气泡混合轻质土在高速公路中的应用

气泡混合轻质土又名泡沫轻质土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土材料，是按照一定比例添加固化剂（水泥）、发泡剂（气泡）和水，经充分混合搅拌后形成的轻型填筑材料。

气泡混合轻质土（泡沫混凝土）的特点是低容重、隔热保温、固化可自立、强度和变形特性可以达到甚至超过改良土路基。作为回填料，其具有整体性高、低弹减震性好、抗压性好、耐水性好、操作简单、机械化程度高、填筑无死角、施工速度快等特点。

1气泡混合轻质土的适用范围

（1）新型公路桥台背路基换填，有效解决软基路段预压不充分工程沉降。

（2）旧路改造的桥台背路基换填，解决沉降引起的桥头跳车。

（3）道路扩建中的加宽路基填筑，解决新旧路基差异变形问题。

（4）山区陡峭路段的路基填筑，解决高填高挖带来的施工困难。

5）用于地下大跨度结构工程的覆土减荷，解决荷载过重问题。

（6）隧道坑口的填筑，解决隧道开挖时山体坍塌。

2气泡混合轻质土工程背景

赤山分离式立*叉桥上部结构为1 × 20m空心板梁，桥台台背气泡混合轻质土长度为9.06m，宽度25m，设计高度3.27m，轻质土方量为1100m，；桥头位置均处于软基段，设计采用比重较小的气泡混合轻质土（不大于6.5kN/m3）进行施工。桥台台后回填气泡轻质土纵断面见图1。

3气泡混合轻质土配合比设计

本项目气泡轻质土设计容重路槽底以下80cm范围内S6.5kN/m"，其余区域<5.5kN/m'，28d无侧限抗压强度路槽下80cm范围内为0.8MPa，其余为0.6MPa，根据设计指标选择合适的施工配合比。

3.1气泡混合轻质土检验项目

气泡混合轻质土现场检验。

3.2材料的选择

固化材料本着经济、方便的原则，选用水泥为P042.5水泥。发泡剂为（发泡倍率40-60、稀释倍率40）。水选择饮用水。

3.3施工配合比确定

根据设计，需要0.8MPa和0.6MPa的气泡混合轻质土，试验室经多次现场试验设计出了相对应的配合比以便于施工。按经验配比，选用水灰比0.55~0.65，根据湿容重控制要求选定水泥用量及水用量。

式中：mf为每立方气泡轻质土的气泡群用量（kgm3'）；pf为气泡群密度（kg/m3）；mc为每立方气泡轻质土水泥用量（kg/m3）；mw为每立方气泡轻质土水用量（kg/m3'）；Pc为水泥密度（kg/m3）；pw，为水的密度（kg/m3）。

根据设计目标性能及计算进行试配，分别进行7d抗压强度试验，试块尺寸为100mm x 100mm x 100mm，根据多组试配试件最终选定施工配合比为：配比A

（0.6МРа）：水泥：水：气泡=310：190：710.配比в（0.8MPа）：水泥：水：气泡-350：215：672.097。

3.4配合比研究

通过多组配比试验结果发现，不同水泥、发泡剂掺量、轻质土性能不同。从以下3个方面分析其相互关系。（1）在发泡剂及水用量相对固定的情况下，气泡轻质土的容重随着水泥用量的增加而增加，见图2。

（2）在水泥及水用量相对固定的情况下，气泡轻质土的容重随着发泡剂用量的减少而增加，见图3。

（3）在水泥及水用量相对固定的情况下，气泡轻质土的强度随着发泡剂用量的增加而减小，见图4.

最终施工时确定配合比为：00.6MPa推荐方案：水泥：水：气泡群=310：190：710.000；20.8MPa推荐方案：水泥：水：气泡群=350：215：672.097.

3.6配合比研究总结

气泡混合轻质土的抗压强度、容重是施工质量控制的主要指标，根据南益项目气泡轻质土施工配合比研究，得出如下结论：

（1） 水泥含量越高，抗压强度越大，水泥掺入比例对抗压强度影响显若。

（2）相同水泥掺入条件下随着气泡含量增大，试样容重降低，抗压强度将减小。

（3）轻质土容重随气泡含量的增加不断降低，气泡含量对气泡混合轻质土容重的影响显若。

4施1工艺总结

4.1基础及挡墙

根据施工放样，按照混凝土配合比进行基础混凝土施工。气泡混合轻质土挡墙的作用是防止气泡混合轻质土的风化，保护轻质填土构造体。由于保护壁在气泡混合轻质土固化后会与其合为一体，因而可不考虑气泡混合轻质土固化后产生的侧压。施工时，为了防止气泡混合轻质土溢出，应尽量消除壁板之间、壁板与地基之间的间隙。另外，要防止模型产生扭曲变形，可在模型中应用管材进行加固。

4.2气泡混合轻质土制作工艺流程气泡混合轻质土的配置步骤如图5所示，即在水泥、水充分混合成浆状之后，通过发泡装置产生的气泡加入其中而成。

4.3气泡混合轻质土输送

气泡混合轻质土中的气泡在由管道或泵管输送的过程中消解量是极小的。但如果使用预拌混凝土车和翻斗车进行输送

的话，由于振动使得气泡消解，湿润度、空气含量将发生变化，流动性也降低。因此，针对木工程的特点，采用管道进行泵送。为保证气泡混合轻质土的稳定性，减少材料离析，搅拌场所设在离最远施工点500m以内。如果超过输送距离，必须设置中继泵送装置或气泡混合蛇管等措施。

4.4浇筑、铺设

气泡混合轻质土路堤每隔10m设置沉降缝，缝宽1cm，缝间全断面填充沥青木板或夹板。路堤顶面纵向应分段做成台阶状连接，台阶高差根据路线纵坡而定。

气泡混合轻质土中气泡既有独立细微的特点，也具有分散性。为减少气泡的消解及材料分离现象，施工过程中要避免过度振动（浇筑方法如图6所示），并且要控制好浇筑厚度。根据施工经验得出，一次浇注的最大厚度不能超过1m，最小不小于0.25m。同时，要避免雨天施工.

5结语

气泡混合轻质土是一种最为先进的轻型填土技术。轻质填土是指通过使用一些特殊技术制造出容重小于一般土体的填土材料。气泡混合轻质土具有容重可以自由调整、流动性、白硬性等优点。由于其优良的力学性能和经济指标，在经济发达国家是一种深受欢迎并且被广泛使用的土建高新技术。这种填土技术可大大降低填土荷重，使填士更加均匀且不需碾压作业，具有施工噪音低、施工工期短等优点。