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泡沫混凝土在公路工程施工中的应用

在实际运用中,使用泡沫混凝土可以降低地下连续通道、地铁隧道等区域的回填荷载,可以有效应对公路软基路堤的桥头跳车等现象,还能解决高寒地区路堤隔热、保温等问题。

随着公路施工技术的发展,对混凝土材料的要求也越来越高。 泡沫混凝土因其具有质轻、抗震、耐火、保温、隔热隔音效果良好等一系列优点在公路工程施工中得到了广泛应用。 在实际运用中,使用泡沫混凝土可以降低地下连续通道、地铁隧道等区域的回填荷载,可以有 效应对公路软基路堤的桥头跳车等现象,还能解决高寒地区路堤隔热、保温等问题。

1.泡沫混凝土的性能特点

泡沫混凝土是一种新型的混凝土材料,近年来,在全球范围内得到了大力的推广和广泛的应用。究其原因,主要是因为泡沫混凝土具有很多良好的性能,能够适应工程建设的不同需要。 现简单介绍如下:

第一, 质地很轻。 表观密度在160kg/m3左右的泡沫混凝土质地非常轻,目前在公路工程领域开始推广并使用。 由于具有较小的荷载,它可以减少约 1/4 的自重, 有的时候甚至占到整体结构物质量的35%左右。

第二,抗震性能不错。 泡沫混凝土的弹性模量较低,具有良好的扩散冲击负荷的功能, 同时泡沫混凝土能够消耗地震波带来的冲击能量。

第三,膈音性能较强。 因为存在着封闭孔,所以泡沫混凝土的隔音效果很好。在高速公路两边安装的隔音板就是很明显的例子。

第四,耐火性能良好。 泡沫混凝土本身就是一种无机材料,而无机材料都是不可自燃的,因此它是一种良好的耐火材料。

第五,隔热保温性能较高。 泡沫混凝土整体性能良好,不仅节能效益高,而且耐老化,保温性能也很强。 同时,在保温效果得以保证的前提下,使用泡沫混凝土还能新增建筑面积,提高房地产开发商的经济效益。

第六,防水性能很好。 现浇泡沫混凝土由于内部有很多独立而封闭的气泡,所以不易吸水,整体性也很强,在防水性能上表现良好。

第七,可以有效的调节湿度。 随着环境的不断改变,泡沫混凝土的含水量也会不断变化,这就意味着使用这种材料的工程实体可以使室内外的空气湿度保持平衡, 达到干湿合理的要求。 同时,还可以减弱室外环境的影响,降低人与墙体之间的辐射。

2.混凝土在公路工程施工中的应用

2.1 在公路拓宽中的应用

在公路工程建设中有时候会遇到一些问题,比如周围民房、街道与公路的距离过于贴近,使得公路工程的施工场地很小,再加上场地周边的人流量较大,给运输公路工程施工设备和物资带来了很大的困难。 在这种情况下,必须要保证在不增加额外用地面积的同时做好当前场地的公路拓宽工作。为了不对原来的公路以及周围的建筑物产生影响,在进行公路拓宽工作时,应尽量避免出现公路工程地基产生变形的情况。 针对公路拓宽工程的实际情况, 在进行处理时要充分发挥泡沫轻质材料的作用,在工程中积极的应用泡沫混凝土。 由于泡沫混凝土相较于普通混凝土的巨大优势, 在施工过程中可以有效的应对公路拓宽等问题,而且便于操作,施工难度也不大。 同时,应用泡沫混凝土进行施工还可以有效的节约成本,为工程的施工效果和施工质量提供了保障。 在应用过程中,首先要做好路基开挖工作,要一次性挖出公路路基用于浇筑

泡沫混凝土的台阶位置, 上台阶的高度要控制在2米的范围之内,而下台阶的高度控制在1米的范围之内。 一次性的开挖台阶可以使公路工程在施工过程中少受到干扰,还可以在二次开挖时最大程度的降低对泡沫混凝土的破坏程度。 另外,如果在下雨天进行施工还要对开挖的台阶做好防护工作。 为了达到较好的使用效果,在制作泡沫混凝 土时最好选择车载式移动设备,同时合理的设定施工配合比。

2.2 在回填灌浆中的应用

泡沫混凝土在废弃坑道、隧道回填方面也应用广泛,在长沙107国道综合管线治理工程中,通过对工程原有管线回填灌浆的研究和施工,我们发现,利用普通混凝土生产和泵送设备回填泡沫混凝土的时候,一次就可达到220 m3,回填长度达40m,泵送距离最远可达 250m。 试验表明,使用泡沫混凝土能够填满整个洞穿管与隧洞间的空隙,同时在抗压强度上也符合要求,这就最大限度满足了设计的需要。 与普通混凝土相比较,在回填灌浆中应用泡沫混凝土能够取得良好的效果。 同时,在回填灌浆过程中对施工的要求也不高,施工难度较小。 还能够保证回填的速度, 在回填充实度上也达到了令人满意的效果。 此外,使用泡沫混凝土回填灌浆可以有效的节约施工成本,在保证施工质量的前提下为施工企业创造了良好的经济效益。

2.3 在软基路堤中的应用

为了满足经济社会发展的需要, 我国的高速公路网也日趋完善,在路线设计上可供选择的空间也越来越小。 有些人流量比较集中的地区,交通状况也日益紧张,对高速公路进行拓宽改造已成为当务之急。 尤其是在软基地区,在进行拓宽改造时需要对路堤的工后沉降作出相应的处理。 泡沫混凝土由于其特有的物理力学性质,目前在公路道路加宽、软基路段填筑、桥台回填等方面应用广泛。

软土地基尤其是超软弱地基往往含水量较大, 压缩性也较高,同时渗透性很差,强度也很低。这种地基的填土沉降量较大,在沉降稳定性方面不符合相关要求。 在软基路堤中应用泡沫混凝土可以有效的解决桥头跳车等问题,因为泡沫混凝土可以大幅度的降低软基路堤的荷载,这对于降低公路工程路基施工之后的沉降水平具有直接的意义。

2.4 在减荷回填中的应用

作为混凝土家族中的一员,现浇泡沫混凝土具有泡沫混凝土的所有特性。 除此之外,它还具备投资少、施工方便、成本低以及整体性强等一系列优点,在减荷回填中也得到了充分的利用。

在天津西站站前广场结构减荷回填工程中,现浇泡沫混凝土也发挥了重要作用。 工程概况为:天津西站交通枢纽建设工程是集高速铁路、城际铁路、普速铁路、长途客运、城市轨道交通、市区公交、出租和停车于一体的综合交通枢纽,包括铁路西站改扩建工程和配套市政公用工程。天津西站交通枢纽配套市政公用工程包括:南北广场工程、西青道下沉隧道工程、子牙河南路拓宽工程、复兴路高架桥工程、西纵联络线立交工程以及地铁4,6号线工程。南广场公交车场占地面积约12000m2,场地占压地铁1号线天津西站站,包含2004 年新建箱体结构和局部上世纪七、八十年代建设的老箱体结构。现状地面标高为大沽高程2.02m~2.53m,规划地面标高为大沽高程+4.5m 左右,地铁车站上方增加覆土2~2.5m,增加荷载近50kN,在新的规划标高条件下,对地基进行了轻型材料换填处理。按照市委、市政府要求,西站交通枢纽将于于2011年7月1日正式通车。时间紧任务重,各工种交叉作业,施工难度较大。为满足地铁1号线既有箱体结构顶板压弯裂缝宽度及顶板抗压强度要求,本工程设计单位(铁道第三勘察设计院集团有限公司)提出路基换填方案(以下简称“方案”)。方案采用等荷替换法对箱体结构顶板上部填土进行替换,使之既满足结构顶板相关要求,亦满足规划路面高程对填土高度要求。换填材料主要采用现浇泡沫轻质(混凝)土。 经过对比发现,泡沫混凝土是最为合适的材料,于是最终选择其作为减荷回填的材料。 由于泡沫混凝土的吸水性较强, 在选择胶凝材料时必须具有良好的配合度,这样才能有效的降低泡沫混凝土的吸水率,从而也有效的保证了减荷效果。

3.总结

综上所述,泡沫混凝土是一种新型的无机保温材料,具有质地轻、抗震性能好、隔音隔热效果好、耐火以及防水性能良好的特点,这也是其面世时间不长而得到广泛推广和应用的原因之一。在公路工程施工中,泡沫混凝土的使用范围很广,在公路拓宽、回填灌浆、桥头跳车以及减荷回填等领域发挥了重要作用。 因此,要努力挖掘泡沫混凝土在运用方面的潜力,对其进行深入推广。 在使用泡沫混凝土进行的公路 工程施工中 ,要科学 、合理的选择施工工艺 ,使其充分发挥自身的作用,为提高公路工程的质量提供保障。