在公路建設(shè)中，泡沫混凝土技術(shù)大有用武之地，對(duì)于解決橋臺(tái)臺(tái)背跳車(chē)、道路加寬時(shí)新老路基的差異沉降及側(cè)移、高填土路堤的穩(wěn)定性、西部寒冷地區(qū)路堤的隔熱保溫等難題提供了一種新的途徑，不但能節(jié)省用地、減少拆遷，充分提高土地利用效率，而且能縮短施工工期，提高工程質(zhì)量，大幅度地降低工程運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)管理費(fèi)。
1、用于軟基路堤的填筑
在東南部沿海地區(qū)，水網(wǎng)發(fā)達(dá)，軟土分布范圍廣，在這樣地帶修建的高速公路，為減少軟基路堤的工后沉降，常需要對(duì)軟土地基進(jìn)行必要的處理。
長(zhǎng)期以來(lái)著眼于提高軟基承載能力的各種研究及工程研究做得比較多，所以排水固結(jié)法在工程界采用得比較多，復(fù)合地基法在一些特殊的路段也常采用；而以減少附加應(yīng)力為目的的輕型填土技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)工作做得比較少，輕型填料的產(chǎn)品少，技術(shù)相對(duì)落后。泡沫混凝土技術(shù)的開(kāi)發(fā)及在公路建設(shè)中的成功應(yīng)用將為軟基處理提供一種新的技術(shù)手段。其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
(1)可大幅度地降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，抑制軟基的沉降和側(cè)移，提高路堤的穩(wěn)定性。
(2)可簡(jiǎn)化甚至取消軟基處理，簡(jiǎn)化軟基路堤中地下結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(3)施工工期短。特別是對(duì)于低填土路堤(即使地基為深厚軟基)，利用泡沫混凝土的輕質(zhì)性，通過(guò)適當(dāng)?shù)牧W(xué)計(jì)算，確定軟基的換填深度、泡沫混凝土的容重和強(qiáng)度，在確保換填后的路堤及各種交通荷載對(duì)地基的作用力不超過(guò)地基的自然極限承載能力的條件下，可對(duì)原軟土地基直接進(jìn)行換填處理，縮短軟基處理所需要的工期。
2、用于橋臺(tái)臺(tái)背填土
在道路運(yùn)營(yíng)期間，由于臺(tái)背回填土與橋面出現(xiàn)不同的沉降，致使路面與橋面連接處開(kāi)裂，形成高低不一路面，車(chē)輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生跳躍和；中擊，從而對(duì)橋涵和路面造成附加的沖擊荷載，使司機(jī)和乘客感到顛簸不適，甚至造成車(chē)輛大幅減速，嚴(yán)重的可導(dǎo)致交通事故，這種現(xiàn)象稱為橋頭跳車(chē)。這種病害在軟土地基路段尤為突出。由此增加了道路維修費(fèi)用，占據(jù)著道路維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的大部分，是一直未能解決的世界性難題。
(1)橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的原因
橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，主要可歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：
①不良地基引起的沉降
地基土質(zhì)不良，是產(chǎn)生橋頭跳車(chē)的最主要原因。橋涵通常位于溝壑地段，地下水位較高，且多為軟基，此類(lèi)土的天然含水量多大于液限、天然孔隙比大、常含有機(jī)質(zhì)、壓縮性高、滲透系數(shù)小、靈敏度高、抗剪強(qiáng)度低等特點(diǎn)，多屬于飽和的正常壓密軟黏土，一旦受到擾動(dòng)，天然結(jié)構(gòu)受到破壞，強(qiáng)度便顯著降低；加上橋頭路基填筑高度相對(duì)較大，基底所承受的附加應(yīng)力相對(duì)較大，在車(chē)輛荷載作用下，更容易引進(jìn)地基沉陷，且沉降穩(wěn)定歷時(shí)往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。
②臺(tái)背填料自身壓縮引起的沉降
壓縮沉降主要取決于填料性質(zhì)、施工條件及臺(tái)前臺(tái)背的防護(hù)排水工程的設(shè)置等情況。為了減少臺(tái)背填料自身的工后沉降，一般采用多孔隙的滲透性填料，但由于橋臺(tái)附近地方狹窄，施工時(shí)壓實(shí)機(jī)具不能過(guò)分靠近臺(tái)背，填料顆粒問(wèn)孔隙無(wú)法完全消除；此外，填料質(zhì)量差，達(dá)不到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求等；在公路白重及車(chē)輛的垂直與振動(dòng)荷載作用下，填料自身會(huì)不可避免地產(chǎn)生壓縮沉降，造成跳車(chē)。
③ 剛?cè)嵬蛔円鸬某料萏?chē)
剛性不同的路面在跳車(chē)處所產(chǎn)生的振動(dòng)效果不同，柔性材料對(duì)能量的吸收要比剛性材料的大。由于橋梁是支撐在巖層上的剛性結(jié)構(gòu)，具有較大的整體剛度；而與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)相連的道路屬于相對(duì)柔性體，剛性較小、柔性較大，屬?gòu)椝苄泽w。顯然，道路與結(jié)構(gòu)物橋臺(tái)之間存在著較大的剛度差，這個(gè)剛度差的存在必然引起道路橋臺(tái)之間產(chǎn)生較大的塑性變形差異及較大的剛度突變，加重了橋頭跳車(chē)的振動(dòng)效果。
此外，盡管橋臺(tái)樁基通常是經(jīng)過(guò)軟基處理，且在地基沉降穩(wěn)定的基礎(chǔ)上進(jìn)行反開(kāi)挖施工的，但由于填土荷載及深層軟基側(cè)移擠壓等的作用，導(dǎo)致橋臺(tái)及橋臺(tái)樁基側(cè)移、甚至破壞的案例時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重地影響到工程的安全。
(2)采用泡沫混凝土技術(shù)緩解橋頭跳車(chē)問(wèn)題
要緩解橋頭跳車(chē)，就要使橋臺(tái)與路基結(jié)合部附近沉降曲線的梯度變化緩慢化、均勻化，即應(yīng)在橋臺(tái)與路基結(jié)合部之間填充滿足連續(xù)、均勻沉降要求的過(guò)度段。根據(jù)橋頭跳車(chē)產(chǎn)生的原因，結(jié)合輕土的主要特性，在橋臺(tái)與路基結(jié)合部之間填充的楔形泡沫混凝土體則可達(dá)到上述目的。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面：
①可大幅度地降低填土荷載，減少軟基的附加應(yīng)力，抑制軟基的沉降和側(cè)移，提高路堤的穩(wěn)定性。
②緩解橋臺(tái)與路基結(jié)合部材料的剛性突變
⑧徹底消除填料自身的工后沉降
④填土自身能夠自立，對(duì)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)物幾乎沒(méi)有推擠任用；
⑤施工工期短。
3．用于道路加寬
隨著交通量日益增長(zhǎng)，在上世紀(jì)90年代及以前修建的公路，大都已經(jīng)不能滿足使用要求，
的道路加寬工程中，大多采用原路基兩側(cè)拼接加寬的方式，無(wú)疑地需要擴(kuò)大公路占用土地。
(1)常規(guī)道路加寬法存在的主要問(wèn)題
①公路加寬就需要新征土地，以下圖為例，新征土地寬度為CD，填土橫斷面為四方形
達(dá)的東面部地區(qū)，伴隨著公路加寬，需要進(jìn)行大量拆遷，不但延誤施工工期，而且要付出高額發(fā)生經(jīng)濟(jì)糾紛，引起不必要的麻煩。
②東面沿海地區(qū)軟基分布廣，地基承載能力低。因此，在路堤兩側(cè)拼接加寬后，新加j差異，使路基橫向沉降呈反盆形式分布，時(shí)常導(dǎo)致路面及路堤兩側(cè)附近的結(jié)構(gòu)物被拉裂破壞
后的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
③路基加寬施工，需要運(yùn)入大量的施工設(shè)備及材料，這不僅需要一定程度地封閉交通行公路交通帶來(lái)吏大的壓力，并且在施工過(guò)程中對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染，還對(duì)原路面產(chǎn)生一定自
④公路加寬施工環(huán)境不佳，因而施工工期長(zhǎng)。
(2)泡沫混凝土加寬道路的主要優(yōu)點(diǎn)
泡沫混凝土具有容重小，流動(dòng)性好，固化后可以自立等特|生。這種材料府用于道路加寬時(shí)，主要有以下一些優(yōu)點(diǎn)：
①可垂直填土，節(jié)省用地、減少拆遷，節(jié)省投資。在舊路基礎(chǔ)上加寬，幾乎不需重新征地。
圖1是以5m高的填土路堤為例，假設(shè)路堤坡度為l：1：5，如果從路堤坡角內(nèi)側(cè)開(kāi)始垂直填土，單幅路堤寬度可增加7．5m，即使不重新征地，單幅可增加兩個(gè)車(chē)道。
②在軟基路段進(jìn)行擴(kuò)幅填土?xí)r，可大幅度地降低填土荷重，減少新老路堤的沉降差異避免路堤附近建筑物因附加沉降產(chǎn)生的破壞，大幅度地降低了公路運(yùn)營(yíng)后的維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；
⑧施‘-r B,1-不需機(jī)械震搗和碾壓；
④通過(guò)配管泵送泡沫混凝土，作業(yè)面小，幾乎不影響現(xiàn)有交通；
⑤施工工期短，可使工程提前投入使用，給投資者帶來(lái)超前收益。
4、滑坡路段路堤的填筑
在公路工程中，為防止土體的滑動(dòng)，常需要對(duì)可能滑動(dòng)的土體進(jìn)行處理，常用的處理法有：
(1)置換處理法，即將可能出現(xiàn)滑動(dòng)的土體全部進(jìn)行換填處理。
（2)在原土體中補(bǔ)打一定密度、穿過(guò)滑動(dòng)面的抗滑樁，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路堤的填筑。
無(wú)論采用哪種方法，都需要花費(fèi)較多的人力、物力和財(cái)力。對(duì)于深層滑動(dòng)，置換處理法將是不現(xiàn)實(shí)的；由于E填土的荷載并沒(méi)有減輕，通過(guò)補(bǔ)打抗滑樁的處理方法常常達(dá)不到應(yīng)用的效果，導(dǎo)致路堤滑塌的質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)利用泡沫混凝土的輕質(zhì)性、自立性特點(diǎn)，把常規(guī)的路堤填料改用輕型填料，通過(guò)適當(dāng)?shù)牧W(xué)計(jì)算，原有的抗滑方案就可以大大簡(jiǎn)化，甚至可能不需要進(jìn)行抗滑處理(圖2)。這種技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
①可降低填土荷重、減少土塊的滑動(dòng)力矩，提高路堤的抗滑穩(wěn)定性。
②簡(jiǎn)化抗滑處理方案。
③避免原有地形、地貌的破壞。
④施工工期短。
5、陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段的填筑
在進(jìn)行公路的路線方案比選時(shí)，長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)工作本身，如長(zhǎng)度、工程量、投資等方面比較重視。而對(duì)工程所帶來(lái)的安全、環(huán)保、社會(huì)影響等因素重視的不夠，以至不少工程的安全、環(huán)保問(wèn)題較為突出。在已建和待建的山區(qū)公路中，包括許多地形條件復(fù)雜的陡峭及急轉(zhuǎn)彎地段，多采用直接填挖施工的處理方法，施工方法雖然簡(jiǎn)單，但常伴隨著較大的填挖工程量，原地形、地貌的破壞較大；邊坡防護(hù)難度大，穩(wěn)定問(wèn)題突出，大雨過(guò)后，高邊坡及路堤滑
塌的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在這些特殊的路段，如果適當(dāng)?shù)夭捎?/span>泡沫混凝土進(jìn)行路堤的填筑(圖3)，不但可減少填挖工程量及原地形、地貌的破壞，消除工程的安全隱患，而且可縮短施工工期。
6、隧道坑口的填筑
隧道進(jìn)出口的處理對(duì)環(huán)境、景觀的影響較大，應(yīng)盡量采用零開(kāi)挖洞El，淡化洞口處理的方式。但由于隧道進(jìn)出口附近通常存在著偏土壓、山體容易坍塌，給施工帶來(lái)較大的麻煩，因此，在開(kāi)挖時(shí)，時(shí)常采用人工化的洞門(mén)結(jié)構(gòu)處理方式，對(duì)進(jìn)出口進(jìn)行較大面積的處理，這不但需要較長(zhǎng)的工期，花費(fèi)人力和財(cái)力，而且對(duì)進(jìn)出口附近的環(huán)境景觀造成較大的破壞。利用泡沫混凝土的輕質(zhì)性、強(qiáng)度及穩(wěn)定性好，且易于開(kāi)挖等特點(diǎn)，在隧道的進(jìn)出Vl處先期澆筑一定形狀尺寸的泡沫混凝土塊(圖4)，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行隧道的進(jìn)出El開(kāi)挖處理，不但能最大限度地減少對(duì)原有地形、地貌的破壞，而且施工簡(jiǎn)單、安全、方便。
7、作為溶巖覆蓋層表面路堤的填料
在溶巖分布地區(qū)，地下溶洞多，溶洞的覆蓋層的情況較為復(fù)雜。在這些地段覆蓋層上，直接進(jìn)行路堤的填筑時(shí)，由于填土荷載的作用(特別是高填土路堤)，有可能出現(xiàn)溶洞覆蓋層的承載力不足的問(wèn)題，如將這些路堤改為橋梁，同樣存在著樁基施工等難題。如果將原路堤填料改用泡沫混凝土，則可為解決上述難題提供一種新的技術(shù)手段。
8、作為寒冷地區(qū)道路的隔熱層
在泡沫混凝土中，氣泡的體積含有率可高達(dá)40％～70％，氣泡的含有率大，不但容重小，減震性能好，而且導(dǎo)熱系數(shù)小，隔熱、隔音效果好，抗凍融性能強(qiáng)。當(dāng)用作寒冷地區(qū)凍土與填土路堤之間的隔熱層時(shí)，可較好地切斷原凍土與外界的能量交換，起到隔熱保溫的效果，為解決寒冷地區(qū)道路的凍脹病害提供一種新的技術(shù)手段。
9、地下空洞的填充
在土建工程中，常遇到一些人、機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)入但又不得不充分填充的特殊空間，如各種原因形成的地下空洞，形狀不規(guī)則、狹窄、矮小的建筑空隙，橋頭搭板下的空洞等，常規(guī)的施工法常無(wú)法確?？斩吹某浞痔畛?，給工程質(zhì)量帶來(lái)較大的安全隱患。泡沫混凝土具有良好的流動(dòng)性、自硬性、施工過(guò)程中不需震搗和機(jī)械碾壓作業(yè)、施工后不需要養(yǎng)生等特點(diǎn)，為一些特殊的地下空洞的填充提供了一種較好的、新的技術(shù)手段。
