摘要：泡沫轻质混凝土以其特有的性能，通过介绍其在绿色生态道路路基工程、桥梁工程中的优势，可广泛在环境保护、场地限制、工期紧的工程项目中使用。
关键词：泡沫轻质混凝土；桥台台背回填；桥梁减跨
绿色生态道路是以质量优良为前提，以节约资源、环保生态、高效节能、服务提升为主要特征的道路，是实现道路建设健康可持续发展的重要前提。
1定义
利用发泡装置将发泡剂水溶液制成泡沫[1]，并与水泥、骨料、掺和料、水及其他外加剂成分按一定的比例充分混合均匀，制成料浆，硬化后所形成的一种含有大量轻微孔洞的轻质土工材料。施工时通过专用的搅拌机搅拌，搅拌机配备上料区、旋转搅拌区、配套主机等系统，作业时在现场进行装料，通过搅拌设备、起泡设备完成搅拌并经过自带的泵送设备通过高压管道泵送送至施工工作面。
2特性
泡沫轻质混凝土技术通常用设计好的机械设备将泡沫剂水溶液制备成泡沫，[2]再将这些泡沫加入含硅质材料、钙质材料、水及各种不同外加剂等组成的料浆中，经过充分混合搅拌、浇注系统成型、养护保养工作而成的一种大量轻微孔洞建筑材料。由于含有大量封闭的细孔，具有以下良好的物理力学性能（重量轻，整体性和直立性好，流动性高，防水性能强，耐久性好，强度范围广，抗震性强，节能环保）和安全性等。
2.1重量轻
泡沫轻质混凝土材料因其材料内部均匀分布大量的独立闭合胶质气泡，气泡膜是一种具有较强韧性的物质，气泡之间互不通水，从而使建筑材料的容重最小可达150kg/m³，相当于一个普通商品混凝土的1/2～1/10。施工管理过程中，轻质复合材料设计荷载小，可以减少对工程建设其他结构层的扰动。
2.2整体性和直立性
泡沫轻质混凝土采用水泥为固化剂，具有与普通混凝土初凝、终凝等特性，硬化后具有良好的直立性。泡沫轻质混凝土可分层进行现场浇注施工，固化后对挡土墙等结构几乎不存在向外的推挤力且与工程的主体相互紧密贴合，因此可以现场采用垂直分层浇筑，从而简化施工防护、减少桥台等设计。
2.3耐久性好
泡沫轻质混凝土属于水泥基的建筑材料，其使用寿命与混凝土同等，具备极好的耐久性。
2.4流动性高
搅拌混合后的泡沫轻质混凝土浆料呈液体状态发展，可以通过自带的管道系统经泵送设备进行泵送，现场可以实现垂直高度100m、水平距离500m的远距离输送，可流动至作业面的各个角落和缝隙。
2.5强度范围广
通过配合比进行调整水泥等胶凝材料的种类和掺用量、发泡剂和发泡倍率、气泡群密度，使得泡沫轻质混凝土的强度可在0.4MPa～2.2MPa的范围内调节，以满足不同施工部位的施工需求和设计需求。
2.6节能环保
原料为通用硅酸盐或硫铝酸盐水泥、水和发泡剂。其中大部分发泡剂材料都接近中性，不含苯、甲醛等有害物质，避免了环境污染和消防隐患，可大量利用粉煤灰、矿渣、石粉等工业废料，能够有效减少土地开挖量、节约土地资源且无毒无害，不会损坏周边范围土地的自然环境和性质。
2.7安全性
安全性除体现在强度、填筑体的抗滑抗倾覆稳定性和包括地基在内的整体稳定性等要求外，还体现了耐久性的要求。耐久性是指使用期间在循环加载、干湿循环、冻融循环、长期暴露等条件下，泡沫轻质混凝土的性能指标不会明显衰减。由泡沫轻质混凝土耐久性试验(交通运输部公路科学研究所检测)可以看出（见图1）：当离路面顶面的厚度大于25cm时，汽车等外部荷载所引起的附加应力不超过总应力的1/5（0.14MPa）；若泡沫轻质混凝土强度取疲劳强度均值0.88MPa，其应力比Y=0.16，则泡沫轻质混凝土路基可使用N≈1029次。显然能足够抵抗汽车动荷载，使用年限完全足够。
3主要应用
根据不同的试验研究数据分析及泡沫轻质混凝土材料特性，泡沫轻质混凝土在道路工程、桥梁工程中主要应用于桥台台背填土、桥梁减跨、山区陡峭路段的路基填筑等[3]。
3.1桥台台背填土
桥头跳车问题是一个暂时无法解决的世界性难题，桥梁工程在运营阶段的维修养护费用的80%使用在道路桥梁的过渡段落及桥台台背的回填位置，桥头跳车的主要影响因素是台背回填土的土质不符合要求、压实度不足、不均匀沉降，而现有工艺是将原有路面采用铣刨后进行摊铺一层新道路路面的施工工法，从而消除减少通车运营后的不均匀沉降导致的现有路面的坡度差；由于铣刨后加铺路面增加了路面厚度，也增加了永久荷载，维修保养后的总沉降将进一步加大，必然会在后期的某一时间节点再次采用同样的加铺道路路面的施工工法进行维修，如此反复不但会导致后期维修与后期继续产生沉降的恶性循环，还存在施工时间长、费用过高等问题。泡沫轻质混凝土的应用，可有效解决软基路段预压不充分遗留的工后沉降、桥头跳车问题。在桥台与道路路基之间填筑楔形泡沫轻质混凝土可使桥台与道路路基相交部位附近沉降曲线的梯度变化减缓，甚至均匀。其优点主要体现在以下几方面：（1）可以很大程度地降低施工填土荷载重量，减轻构造物背后的土体压力，减少路基的附加应力，抑制路基的差异沉降和侧移，提高路堤和路床的整体性和稳定性。（2）缓解桥台与路基结合部材料的刚性突变。（3）减少差异沉降和不均匀沉降、彻底消除台背路堤填料本身的工后沉降。（4）泡沫轻质混凝土硬化后具有良好的直立性，不会对桥台结构产生侧向压力，所以几乎不会有推挤。（5）缩短施工建设工期。
3.2桥梁减跨
当上跨既有道路的跨线桥梁高度较高时，常规桥梁跨数和桥梁长度通常是以两个台前锥坡坡脚净距作为设计的控制依据。而为了解决桥梁桥台锥坡放坡长度过长的问题，通常设计结果是桥梁总长远大于所跨既有道路要求的宽度，其实原本1跨桥桥梁就能解决的跨越既有道路问题通常需要2～3跨才能解决，若设计用薄壁式桥台，会因桥台后背填土过高，土体侧向压力大，施工的桥台会存在质量安全风险；为了抵抗后背土体侧向压力，势必出现提高薄壁桥台桩基及台身的工程造价。
4质量控制因素
发泡液、发泡设备、搅拌设备和胶凝材料，这四个要素是决定泡沫轻质混凝土生产质量的主要因素[4]。
4.1发泡液
发泡液就是发泡剂与水溶液在发泡设备的作用下将空气引入，而产生大量泡沫群的一种混合物质。发泡液是影响泡沫轻质混凝土浇筑稳定性质量的第一要素，主要决定了稀释倍率、泡沫数量（即发泡倍率）、气泡群密度的稳定性和发泡设备一同影响泡沫的泌水率。
4.2发泡设备
发泡设备决定了发泡剂是否可以制成一群质量合格的气泡群，制成的气泡群质量、气泡群的密度和气泡群的均匀性，也影响气泡群的适应性及湿容重。
4.3搅拌设备
搅拌设备是将水泥基浆料与气泡群搅拌混合成为泡沫轻质混凝土的设备，搅拌设备决定了施工过程中泡沫轻质混凝土的速度和均匀性，影响气泡群的稳定性和气泡存留率。
4.4胶凝材料
胶凝材料决定了泡沫轻质混凝土的抗压强度[5]。当然，其与外加剂、发泡剂性能、气泡群质量和气泡群掺量、气泡群密度等也有很重要的关系，同时也影响泡沫轻质混凝土的稳定性和流动度。
5结语
绿色道路是以牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享五大发展理念，落实“四个交通”发展要求，促进道路发展转型升级，建设以质量优良为前提，以资源节约、生态环保、节能高效、服务提升为主要特征的绿色道路，实现道路建设的健康可持续发展。而泡沫轻质土具有减少填土荷载重量，减轻附加应力和土体侧压力，抑制了软土地基的沉降和破坏，增大稳定、安全系数，节约资源，施工高效便捷，工期短，生态环保等一系列优势，有利于交通工程施工的顺利进行。因此，泡沫轻质土在交通工程中有着非常广阔的应用前景，是非常值得深入推广的。
参考文献
[1]CJJ/T177-2012.泡沫轻质混凝土填筑工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]JGJ/T341-2014.泡沫混凝土应用技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[3]CECS249:2008.现浇泡沫轻质土技术规程[S].北京:中国计划出版社,2008.
[4]JC/T266-2011泡沫混凝土[S].北京:中国标准出版社,2011.
[5]JC/T2357-2016泡沫混凝土制品性能试验方法[S].北京中国建材工业出版社,2016.
作者:胡艺 单位:厦门信息集团建设开发有限公司