泡沫混凝土在高填方路基施工中的应用

泡沫混凝土在高填方路基施工中的应用

孙健

溧阳市公用事业管理中心

摘要：本文以泡沫混凝土在高填方路基施工中的应用为研究对象，探讨了泡沫混凝土的特性、公路工程高填方路基施工技术要点以及泡沫混凝土的施工过程。通过对溧阳市贝桥路道路建设工程的案例研究，论文详细介绍了泡沫混凝土在路基工程中的应用方法和施工技术。研究表明，泡沫混凝土具有质量轻、流动性好、独立性强和耐用性好等特点，在高填方路基施工中具有广泛的应用前景。

关键词：泡沫混凝土；高填方路基；施工技术；特性；

引言

随着城市化进程的加速和交通运输需求的不断增长，道路建设作为基础设施建设的重要组成部分，受到了越来越多的关注。而高填方路基作为道路工程中的关键环节，其施工质量直接影响到道路的使用寿命、安全性以及通行效率。传统的路基施工常采用普通混凝土或其他重质填充材料，然而这些材料存在着密度大、重量重、施工成本高等问题，不利于提高工程效率和降低成本[1]。因此，寻求一种轻质、高效的新型填充材料成为了道路工程建设的迫切需求。泡沫混凝土作为一种具有轻质特性的新型建筑材料，因其质量轻、流动性好、独立性强和耐用性好等优点，成为了填充材料领域的热门选择。其在高填方路基施工中的应用，为解决传统材料所存在的问题，提升路基工程的质量和效率提供了全新的思路和解决方案。本研究旨在探讨泡沫混凝土在高填方路基施工中的应用，以溧阳市贝桥路(天目湖大道-天目路)道路建设工程为案例，分析其在实际工程中的应用效果和优势，旨在为提高路基工程施工质量、降低施工成本、推动道路建设的可持续发展提供技术支持和参考依据。

1泡沫混凝土的特性

1.1质量较轻

泡沫混凝土因其内部含有大量气泡，因此比传统的普通混凝土更轻。这种轻质的特性是由混凝土中的稳定的泡沫结构所决定的。泡沫混凝土的密度通常在400至1600千克/立方米之间，相比之下，普通混凝土的密度通常在2000至2500千克/立方米之间。由于其轻质特性，泡沫混凝土在各种工程应用中具有独特的优势。

1.2良好的流动性

泡沫混凝土具有较高的可流动性和可塑性，这使得其在施工过程中能够充分填充各种形状的模具或空间，并且能够顺利地流动到需要填充的区域，填充密实。良好的流动性使得泡沫混凝土的施工更加灵活方便。它可以适应各种不规则的空间形状，包括曲线、角度和窄缝等。这使得泡沫混凝土在各种工程项目中的应用更加广泛，无论是在填充地下管道、隧道、地基、或是在建筑物的墙体、屋顶、楼板等部位，都能够有效地实现材料的填充和固定。

1.3独立性强

泡沫混凝土的制备过程相对简单，无需特殊的模具或支撑。通过将混凝土浆料与发泡剂混合并搅拌，泡沫混凝土中的气泡便会在混凝土凝固后形成。这些气泡在混凝土中形成闭孔结构，使得泡沫混凝土具有良好的强度和稳定性，不需要额外的支撑结构来维持其形状。

1.4耐用性好

泡沫混凝土的闭孔结构使得其具有良好的抗渗性和抗水性。由于混凝土中的气泡形成了闭孔结构，使得水分难以渗透到混凝土内部，从而有效地防止了混凝土的水分侵蚀和腐蚀。这使得泡沫混凝土能够在潮湿或高湿度环境下长期稳定地工作，不易发生水泡、裂缝或腐蚀现象[2]。泡沫混凝土具有优良的耐磨性和抗压性。尽管泡沫混凝土相对轻质，但其闭孔结构使得其具有较高的强度和硬度，能够承受一定程度的压力和冲击。这使得泡沫混凝土在受到外部力量作用时能够保持稳定的结构，不易产生变形或破坏，从而延长了其使用寿命。

2公路工程高填方路基施工技术要点

2.1施工准备

施工前需要对施工现场进行清理和平整，确保施工区域没有障碍物和杂物，同时需要进行场地勘测和标定，确定施工的起点、终点和路线等参数，为施工提供准确的基础数据和参考依据。具体的准备情况如下：

（1）材料准备：施工过程中需要大量的填料、水泥、混凝土等材料，因此需要提前进行材料的采购和储备。在选择和采购材料时，需要根据工程要求和质量标准进行严格把控，确保材料质量和供应量的稳定。

（2）设备准备：施工过程中需要使用各种施工设备和机械，如挖掘机、推土机、压路机等。在施工前需要对这些设备进行检查和维护，确保设备状态良好，能够满足施工的需要。同时需要保证施工现场的安全性，采取必要的安全措施和防护措施，确保施工人员和设备的安全。

2.2高填方路基排水、填筑与压实

2.2.1路基排水

（1）边沟

边沟是路基边缘的排水设施，用于收集路面和路基的雨水。边沟通常沿着路基边缘设置，其主要作用是将路面和路基的雨水引导到排水沟或排水管道中，防止水浸渗入路基内部。边沟的设计需要考虑排水能力和排水方向，确保雨水能够及时排除，不会对路基造成影响。

（2）截水井

截水井是用于截取路面和路基中的积水，防止水浸渗入路基内部的设施。截水井通常设置在路面或路基的低洼处，通过截水井中的排水管道将积水排除。截水井的设计需要考虑截水井的位置和数量，以及排水管道的尺寸和排水能力，确保能够有效地排除积水，保持路面和路基的干燥。

（3）排水沟

排水沟是用于收集路面和路基的雨水，将其引导到排水管道或排水渠中的设施。排水沟通常沿着路面或路基的一侧设置，其主要作用是将雨水收集起来，并通过排水管道或排水渠将其排除。排水沟的设计需要考虑排水能力和排水方向，确保能够及时有效地排除雨水，防止水浸渗入路基内部。

2.2.2路基填筑与压实

填筑过程：在填筑过程中，首先需确保填料的均匀铺设，覆盖整个填方区域，并且要求填料层厚度均匀。随后，按照设计要求和施工规范，采用分层填筑的方式进行施工，以保证填料的均匀性和稳定性[3]。在每一层填料铺设完毕后，都需进行夹层加筑，利用压路机或其他压实设备对填料进行压实，以提高填料的密实度和稳定性。

压实过程：在进行压实过程中，首先需要根据填料的性质和厚度选择合适的压实设备。然后，采用适当的压实方法和顺序，对填筑好的填料进行压实。通常采用多次多方向的交叉压实方式，避免过度压实导致填料变形或损坏。最后，在压实完成后，需要对填料的密实度进行检查，确保填料达到设计要求的密实度标准。

3泡沫混凝土的施工

本文以溧阳市贝桥路(天目湖大道-天目路)道路建设工程为案例进行研究，该项目实施过程中采用泡沫混凝土。

3.1泡沫混凝土原材料选用

典型的泡沫混凝土原材料包括水泥、砂、骨料以及发泡剂。

（1）水泥作为泡沫混凝土的主要胶凝材料，其品质直接影响到混凝土的强度和耐久性。因此，在选用水泥时应选择标准合格的产品，并严格控制其品质指标。

（2）砂和骨料是泡沫混凝土的填充物料，用于增强混凝土的强度和稳定性。在选择砂和骨料时，应考虑其颗粒形状、粒度分布和含泥量等指标，以确保混凝土的均匀性和稳定性。

（3）发泡剂是泡沫混凝土的关键添加剂，用于产生混凝土中的气泡，降低混凝土的密度[4]。在选用发泡剂时，应选择具有良好发泡性能和稳定性的产品，以保证泡沫混凝土的质量和性能。

3.2配合比设计及试验

根据工程要求和设计规范，确定泡沫混凝土的配合比参数，包括水泥、砂、骨料和发泡剂等原材料的比例。配合比设计需要综合考虑泡沫混凝土的强度、密度、抗渗性等性能指标，以及施工现场的实际情况，确定最佳的配合比方案。

设计了三组配合比方案，分别为A组、B组和C组，具体配合比如下：

A组：水泥：砂：骨料=1:3:5，发泡剂按照标准比例添加。

B组：水泥：砂：骨料=1:4:6，发泡剂按照标准比例添加。

C组：水泥：砂：骨料=1:5:7，发泡剂按照标准比例添加。

实验结果如下：

表1 不同配合比泡沫混凝土的实验效果

因此，B组的泡沫混凝土具有较高的抗压强度和较低的密度，且抗渗性优秀，因此在该工程中是最佳的配合比方案。

3.3泡沫混凝土制作工艺流程

泡沫混凝土的制作工艺流程是确保泡沫混凝土质量和性能的关键步骤之一。在溧阳市贝桥路道路建设工程中，采用以下工艺流程：

首先，准备所需原材料，包括水泥、砂、骨料和发泡剂。确保原材料的质量符合要求，并按照配合比准确称量。将预先准备好的水泥、砂、骨料和适量的水放入混凝土搅拌机中进行混合搅拌。在搅拌的过程中，确保各种原材料充分混合均匀，形成均匀的混凝土浆料。

在混凝土搅拌的过程中，逐渐加入发泡剂。发泡剂的加入会产生大量气泡，使混凝土呈现轻盈的泡沫状。在加入发泡剂的过程中，需要控制发泡剂的用量和速度，确保泡沫混凝土的质量和密实度，图1展示了实验中不同发泡剂浓度对应的泡沫体积。

图1 不同发泡剂浓度对应的泡沫体积

搅拌均匀：经过发泡剂加入后，继续搅拌混合，使泡沫混凝土浆料达到均匀的状态。在搅拌的过程中，可以根据需要适当调整水泥浆的流动性和稠度，以满足施工要求。

浇注施工：将混合均匀的泡沫混凝土浆料倒入施工现场的模具或者填充到需要加固或填充的空间中。在浇注的过程中，需要控制浆料的流动性和厚度，确保填充充实均匀，形成稳定的结构。

养护保养：在泡沫混凝土浇注完成后，进行养护保养工作。保持施工现场的湿润状态，确保泡沫混凝土的正常凝固和固化，以达到设计强度和稳定性要求。

4结论

通过对泡沫混凝土在高填方路基施工中的研究，可以得出以下结论：

（1）泡沫混凝土具有质量轻、流动性好、独立性强和耐用性好等优点，在高填方路基施工中具有广泛的应用前景。其轻质的特性可以有效减少路基的自重，降低地基沉降和变形风险，提高路基的稳定性和安全性。

（2）泡沫混凝土在高填方路基施工中采用合理的配合比设计和试验方案，可以确保其具有理想的密度、抗压强度和抗渗性等性能。通过科学的试验验证，可以确定最佳的配合比方案，为泡沫混凝土施工提供可靠的技术支持。

（3）泡沫混凝土的施工工艺流程清晰明确，包括原材料选用、混合搅拌、发泡剂加入、浇注施工和养护保养等关键步骤。严格按照工艺流程操作，可以确保泡沫混凝土施工质量和施工效率。

最后，通过溧阳市贝桥路道路建设工程的案例研究，验证了泡沫混凝土在高填方路基施工中的可行性和优越性。该工程实践证明，采用泡沫混凝土可以有效提高路基工程的施工效率、降低施工成本，为道路建设的可持续发展做出了积极贡献。

参考文献

[1]饶超敏,梁哲为,朱元臣,等.陶粒泡沫混凝土基本力学性能试验统计分析[J/OL].宁波大学学报(理工版),1-7.

[2]周宇航,罗如平,朱碧堂,等.轻质泡沫混凝土泡沫剂的性能优选与配比试验研究[J/OL].华东交通大学学报,1-7.

[3]刘通.新型泡沫混凝土在软岩隧道支护中的应用[J].水利技术监督,2024,(03):263-266+277.

[4]陈海洋.寒区公路泡沫混凝土抗冻融性能试验研究[J].山西建筑,2024,50(05):111-113.

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