淺談EPS輕質填料在橋頭路基施工中的應用

摘要：EPS輕質材料是一種穩定性高、質地輕、性能穩定的優質填料，在軟弱地基中應用廣泛。在公路工程施工過程中，橋頭路基不均勻沉降會對工程質量以及工程的安全運營造成比較大的影響，利用EPS輕質填料可以減小沉降，保證公路質量?；诖?，文章對EPS輕質填料在橋頭路基施工中的應用進行了探討。

關鍵詞：EPS輕質材料；橋梁填料；橋頭路基施工；橋梁工程；軟弱地基 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2016）13-0058-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.027

在公路工程施工過程中，當遇到軟弱地基時，橋頭路基不均勻沉降會對工程質量造成比較大的影響。對路基進行加固已經成為公路施工中一項非常重要的施工內容。一般情況下，在對公路軟弱地基進行加固時，主要使用復合地基法、排水固結法、置換法等施工方法，但是這些施工方法有比較大的局限性。EPS（聚苯乙烯泡沫）材料的出現和應用，有效解決了公路施工沉降的問題，減小橋臺臺背受到的推力，提高了橋臺的穩定性。并且EPS填料施工快、施工方便，不用進行預壓，是一種非常不錯的路基填筑材料。

1 工程概況

某公路工程橋頭段所處地區地基為軟弱地基，地基中有淤泥質土夾層，公路兩側有未開挖的下穿隧道，基坑的深度為10m，橋頭段路基填筑深度為5m，高度差為15m，公路所在地區的交通量比較大，施工空間小，根據工程的實際情況，研究決定使用EPS輕質填筑材料進行路基填筑施工。

2 EPS的特征

2.1 密度比較小

成形階段的聚苯乙烯顆粒膨脹倍數決定著EPS的密度，通常情況下，密度為40kg/m3左右，工程使用的EPS表面密度會在30kg/m3左右。公路工程中使用的輕質填料EPS的密度為20kg/m3，它的密度是普通公路填料的2%左右。EPS的主要指標就是密度，密度與力學性能之間成正比。

2.2 較強的耐久性

EPS在土壤和水中化學性比較穩定，微生物不易對其進行分解，EPS也不會釋放出有用物質來供微生物吸收。聚苯乙烯具有一定的親水性，EPS是封閉空腔結構的，因此也不會快速的吸收水分。紫外線照射在EPS表面一段時間以后，表面顏色會發生變化，由以前的白色變成黃色，還會出現某種程度的脆性。所以EPS和其他的高分子材料是一樣的，不可以長時間暴曬在陽光下。EPS具有較強的穩定性，與大多數的化學物質都不發生反應。EPS長時間暴露在外面會受到凡士林、柴油和石蠟油的侵蝕，造成EPS表面被破壞，出現收縮的情況。當EPS接觸到有機溶劑以后就會被破壞，比如接觸到硫酸、硝酸、醋酸、清潔劑、碳氫化合物和汽車燃料油等都會使EPS受到破壞。

2.3 較好的熱穩定性

EPS的正常使用溫度為80℃以內，當溫度達到150℃的時候，聚苯乙烯就會出現融化的情況。EPS遇到明火也會燃燒，含有阻燃劑的EPS在燃燒3秒以后就會自動熄滅，EPS的性能不會受到阻燃劑的影響。

2.4 優良的力學性能

道路使用的EPS壓縮強度可以達到100kPa以上，變形初期，EPS的彈性狀況較好，在有效的應變范圍之內，EPS始終保持良好的彈性。EPS的密度增大以后，彈性極限和抗壓強度也會跟著增加，EPS的抗壓強度不會受凍融循環、低溫和吸水的影響。在潮濕的情況下，EPS的抗變形能力會比干燥的時候好，EPS的抗壓強度隨著溫度的下降而升高，EPS的彈性模量不會受凍融循環、低溫和吸水的影響。

3 輕質路堤施工

3.1 施工順序

輕質路堤的施工順序為：測量放樣→鋪設下承層→鋪設墊層→處理調平層→鋪砌EPS塊體→聯結和灌封→澆筑壓板。

3.2 準備原材料

在進行施工前的三個月依據設計圖紙要求與廠家簽訂EPS塊體制作合同書，EPS材料受到陽光的照射會出現老化的情況，一旦材料老化，當遇到大風天氣時會出現倒塌的情況。EPS塊體體積比較大且自身比較脆，EPS塊體的邊角極易造成損壞。EPS塊體吸收水分以后，盡管強度不會受到影響，但是會使EPS塊體重量增加。因此EPS材料在進行運輸的時候，一定要做好防護工作，鋪砌的時候一定保護好EPS塊體，防止受到損壞。EPS材料在存放的時候，一定要進行防風、防雨和防曬處理，必須在最短的時間內完成施工。

3.3 準備施工

在EPS材料鋪設前，嚴格按照設計的要求將場地進行平整，做好施工放樣工作，檢查基底標高，同時測量平面尺寸，按照設計的要求，先進行下承層的鋪設，鋪設的時候使用5%的石灰土進行施工；接著進行排水層的鋪設，鋪設的時使用碎石或者是20cm的砂礫石；鋪設調平層時使用20cm的粗砂。受場地實際情況影響，EPS在進行填筑以前，須開挖一條60cm深的排水溝，開挖位置為距離坡腳1m的地方，這樣就可以有效抑制路基積水問題。

3.4 鋪砌塊體

在進行EPS塊體鋪設的時候，一定要注意如下三點內容：第一，確保路面干燥整齊，任何機械設備不可以在EPS塊體上進行碾壓；第二，不可以發生任何的錯搭現象；第三，切割的時候可以按照實際的尺寸進行，切割的高度要在標準塊一半以上。

通常使用普通型EPS塊體來鋪設橋頭路段的路基，抗壓強度要保持在100kPa以上，EPS路堤結構示意圖詳見圖1所示。依據圖紙設計標準來進行橫向縱向施工，在與填土接觸的部位采取梯形結構的鋪設辦法，混凝土澆筑的部位要向填土方向延伸2m左右。

采取人工鋪設的辦法來對EPS輕質填料進行鋪設，塊體采取錯縫鋪設的辦法，鋪設采取自下而上的順序。該工程的路基路面寬度為30m，需要進行EPS輕質填料施工的長度為100m，施工的高度為3m，EPS路堤的施工速度比較快，鋪砌施工大約在四天之內完成。

3.5 塊體間聯結

EPS塊體聯結的時候有四點要求：第一，縫隙要保持在2cm以內，錯臺要保持在1cm以內；第二，將縫隙堵塞完整；第三，使用爪釘聯結塊體，具體形式詳見下圖2所示；第四，使用L形聯結路基、土基和EPS塊體，深度要大于20cm。

3.6 頂層鋼筋混凝土板的澆筑

最上層EPS塊體鋪設完成以后，需要澆筑15cm厚的鋼筋混凝土壓板在頂層塊體上。該工程的施工工期比較緊，需要使用早強水泥來縮減工期，為了使EPS塊體構成較好的整體，可以澆筑混凝土壓板來進行實現，從而使路面的性能得到提升。澆筑混凝土壓板的作用為提升路堤的整體性能，防止有害物質損壞，要將EPS塊體鋪設的不平整情況和錯臺現象解決好。

3.7 防排水處理

依據有關的經驗顯示，EPS工程出現問題的主要原因都是排水不暢所造成的，所以EPS施工時一定要處理好防排水問題。

（1）將路基積水排除干凈。填筑以前，距離坡腳4m的地方挖掘排水溝，將淤泥和雜質清理干凈；（2）對地下水位進行控制。按照設計要求在基底層設置盲溝，有效防止地下水水位上升到EPS鋪筑層位置；（3）開挖基底層時的排水處理。傾斜地基要挖掘成臺階型，從而確保EPS塊體的平穩。在EPS塊體和臺階連接位置使用砂礫和碎石砌排水溝；（4）基面施工時的排水處理。在基面上鋪設砂礫層，不但可以防止積水，還可以使基面更加平整。

4 EPS施工需要注意的事項

（1）在一定的高程平面上控制最底層的EPS底面高程，鋪設20cm厚的中粗砂在基底層，可以使用輕型壓路機進行碾壓，接著將底層EPS鋪設好；（2）底層的EPS鋪設好以后，將銷釘插入到基底層中，銷釘使用3號圓鋼進行制作，銷釘打入的深度要大于20cm，沿著EPS寬度方向每隔50cm放置一根銷釘；（3）現澆鋼筋混凝土板當作頂層EPS，鋼筋網的搭設長度要大于20cm；（4）鋼筋混凝土板的厚度和配筋要相同，澆筑的時候使用平板式震動器，對于15cm的面層砼采用平板式振搗器振搗，注意不要損壞鋼筋混凝土板；（5）鋪設EPS板的時候，及時修護砂層不平整的情況，機械設備不可以對其進行碾壓，EPS之間的間隙一定要小，使用無收縮水泥砂漿將間隙堵實；（6）EPS上下層交錯不要有通縫，可以布置0.5m的錯縫。

5 結語

本工程完工后對路基橋頭段地基沉降、臺背壓力、橋頭道路表面情況進行觀測后證明，路基沉降在完工后就逐步穩定，經過兩年運行沒有出現進一步沉降的情況，也沒有出現路面病害，施工效果良好，具有較高的應用價值。

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作者簡介：趙飛（1983-），男，江蘇揚州人，江蘇省交通工程集團有限公司中級工程師，研究方向：道路與橋梁。

（責任編輯：蔣建華）