高速公路改扩建泡沫轻质土拼宽路基施
工技术
摘要：近年来，随着城市经济的腾飞发展，车辆数量也急剧增多，原有高速公路的设计通行能力与快速增长的交通出行需求之间矛盾日益显著，因此高速公路的改扩建施工，势在必行。济广高速改扩建施工过程中，通过技术攻关活动，采用泡沫轻质土拼宽路基代替常规路基填筑施工工艺，有效解决了因填方高度较高、荷载较大而引起的拼宽路基不均匀沉降，提高了改扩建道路的使用年限。
关键词：高速公路改扩建 拼宽路基 泡沫轻质土 1引言
传统高速公路改扩建路基拼宽施工过程中，由于拼宽路基填方高度大、荷载大，后期极易引起不均匀沉降而影响道路的使用寿命。采用泡沫轻质土路基拼宽施工工艺，利用改材料优良的性能，可有效延缓路面不均匀沉降。
2工程概况
济广高速公路济南至菏泽段改扩建工程项目主体工程施工JHGKJ-3标段项目全长16.3km，主线按双向八车道高速公路标准对既有四车道高速公路进行改扩建，采用“两侧拼宽为主、局部单侧加宽为辅”的改扩建方案，设计速度120公里/小时，其中整体式路基宽度由原来28m扩建为42米，单侧分离新建路基宽度20.75米。部分放坡受限、短路基、油气管线、军用光缆或征地受限等特殊填方路段，采用泡沫轻质土对路基进行拼宽。
3工艺特点
泡沫轻质土是指通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合而形成的一种新型轻质路基填筑材料，与传统填土路基填料相比，具有以下优点：
3.1轻质性
泡沫轻质土具有轻质性。泡沫轻质土采用水泥和发泡剂混合而成，其中有许多闭合地理的微小胶质气泡，并且各个气泡之间不互通，材料湿密度通常约为6.0KN/m³，有效降低路基填料重量。
3.2易施工
泡沫轻质土具有易施工性和较好的流动性。与传统路基土填筑相比，无需转用填筑所需土石方，该材料流值为180±20mm，具有高流动度，浇筑过程中可实现自流平，无需碾压；同时试验检测频率频次降低，易于施工。
3.3性能好
泡沫轻质土材料性能优越，类似于混凝土材料，具有较高的耐腐蚀性和抗压强度。
3.4环保性
泡沫轻质土施工无需大型机械设备，且主要以电力能源为主，减少土石方作业，从而避免了土石方施工产生的扬尘，减少了对城市的空气污染，具有绿色环保的优点。
4工艺原理
泡沫轻质土路基拼宽作业时将路基填筑材料由传统的提示防替代为泡沫轻质土，利用该材料的优越性能，降低路面的不均匀沉降，延长道路的使用年限。现场生产拌泵一体化、短距离输送，实现现场连续施工。
图1泡沫轻质土施工工艺流程图
5施工要点 5.1老路台阶开挖
为增加新旧路基的整体协调性，避免或减少横向错台和纵向裂缝的发生，在加宽填筑路基前，先对老路基边坡进行30cm（垂直于坡面方向）的清坡处理，并对基底进行填前压实。
路基拼接部采用自下而上开挖台阶方式，坡脚往上第一级台阶宽度2m，高度1.33m，其余台阶高度为80cm，宽度不小于120cm。
5.2保护壁施工
部分地段受高压线、军用光缆影响放坡受限，采用钢筋混凝土保护壁作为泡沫轻质土拼宽路基的侧向挡板。
保护壁基础采用机械开挖，开挖长度根据现场地质情况进行分段进行。机械开挖至基底设计标高以上10cm时，采用人工进行基底清理。
钢筋在加工场加工完成验收合格后，运输至现场进行绑扎，验收合格后浇筑混凝土，并覆盖土工布洒水养护。
5.3泡沫轻质土施工 5.3.1泡沫轻质土制备
在施工过程中，使用水泥浆制备站将水和水泥按照设计比例制备好，然后利用软管输送泵将制备好的水泥浆输送至中继站。同时，泡沫轻质土制备站采用发泡剂和水利用压缩空气制备泡沫群。将泡沫和水泥浆充分混合后形成泡沫轻质土。根据试验配合比对泡沫轻质土的流值和湿密度进行调整，确保其符合设计要求。
5.3.2浇筑区域及层数划分
浇注区之间每隔10m设置一道2cm的通缝，贯穿保护壁及基础，缝内采用泡沫塑料板填充。
泡沫轻质土单层浇注厚度按不大于1m控制；同一区段上下相邻浇筑层，当施工期气温不低于15℃，最短浇筑间隔按照8-12小时控制；否则浇筑间隔日期不低于2天。
5.3.3泡沫轻质土输送
影响泡沫轻质土容重的主要因素是气泡含量。本工艺采用短距泵送的方式进行泡沫轻质土泵送，气泡群消解量非常小。相较于使用斗车倾倒、预拌混凝土车输送等传统工艺，因为输送过程中振动量过大导致气泡消解，因此采用短距离泵送，充分保证气泡的含量及稳定性。
5.3.4泡沫轻质土浇筑 1、浇筑施工要求
泡沫轻质土中的气泡具有分散型和细微的特点，所以施工过程中严禁使用振捣机械设备进行施工。考虑到雨天泡沫轻质土中的气泡会大幅度的消解，因此尽量避免雨天施工。
2、浇筑施工要点
（1）泡沫轻质土浇注施工前，应确保基底无积水、无松软土；基底土层应进行必要的碾压处理，压实度应不低于90%。
（2）泡沫轻质土单个浇注区浇注层的浇注施工时间应控制在水泥浆终凝时间内。浇筑时出料口宜埋入泡沫轻质土内，当无法满足要求时，出料口离浇筑点的高差宣控制在1m以内。
（3）泡沫轻质土应沿浇筑区长轴方向自一端向另一端浇筑；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注或采用对角的浇注方式。
（4）泡沫轻质土浇筑过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇筑轻质土表面后再移动。
（5）在进行浇筑施工时，要检测施工现场的湿密度，控制湿密度达标后才能避免同一层浇筑过程中出现质量不均匀的情况。浇筑期间，每间隔10min检测一次湿密度，每完成一层浇筑，需检测6次湿密度，保证湿密度质量可以达到要求。
（6）轻质土浇注完后应将表面扫平，进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇筑轻质土表面尽可能低。同时，尽量避免在已浇完尚未凝固的泡沫轻质土里来回走动。
（7）对于路床部位的泡沫轻质土，每层浇注完毕后应采用塑料薄膜进行覆盖保湿养护；最后1层浇注完毕后，养护龄期不低于7天。
5.4钢塑土工格栅及防渗土工膜铺设
为减少因湿度和温度变化产生的收缩裂缝，并防止裂缝反射到路面上，在泡沫轻质土防渗土工膜下及顶面以下50cm处设置两层双向钢塑土工格栅，并采用U型钉进行锚固，纵、横向锚固间距均为2m。
防渗土工膜应横向铺设，同时应尽量贴紧下承层。 6结语
高速公路改扩建路基拼宽施工中利用本施工工艺，不仅节约了人工、机械、工期成本，而且远远降低了后期因沉降导致路面修复所花的费用，提高了效费比，且本工艺所涉及主要施工机械主要动力来源为电力，减少空气污染及施工扬尘，保证通车幅行车环境良好，操作简单，绿色环保，为类似高速公路改扩建路基拼宽施工提供了宝贵的开拓性施工经验。
参考文献：
[1]《现浇泡沫轻质土技术规程》.中国工程建设协会.编号CECS249：2008. [2]《现浇泡沫轻质土路基设计施工技术规程》.天津市市政公路工程建设标准.
[3]《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》.编号CJJ/T 177-2012.
