摘要：泡沫轻质土兼具轻质性、自立性、高强性等多重应用优势，应用于高速公路建设，可减小新旧路基的差异沉降量，提高路面的平整性。以高速公路工程实例为依托，重点围绕泡沫轻质土在其中的应用要点展开探讨。
关键词：泡沫轻质土；技术指标；高速公路；应用分析
1泡沫轻质土的应用优势
泡沫轻质土是现阶段较为主流的新型建筑节能材料，以泡沫剂水溶液为主要原材料，通过机械方法将其制成泡沫，将该半成品加入其他浆料中（包含硅质材料、钙质材料、外加剂等），给予充分的搅拌处理，满足质量要求后出厂，浇筑成型[1]。泡沫轻质土的应用优势总结如下：（1）轻质性。泡沫轻质土在混凝土内部将生成较丰富且具有封闭特性的泡沫孔，在增加泡沫量后，可达到轻质化的效果，重度通常低于细颗粒土20%甚至更多，适用于在软弱地层上填筑土工结构，其结构的稳定性可得到保障。（2）可调节性。以实际需求为准，灵活调整配合比，可以改变泡沫轻质土的重度和强度，满足不同施工场景下的需求。通常，泡沫轻质土的重度调节范围5～12kN/m3，强度可调节范围0.3～13MPa。（3）流动性。管道泵送施工时，泡沫轻质土可以高效流动至指定位置，对空间要求较低，可操作性较佳。若将泡沫轻质土作为路基填筑材料使用，可省去浇筑后的机械碾压环节，施工效率得以提高。此外，泡沫轻质土浇筑具有连续性，无需采取针对性的养护措施。（4）环保性。在应用泡沫轻质土时，其原材料的可选形式较多，包含粉煤灰在内的多种工业废渣均可取得良好的应用效果，可实现“变废为宝”。此外，泡沫轻质土属无机材料，将其应用于路基施工后，并不会造成环境受损、水域受污染的问题，可兼顾高速公路施工质量和生态环境效益的双重要求[2-3]。（5）其他特性。除前述所提的特性外，泡沫轻质土还兼具传统水泥混凝土的诸多优良特性，如耐热性、抗水损害性等。
2泡沫轻质土路堤设计
2.1填筑高度
泡沫轻质土在道路结构中的位置关系如图1所示。重叠区路堤高度计算方法如下: 式中，H1、H2、H3分别为路面结构层、泡沫轻质土及常规填土的厚度，单位m；R1、R2、R3分别为路面结构层、泡沫轻质土及常规填土的平均重度，单位kN/m3。根据高速公路设计要求可知，施工现场原地面至路面顶部的高度为4.2m，路面、泡沫轻质土及常规填土的平均重度分别为:用式（1）计算可得泡沫轻质土的填筑高度，即H2≥1.91m。考虑到路基路面荷载要求，为确保高速公路在运营阶段具有足够的稳定性，统一按2m的高度进行填筑。
2.2关键技术指标
泡沫混合轻质土应用于高速公路工程，可以减小软基的附加应力。为充分发挥泡沫混合轻质土的应用优势，施工期间需加强对各项技术指标的控制（表1）。
3工程应用
3.1配合比强度试验
（1）制作10cm×10cm×10cm试块，参照普通混凝土的强度测试方法，按规范操作，确定其抗压强度；合理配置压路机，较适宜的是小量程砂浆压力机。（2）每6块试件为一组，共2组，经检测后确定各自的7d龄期抗压强度，待该值达到0.3MPa及其以上时，所对应的配合比具有可行性，可应用于施工中。
3.2泡沫轻质土施工
3.2.1施工设备压缩空气与发泡剂水溶液混合，由此形成均匀性较好的泡沫。根据制备要求，配套的是具有自动计量功能的设备，以便精确控制泡沫流量以及其他各类材料的用量，单台设备的泵送能力为50m3/h[4-5]。
3.2.2工艺流程以水泥浆和气泡为原材料，经混合后组成轻质泡沫土，用于浇筑作业，工艺流程如图2所示。
3.2.3施工要点（1）在防渗土工膜施工前落实准备工作，即在碎石垫层表面浇筑一层泡沫轻质土，厚度约30cm。（2）正式浇筑过程中遵循分层的原则，单层厚度以0.5～1m为宜。（3）遵循随拌随用的原则，严格控制浇筑层的施工时间，不可超过浆液的初凝时间，否则将产生废料。（4）沿浇筑区长轴方向浇筑，从一端开始，逐步向另一端推进。（5）浇筑过程中，若需移动浇筑管，则需前后移动，若因特殊情况必须左右移动时，需提升浇筑管至已浇筑轻质土表面为止，在此条件下左右移动。（6）扫平表面时，需合理调整浇注口的位置，保证其呈水平姿态。（7）经浇筑作业后加强防护，以免在轻质土成型期间因外力作用而出现强度偏低、形状不合理等问题。（8）遇强降雨或是持续性的小雨天气时，采取遮盖措施，避免轻质土遭雨水浸泡。（9）于泡沫轻质土顶部0.5～1m处设置2层Φ2mm不锈钢丝网。
3.3路基抽芯检测
路基施工作业落实到位后，钻孔取芯并组织试验，分析泡沫轻质土的质量情况。为保证芯样具有代表性，取4个点，各点分别取3个芯样，经检测后确定其重度和无侧限抗压强度的实际情况。结果表明，重度＜8kN/m3，无侧限抗压强度＞0.6MPa，两项指标均达标。结合重度检测结果，按最大平均重度（6.1kN/m3）计算，确定路堤总荷载，即H1R1+H2R2+H3R3=55.3kPa＜60kPa。由此可知，路基施工中应用泡沫轻质土，可以在不影响质量的前提下达到减载的效果。
3.4施工工艺流程
发泡混合输送站生产满足施工需求的材料，及时转至施工现场用于浇筑作业。总体上，应按照如下流程有序推进：采购材料（加强原材料进场时的质量控制）→制备水泥浆→制备泡沫→制备泡沫轻质土→管道输送→现场浇筑（遵循分层作业的原则，且需提前处理场地，即采取基坑开挖和基底处理措施）。
3.5施工期间注意事项
（1）施工中，泡沫混凝土变形缝横向、纵向均分两幅；基底不可存在杂物，否则易影响泡沫混凝土的浇筑施工效果[6-7]。（2）安排在非雨季施工，因工期等原因而在降雨天气施工时，应覆盖遮雨布，以免出现雨水下渗的情况。若不具备遮蔽条件，则需在四周修筑排水沟，同时配套泵等相关装置辅助抽水。（3）鉴于原结构顶圈梁及隧道顶板较薄弱的情况，应合理调度重载车辆，不可在该处行驶或停留。（4）施工单位及监理应高度重视隧道施工的安全问题和质量问题，将沉降、位移作为重点观测指标，详细记录各项信息；此外，对于施工进场前的沉降以及隧道坐标原始数据，一方面需保证其准确性，另一方面则需备份，以免数据丢失。施工过程中，由专员加强监测，完整记录各项信息，根据所得数据生成沉降速率曲线作为施工参考。隧道顶板的沉降以及暗埋段结构变形均是重点监测内容。（5）隧道结构的附加沉降量不超过2cm，7d无侧限抗压强度≥0.9MPa时，说明路基的强度满足要求，可以进入后续施工环节。
4结语
以广佛肇高速公路某标段为背景，围绕轻质泡沫混凝土的应用要点展开探讨，提出施工方案、施工工艺以及注意事项。在高速公路施工中，由于轻质泡沫混凝土具有轻质、强度高、环保效益良好等特点，可以在短时间内高效完成高速公路的建设工作，具有可行性。在后续的工程中，工作人员可以灵活应用轻质泡沫混凝土，加强对材料质量的控制以及对施工工艺的优化，充分发挥出轻质泡沫混凝土的应用优势，切实提高高速公路的整体建设水平。
