张胜军 裘晓飞杭州富阳交通发展投资集团有限公司摘 要：以某公路拼宽项目为例，首先阐述了原有公路路基的技术状况，然后对路基沉降与稳定进行计算分析，并阐述了超载预压技术要求，最后从原材料、技术指标要求、泡沫混凝土浇筑、质量检验等方面探讨了泡沫混凝土施工技术，可为同类公路工程施工提供参考。
关键词：泡沫混凝土;公路工程;拼宽建设;作者简介：张胜军（1973—），男，浙江杭州人，高级工程师，研究方向为公路工程。
;1 工程概况某公路始建于2000年，全长18.262km，途经多个乡镇，为二级公路标准，设计速度为80km/h，双向两车道，路基宽12m。
横断面布置为：12m=2×（0.75m土路肩+1.5m硬路肩+3.75m行车道）。
随着城镇化进程的不断加快，中心城市及沿江城市间的交流联系变得更加紧密，对交通的需求与日俱增，使得与之相配套联系的5个街道以及周边乡镇的交通主干道的实施变得更加迫切。
目前，该地区的主要连接通道是这条公路，也是砂石建筑材料运输的主要道路，重型砂石车辆相对密集。
自运营以来，路面已多次进行修复。
沿线的交通流量复杂，事故频发，难以满足沿线社会经济发展的需要。
主要表现在以下方面。
(1）现有的公路技术标准相对较低、适应程度也差，部分路段穿越多个乡镇，且右侧多为厂房及民用住宅，车辆与行人横向干扰严重，存在安全隐患。
(2）由于邻近高速公路收费，部分通往邻近城市的货车都选择该条公路通行，导致这条公路在通行能力和路面承载力方面都不堪重负。
(3）车辆混合行驶多，不分客货、快慢、机非，交通事故多且严重，影响交通效率和交通安全。
(4）目前项目沿线区域内交通繁忙，公路街道化的现象日益严重，制约了沿线地区经济和旅游业的发展。
2 路基沉降与稳定分析2.1 路基沉降计算方法及沉降标准采用分层总和法，利用压缩试验资料的e-p曲线或压缩模量Es计算地基主固结沉降，并利用沉降系数ms计算地基总沉降，最后根据地基固结度法计算路面设计使用年限（15年）的工后沉降。
考虑到当地路堤填料采用宕渣，填料密度为18.5kN/m3。
沉降计算压缩层厚度按计算层底面的附加应力与有效自重应力之比等于0.15控制；对于浅层和薄层软土的路段，一直计算到相对较硬的硬层。
根据浙江省地方标准《公路软土地基路堤设计规范》（DB33/T 904—2013），本项目对沉降的要求如下。
(1）新建路段：一般路段≤40cm，涵洞和箱型通道≤20cm，路堤与桥台相邻处≤15cm，否则应进行处治。
(2）拼接路段：原路基和拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值不应大于0.5%；拼宽路基桥头路段工后沉降≤5cm，桥头路段总沉降≤15cm，一般路段工后沉降≤15cm，否则应进行处治。
2.2 稳定计算方法及稳定标准采用圆弧条分法，根据路堤施工期荷载和公路营运期荷载计算稳定系数，路堤施工期荷载包括路堤自重、路面自重，营运期荷载包括路堤自重、路面自重和行车荷载，验算采用有效固结应力法（采用快剪和固结快剪指标），要求其稳定安全系数不小于1.2，否则应处理。
2.3 天然地基沉降与稳定的计算分析本项目所在区域的主要软土层为：①2层粉土（天然含水量>30%，天然孔隙比e>0.9时判定为软土），分布于K6+367—K6+980，软土层厚度为6.7m，天然含水量为32.2%，天然空隙比为0.944，上部硬壳层厚度为4.9m；②1层淤泥质粉质黏土，主要分布于K0+000—K3+590、K12+310—K13+500，软土层厚度1.1～12.8m，天然含水量为42.1%，天然空隙比为1.178。
其中K0+000—K3+590段软土层上部硬壳层厚度为0～5.6m,K12+310—K13+500段软土层上部硬壳层厚度达12.1m；③31层淤泥质粉质黏土，仅在CQK14孔揭示，软土层厚度为3.7m，天然含水量为43.6%，天然孔隙比为1.261，上部硬壳层厚度为22.5m，对路基沉降及稳定性影响较小。
本项目软土路基桥头路段天然地基工后沉降及稳定系数计算结果见表1。
表1 软土路基桥头路段天然地基工后沉降及稳定系数计算结果 下载原图根据计算结果，天然地基未经软基处理的情况下：(1) K3+595.5黄泥沙村中桥（拓宽路基）桥头路基沉降不满足≤5cm的要求，但考虑到该桥头仅有南桥头右幅小部分路基落入溪流，填土高度达4m左右，设计已考虑采用路肩墙防护，并采用松木桩对挡土墙基础进行了处理，其余路基均在老路基范围，新路面设计标高比老路面仅抬高约0.5m，因此，不再进行软基处理。
(2）所有桥头路段稳定系数均满足设计要求。
本项目软土路基一般路段天然地基工后沉降及稳定系数计算结果见表2。
表2 软土路基一般路段天然地基工后沉降及稳定系数计算结果 下载原图根据计算结果，天然地基未经软基处理的情况下：(1) K6+367—K6+980软土路段的工后沉降及路堤稳定性均满足设计要求。
(2) K12+310—K13+500软土路段（拼宽路基）的工后沉降不满足≤15cm的要求，且原路基和拓宽路基的路拱横坡度的工后增大值大于0.5%，需要进行软基处理。
2.4 软土路基处理方式考虑到K12+310—K13+500路段为老路拼宽路堤，路基填土高度3～5m，软土层厚达24.3m，但上部有一定厚度的硬壳层，结合施工工期条件，设计采用超载预压+泡沫混凝土换填进行处理。
3 超载预压技术要求超载预压填土高度=设计路床填土高度+路面结构换算土柱高度+预压期理论沉降量+1m。
超载按1m填土考虑，要求预压时间不小于6个月。
超载材料采用路基填料，卸载方可用于非软基处理路段的路基填筑。
超载预压不设路基加宽，施工时按路堤设计坡率向上内收。
预压期间应在坡脚外设置临时排水沟。
4 泡沫混凝土施工技术4.1 原材料(1）水泥水泥为普通硅酸盐水泥，其强度等级应为42.5级及以上，性能应符合《通用硅酸盐水泥》（GB175—2020）的规定。
(2）水应符合《混凝土用水标准》（JGJ 63—2006）的规定。
(3）发泡剂发泡剂的外观应均匀透明，稳定性好，无异物析出或沉淀，发泡过程无异味或刺激性气味，对环境无不良影响，泡沫大小细密且均匀，直径为0.01～1.0mm，稳泡的时间在大于30min。
发泡剂性能应良好、质量可靠，使用时稀释倍率不宜小于50倍，保质期应大于12个月，应在保质期内使用，避免使用过期、变质的发泡剂[1]。
发泡剂主要技术性能指标要求见表3。
(4）原材料的适应性试验测定的新拌泡沫混凝土静置1h的湿容重增加值不应大于0.5kN/m3。
表3 发泡剂主要性能指标要求 下载原图下载原表4.2 泡沫混凝土技术指标要求(1）性能指标要求根据以往工程的设计经验，结合本工程泡沫混凝土的工作环境和使用性能要求，综合考虑施工因素[2]，确定技术指标如表4所示。
表4 泡沫混凝土技术指标 下载原图(2）配合比设计配合比中的泡沫用量通过体积法计算。
在设计配合比前，应事先测定所用材料的密度。
本工程泡沫混凝土采用纯水泥浆配制。
配合比设计指标应符合以下要求：①干容重不应大于设计值；②流动度应为160～200mm；③配合比试验试配28d的抗压强度应为目标设计值的1.2倍。
4.3 泡沫混凝土浇筑技术泡沫混凝土换填施工应在沉降基本稳定后进行，要求连续2个月沉降速率小于8mm/月方可开挖基坑，浇筑泡沫混凝土，浇筑技术要点如下。
(1）在泡沫混凝土填充体纵向每隔10～15m设置一道变形缝，变形缝的填充材料可以是20～30mm厚的聚苯乙烯板或10～20mm厚的涂沥青木板。
在距离泡沫混凝土顶面0.5m处设置一层镀锌铁丝网，规格为φ1.5mm@2.5cm×2.5cm。
铁丝网纵横向搭接长度不得小于20cm。
(2）在泡沫混凝土顶面设置一层镀锌铁丝网（规格同上），并在其上铺设一层土工膜，土工膜可以是普通高密度聚乙烯土工膜（GH-1型），顶面铁丝网和土工膜应延伸至常规路堤不小于2m[3]。
(3）泡沫混凝土采用自流平形式施工，顶面时水平，顶层采用分区段设计以适应路面纵横向的坡度，台阶高度不宜超过20cm。
等泡沫混凝土固化后，应在顶部镀锌丝网和土工膜施工前，将台阶以1∶2的坡度比切割，并通过路面底基层调平。
(4）泡沫混凝土应分层浇筑，单层浇筑厚度宜为0.3～0.6m，浇筑间隔以下层终凝并具有一定强度（一般是人在上面行走没有明显的脚印）为准[4]。
(5）泡沫混凝土顶层浇筑好后7d内不允许任何机械直接在上面行走，必须在顶层泡沫混凝土养护7d以后进行路面施工。
(6）应在雨水管道施工完成后，再进行泡沫混凝土浇筑，不得在泡沫混凝土块体上进行大范围开挖埋设管道。
如确有小型后埋管线，应采用局部切割的施工方法，避免对泡沫混凝土块体造成大面积破坏。
4.4 质量检测与验收4.4.1 质量检测泡沫混凝土浇筑施工过程的质量检测应符合《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》（DB33/T 996—2015）和相关规定。
气泡混凝土试样宜在浇筑管管口制取，试件制取组数应符合下列要求：每个构造单元应至少准备两组试件；相同配合比连续浇筑小于400m3时，每200m3取一组试件；相同配合比连续浇筑不小于400m3时，按每400m3取一组试件。
4.4.2 质量评定与验收泡沫混凝土工程完工后，应按交通运输部《公路工程竣工（交工）验收办法》的有关规定提交交工文件进行验收，并按《公路工程泡沫混凝土应用技术规范》（DB33/T 996—2015）和泡沫混凝土工程实测项目的相关规定执行[5]。
5 结语该公路拼宽建设施工中通过应用泡沫混凝土解决了软基沉降问题，减少了占地、桥梁沉降现象，可有效缩短施工时间、降低工程成本，节约土地资源。
本项目使用泡沫混凝土的施工经验，可为类似的公路项目提供参考。
参考文献[1] 刘芳芳.路桥工程中的软土路基施工技术要点[J].低碳世界，2020,10(9):131-132.[2] 张翼，李浩，石强，等.轻质泡沫土在津石高速南洋互通台背回填中的应用[J].建筑工程技术与设计，2018(20):2174.[3] 孙志斌.气泡混合轻质土在高速公路软基处理中的应用探讨[J].交通世界，2011(2):94-96.[4] 吴应军.试论南宁市清川立交工程气泡轻质土施工工艺[J].中国房地产业，2019(10):195.[5] 薛淑杰.泡沫混凝土在高速公路拼宽施工中的应用[J].消费导刊，2019(34):196-197.声明：我们尊重原创，也注重分享。
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