1、輕質路基填料EPS設計與施工概述潘銳李鵬摘要:在介紹EPS特性的基礎上,結合滬青平高速公路(中段路基工程實例,闡述了其作為路基填筑材料的設計過程與施工重點,并對目前國內EPS應用現狀進行了總結,指出EPS有廣泛的應用前景。關鍵詞:EPS,輕質路基填料,特性,結構設計,施工技術中圖分類號:U416.1文獻標識碼:A0引言EPS在道路工程中的應用起始于國外,20世紀50年代末期,德國開始使用剛性EPS輕質泡沫作為筑路材料。20世紀60年代中期,EPS板第一次作為路面下隔溫防凍層,以滿足嚴寒季節對道路防凍的要求。此后,1972年挪威道路研究所在研究填土施工法時首先用EPS代替填土獲得成功,解決了橋臺

2、相接路堤的過渡沉降問題。1985年在奧斯陸召開的國際道路會議上公開了該項技術,從此EPS在瑞典、法國、加拿大、日本等國也得到了廣泛應用,并取得了許多成功經驗,較好地解決了軟基過渡段的沉降和不均勻沉降、路堤與橋臺相接處的差異沉降等問題。在國內的道路工程中,EPS獨特的路用性能愈來愈受到青睞。在廣東(廣州、深圳、浙江、上海等省市,EPS作為路基輕質填料得到了廣泛的應用;浙江省的滬杭、杭寧、甬臺溫、杭金衢、杭州繞城等高速公路上廣泛地應用了EPS處理橋頭臺背回填;滬青平高速公路、滬寧高速公路全線軟土廣泛分布,為減少差異沉降,大量應用了EPS作為路基的主要填料。1EPS特性EPS具有密度低、耐久性好、耐

3、高溫、隔熱性優良、力學指標優越等特性。目前許多土工工程中用作輕質填料的EPS,其密度常為20kg/m3,僅為普通填料的1/1001/50。EPS在水中和土壤中化學性質穩定,不會被微生物分解,也不會釋放出對微生物有利的營養物質。EPS具有較好的熱穩定性,在75e80e以下使用EP S是安全可靠的;其熔點在150e左右,作為路用材料,添加阻燃劑燃燒后,3s內可自熄,且阻燃劑對EPS的性能沒有不利的影響。抗壓強度是EPS作為路堤輕質填料的重要指標。邊長50mm 的EPS正方體試件在10mm/min的應變速率和典型條件(溫度為23e,相對濕度50%下,采取應變控制形式的無側限單軸壓縮試驗的應力應變曲線

4、,可以看出EPS在變形初始階段表現為很好的彈性性狀,在1%2%的應變范圍,EPS仍保持彈性性質,粗略估計,EPS的總彈性應變區域是其線彈性范圍的2倍。隨著EPS密度的增大,抗壓強度和彈性極限也增大。在一定的密度下,蠕變的影響隨溫度的上升而增大;在寒冷氣候下現場的觀測結果也表明溫度下降,蠕變的程度也隨之下降。EPS在220kPa的靜止豎向荷載的作用下的蠕變僅為百分之零點幾,第1天產生的蠕變為0.08%左右。所以,EPS路基由蠕變產生的額外永久變形在路面設計中只有微小的影響。2EPS路基結構設計滬青平高速公路(A9是上海市一條東西向的高速公路,設計車速為120km/h,路基寬度35m,道路沿線軟土

5、地質分布廣泛。2.1設計基面要求EPS塊體鋪設在施工基面上,施工基面橫向做成3%起拱層,縱向按路面縱坡要求放樣,基層頂面為20cm中粗砂墊層,用于找平和排水。砂墊層采用中粗砂,含泥量不大于3%,要求厚度均勻,表面平整,頂面平整度誤差為10mm(見圖1 。2.2塊體選擇EPS塊體選用300cm124cm63cm尺寸,容重為20kg/m3,必須滿足設計要求的抗壓強度,當試件壓縮變形為5%時,平均抗壓強度為100kPa,單個試件不低于80kPa,塊體需要切割時,應采用電熱絲進行切割。EPS材料還應具有燃燒時的自滅性。2.3塊體鋪砌設計EPS鋪設時采用錯縫方式,錯縫要求一般不小于50cm,特殊部位(如

6、邊緣部位不小于50cm,塊體間的縫隙和平整度應分別控制在20mm和10mm以內,塊體之間產生縫隙和高差時,以及塊體與結構物之間有間隙時,均采用水泥砂漿調平。EPS塊體間采用雙面或單面爪形金屬連接件固定。雙面金屬連接件用于固定EPS塊體之間的連接,單面爪形金屬連接件用于固定EPS塊體外側面和頂面的連接。在施工基面和斜面部位/0形,金屬銷釘固定于地基。2.4EPS頂面設計EPS塊體層頂部設置為一層厚度的現澆鋼筋混凝土板。鋼筋混凝土板采用C30混凝土,8mm網格15cm15cm鋼筋網(位于板中。混凝土板橫縫間隔為10m。縱縫設一道,設在設計路中心線處。橫縫和縱縫均需采用瀝青混合料灌縫。橋臺搭板處10

7、m范圍內鋼筋混凝土板采用雙層鋼筋網加強,上下層鋼筋網間距9cm。公路工程軟基處理技術探析蘇景祿周峰摘要:簡要介紹了軟土的概念,詳細闡述了生石灰樁、粉噴樁、塑料排水板、砂樁等幾種軟基處理方法的工藝及原理,通過上述一些加固處理措施的實施,從而提高地基承載力和強度,減小地基沉降量。關鍵詞:公路工程,路基,軟基處理,施工工藝中圖分類號:U416.1文獻標識碼:A淤泥、淤泥質土及天然強度低、壓縮性高、透水性小的一般黏土統稱為軟土。大部分軟土的天然含水量為30%70%,空隙比1.0 1.9,滲透系數為10-8cm/s10-7cm/s,壓縮性系數為0.0050.02,抗剪強度低,具有觸變性,流變性顯著。對于

8、高速公路,標準貫擊次數小于4,無側限抗壓強度小于50kP a且含水量大于50%的黏土或標準貫擊次數小于4且含水量大于30%的砂性土統稱為軟土。修建在軟土地區的路基,主要是路堤填筑荷載引起軟基滑動破壞的穩定問題和量大且時間長的沉降問題。軟土地基處理的施工技術有很多種,常常是多種方法綜合應用,主要介紹以下幾種方法及原理。1生石灰樁生石灰與地基軟黏土通過強制攪拌均勻,很快產生水化作用,形成Ca(OH2。在這生石灰變為熟石灰的過程中,產生的熱量促進水分蒸發,使軟土地基的含水量降低,同時石灰體積產生膨脹,此時膨脹力所做的功能轉化為周圍土的變形位能,樁體體積增大,對周圍土起了壓密作用,是石灰對軟黏土的前期

9、作用;熟石灰與黏土顆粒中的活性硅鋁礦物進一步緩慢的產生化學作用,過程中又吸收石灰漿中的水分,形成結晶和生成鋁酸鹽和水化硅酸鈣,改變了黏土的結構。1.1材料要求石灰應選用新鮮塊灰,破碎過篩,粒徑20mm50mm,含粉量不得超過總重量的10%;氧化鈣含量不得低于80%。其中有機質含量不大于5%,不含石塊和有機雜質。1.2作業條件1巖土工程勘察報告、基礎施工圖紙、施工組織設計應齊全。2施工場地已進行平整,對樁機運行的松軟場地已進行預壓處理,周圍已做好有效的排水措施。3樁軸線控制樁及水準點樁已經設置并編號,且經復核;樁孔位置已經放線并釘標樁定位或撒石灰。4已進行成孔、夯填工藝和擠密效果試驗,確定有關施

10、工工藝參數(分層填料厚度、夯擊次數和夯實后的干密度、打樁次序,2.5其他設計路側的波形梁護欄立柱采用直接打入法,EPS頂面鋼筋混凝土板預留孔。由于地形條件限制,當EPS鋪設于地下水位以下或受到洪水淹沒時,要考慮抗浮驗算,當不能滿足時,需要增加EPS 塊體鋪設厚度,或采取降低地下水措施。3EPS施工EPS施工特別要注意排水、防水處理,主要措施如下:1排除路基范圍積水。填筑前,在距坡腳3.5m處開挖60cm深排水溝,再清除基底雜草和淤泥,排除路基范圍積水。2控制地下水位。為防止地下水位上升到EPS鋪筑層,應按要求設置足夠的排水盲溝,以控制地下水位上升。3基底開挖時排水處理。為使EPS塊體穩定、平整

11、,在傾斜地基上挖成臺階式。在臺階部和EPS塊體接觸部考慮排水需要,用碎石或砂礫做成排水溝,必要時在臺階面設置土工布以便排水。4基面施工中防水處理。基面施工設置砂礫層,一方面為整平,另一方面,砂礫層具有良好的透水性,可排除EPS塊體周圍滲(漏積水。4結語目前,國內EPS路基仍按彈性層狀體系進行計算,設計方法比較粗糙,相關設計指標尚待明確,施工方法、施工技術方案也處于摸索階段,有待于根據實際工程實例進行進一步總結和歸納。參考文獻:1JT G D30-2004,公路路基設計規范S.2張留俊,王福勝,李剛.公路地基處理設計施工實用技術M.北京:人民交通出版社,2004.3杜娉,楊軍.聚苯乙烯泡沫(EP

12、 S的特性及應用分析J.東南大學學報,2001(3:50-52.4張忠坤,侯學淵,曹正康,等.粉煤灰與EPS研究綜述J.巖土力學與工程學報,2001(10:7-9.5黃曉明.高速公路路橋(涵過渡段回填分析方法及應用技術M.北京:人民交通出版社,2007.6李云飛.EPS力學性能與減少路堤沉降的研究D.杭州:浙江大學,2002.Design and construction review of the light roadbed filling EPSPAN Rui LI PengAbstract:Based on the introductio n of the char acteristics of the EPS,combining with the roadbed project of Hu-Q ing-Ping ex pressw ay,the paper describes the design process and co nstruct ion impor tant points of taking it as roadbed filling,and concludes th