， it can be concluded that the bubble mixed light soil has good construction effect in differential settlement control of road bridge transition section.

Keywords： air bubble mixed light soil; road bridge transition section; engineering characteristics