新型泡沫混凝土路橋填筑技術(shù)

新型泡沫混凝土路橋填筑技術(shù)河南華泰建材開發(fā)有限公司2012年12月一、項目來源及背景泡沫混凝土的開發(fā)和應(yīng)用始于國外；上世紀30年代，由瑞典人開發(fā)研制，在挪威大舉成功，在歐、美、日、韓等發(fā)達國家迅速取得廣泛的應(yīng)用；從建國初期泡沫混凝土由前蘇聯(lián)傳入我國，但未能大范圍使用；改革開放后，國內(nèi)建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑所消耗的能源也在日漸增加；進入21世紀，我國建筑節(jié)能相關(guān)的法規(guī)、政策不斷出臺，泡沫混凝土因其優(yōu)秀的保溫隔熱性能在建筑節(jié)能領(lǐng)域取得了迅速地發(fā)展。隨著國家對交通、市政等基礎(chǔ)建設(shè)投入力度的加大，泡沫混凝土因其“輕”、“快”、“方便”等特點，在基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域也取得了諸多應(yīng)用成果。一、項目來源及背景近年來，我國基礎(chǔ)建設(shè)速度快，年均新建道路、橋梁10萬公里道路、橋梁建設(shè)投資規(guī)模大，年均新建道路、橋梁投資2～3萬億元。在橋臺背或主橋與引橋軟連接或橋頭等過渡段，路面結(jié)構(gòu)層鋪設(shè)完成投入使用后，因填料荷載過大、雨水滲入、地基的承載力不夠等原因，容易產(chǎn)生不均勻沉降，造成跳車現(xiàn)象。橋梁70%的維修費用是花費在橋頭跳車的修補上。一、項目來源及背景本項目針對泡沫混凝土施工中的沉淀期長、橋梁建設(shè)時效性、工程的經(jīng)濟性矛盾以及“橋頭跳車病害”等難點，開創(chuàng)性的研究了“新型泡沫混凝土路橋填筑技術(shù)”。通過技術(shù)引進和集成創(chuàng)新，成功突破了施工復(fù)雜、填筑速度慢、工期長、密度高、強度低、工后沉降大、橋頭跳車病害等技術(shù)難點，且綜合成本較低，在路橋橋臺背、主橋與引橋間軟連接等基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域極具應(yīng)用優(yōu)勢。二、泡沫混凝土的技術(shù)介紹現(xiàn)澆泡沫混凝土是用物理方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到由水泥基膠凝材料、集料、外加劑和水制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、自然養(yǎng)護而成的一種多孔輕質(zhì)現(xiàn)澆混凝土。二、泡沫混凝土的技術(shù)介紹路橋結(jié)合部的填筑在需高填方的橋梁建設(shè)中：在路橋結(jié)合部的橋臺背主橋與引橋間搭板下軟連接等部位常規(guī)采用低壓縮比的土（如碎石土或石渣土）來進行填筑。橋頭跳車病害在橋臺背或主橋與引橋軟連接或橋頭等過渡段：輕質(zhì)幾種主要土建材料容重的比較材料普通混凝土回填土粉煤灰土工泡沫塑料泡沫混凝土容重（kn/m3）2518～2012～160.2～0.355～13泡沫混凝土的特性：高流動性、填充壓力小填充自密實泡沫混凝土的特性：密度和強度可調(diào)節(jié)性泡沫混凝土的特性：固化后的自立性長春市城市生態(tài)濕地公園長島隧道橋橋臺背填筑項目泡沫混凝土填筑48小時后，25T吊車直接在一填筑體表面作業(yè)照片耐久性泡沫混凝土土屬水泥類類材料，使使用壽命與與水泥混凝凝土同等，，具備極好好的耐久性性。優(yōu)越的環(huán)保保特性泡沫混凝土土對土壤、、水、空氣氣等自然環(huán)環(huán)境均無污污染作用；；同時泡沫沫混凝土應(yīng)應(yīng)用于填充充工程施工工中，可避避免高填高高挖等對環(huán)環(huán)境的破壞壞，對保護護自然生態(tài)態(tài)環(huán)境意義義重大，環(huán)環(huán)保優(yōu)勢明明顯。泡沫混凝土土的特性：：泡沫混凝土土填充公公路路、橋梁、、高速、高高鐵等基礎(chǔ)礎(chǔ)建設(shè)工程程應(yīng)用泡沫混凝土土在公路橋橋梁建設(shè)過過程中應(yīng)用用于立式路路基、路提提、減荷換換填、軟土土層換填、、橋臺填充充、橋背填填充、橋面面減荷填充充等領(lǐng)域，，可有效降降低高填方方段、隧道道、地下連連續(xù)通道等等的回填荷荷載，降低低地基應(yīng)力力，減小地地基差異沉沉降，吸收收路面沖擊擊能量，有有效解決軟軟基路堤的的橋頭跳車車、道路拓拓寬以及高高寒地區(qū)路路堤隔熱保保溫等問題題，增大道道路工程的的穩(wěn)定與安安全系數(shù)。。同時還可可以降低工工程造價，，減少維修修費用。使用泡沫混混凝土填充充的橋臺背（（日本“四四日市港橋橋”），，通車三年橋橋路銜接平平順，路面面完好，無無跳車震動動感。采用常規(guī)土土填充的橋橋頭，通車近三年年，路基沉降明顯，橋頭頭跳車震感感強烈，路路面已經(jīng)過過維修。此此照片是一一個維修后后的橋頭。。使用常規(guī)回回填土使用泡沫混混凝土南水北調(diào)中中線焦作焦東路橋主橋與引橋橋軟連接工工程為例：：方案一：采采用碎石土土或石渣土土等低壓縮縮性土填筑筑最快填筑時時間9天，工后沉沉降不可避避免，路面面結(jié)構(gòu)層必必須在填筑筑體沉降基基本穩(wěn)定后后進行（半半年以上）），難以保保證工期方案二：采采用泡沫混混凝土填筑筑填筑工期最最長7天，填筑體體對基礎(chǔ)施施加荷載小小，無工后后填筑沉降降，填筑完完成后24小時即可進進行路面結(jié)結(jié)構(gòu)層施工工，保證工工期速度快，有有效節(jié)約工工期泡沫混凝土其他他路橋應(yīng)用橋梁減跨地下結(jié)構(gòu)工程上上部減荷道路加寬軟土路基填筑山區(qū)路段路基基坑填筑隧洞、管道填充充三、國內(nèi)外發(fā)展展現(xiàn)狀與趨勢國外泡沫混凝土土產(chǎn)業(yè)起步較早早國內(nèi)對泡沫混凝凝土路橋填筑方方面的研究較少少，仍處于市場場初試水平項目關(guān)鍵技術(shù)點點①在漿料中加入入適當?shù)耐饧觿﹦蕴岣邼{體體的凝結(jié)速度，，保證在較短的的時間內(nèi)促成泡泡沫混凝土微觀觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)固化化；②在擁有自主產(chǎn)產(chǎn)權(quán)的軟管泵泡泡沫混凝土漿料料泵送設(shè)備（專專利號：CN200820149374.X）基礎(chǔ)上，研發(fā)發(fā)HT-18型新一代路橋泡泡沫混凝土填充充專用設(shè)備，以以提高填筑速度度；③提高發(fā)泡劑的的穩(wěn)定性，填筑筑用發(fā)泡劑要求求有極高的穩(wěn)定定性，使其在一一次性填筑高度度較大時，不會會出現(xiàn)受壓變形形和破滅現(xiàn)象。。四、推廣應(yīng)用情情況天津中央大道輕輕紡經(jīng)濟區(qū)聯(lián)絡(luò)絡(luò)線路基填筑四、推廣應(yīng)用情情況杭新景高速公路路延伸線(之江大橋)橋梁填筑四、推廣應(yīng)用情情況長春市城市生態(tài)態(tài)濕地公園長島島隧道橋梁填筑筑四、推廣應(yīng)用情情況南水北調(diào)中線工工程總干渠焦作作城區(qū)段焦東路路橋主橋與引橋橋之間搭板下軟軟連接填筑五、推廣意義泡沫混凝土材料料應(yīng)用于路橋填填充，是一項改改變常規(guī)填筑工工藝方法的革新新型技術(shù)。泡沫混凝土材料料具有有密度小、質(zhì)量輕、強度大于常規(guī)回回填土、填筑后形成一個個整體、抗沖擊性能好、無側(cè)向壓力、對地基荷載小等優(yōu)勢。使用泡沫混凝土土填筑后，橋臺臺背處于超固結(jié)結(jié)狀態(tài)，由此減少沉降和不均均勻沉降、徹底消除臺背路路堤、路基填料料本身的工后沉沉降、避免跳車病害，具有明顯的技技術(shù)優(yōu)勢。采用泡沫混凝土土填筑，可大幅減少工后臺臺背維修費用，且通過優(yōu)化設(shè)設(shè)計可減少橋梁樁基用用量，綜合成本低，，具有較高性價價比的經(jīng)濟優(yōu)勢勢。六、社會效益分分析泡沫混凝土是一一種利廢、環(huán)保保、節(jié)能、低碳碳的新型建筑材料，泡沫混混凝土可大量利利用粉煤灰、礦礦渣、石粉等工業(yè)廢料，減減少了廢物排放放，可有效改善善生態(tài)條件，保護生態(tài)環(huán)境，，不僅節(jié)約能源源，而且促進資資源的再生利用，有利于環(huán)環(huán)保，對保護自自然生態(tài)環(huán)境意意義重大。符合黨的十八大大報告中提出的的“美麗中國，，綠色環(huán)?！币?。六、經(jīng)濟效益分分析在標準施工情況況下，按每立方方米新型泡沫混混凝土填筑材料料計算：材料消耗124.74元人工20元電費0.75元折舊3.2元其它制造費用10元管理費5元銷售費用5元綜合單位總成本本費用為193.93元而當前泡沫混凝凝土填筑材料市市場價格根據(jù)應(yīng)應(yīng)用部位、工地地水泥價格及施施工難易程度不不同價格也有所所區(qū)別，市場價格250~330元每立方。預(yù)計到2020年底，我國新增增的路橋總歷程程將達300萬公里，其中可可應(yīng)到泡沫混凝凝土填筑材料一一億立方以上，，我公司目前產(chǎn)產(chǎn)能可達年產(chǎn)泡泡沫混凝土材料料60萬立方，按照平平均270元每立方的價格格計算，新型泡泡沫混凝土填筑筑材料年銷售額額可達1.6億元，凈利潤4600萬元。使用新型泡沫混混凝土路橋填筑筑技術(shù)后：路基、橋梁，由由于不易出現(xiàn)塌塌陷、橋頭跳車車等現(xiàn)象減少了因道路原原因發(fā)生交通事事故的幾率，加強了廣大人民民群眾的出行安安全改善人民生活環(huán)環(huán)境對建設(shè)和諧社會會具有重大意義義。七、主要完成人人呂文撲，男，1973出生，，2010年年《泡沫混凝土土行業(yè)標準》主主要參編人，標標準編號為JG/266—2001，《泡泡沫混凝土用泡泡沫劑行業(yè)標準準》主要參編人人。泡沫混凝土性能能研究負責(zé)人，，負責(zé)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)——泡沫混凝凝土性能的組織織研發(fā)工作，在在該項目中工作作量占本人工作作量的85%。。新型泡沫混凝土土路橋填筑技術(shù)術(shù)在國家重點工工程中的“重點點控制項目”有有成功應(yīng)用表明明：新型泡沫混混凝土路橋填筑筑技術(shù)施工簡便便、填筑速度快快、節(jié)約工期、、密度低、強度度高、填筑密實實、工后沉降極極小、治理橋頭頭跳車病害、減減少工后維修等等諸多優(yōu)點，應(yīng)應(yīng)用于路橋橋臺臺背、主橋與引引橋間軟連接等等基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域域極具應(yīng)用優(yōu)勢勢，值得大力推推廣。七、主要完成人人李玉商，1980年出生，泡泡沫混凝土性能能研究負責(zé)人，，負責(zé)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)——泡沫混凝凝土性能的組織織研發(fā)工作，在在該項目中工工作量占本人工工作量的75%。設(shè)計了路橋用新新型泡沫混凝土土的配合比，通通過在生產(chǎn)過程程中添加減水劑劑、促凝劑等外外加劑，顯著提提高漿體的凝結(jié)結(jié)速度，保證在在較短時間內(nèi)促促成泡沫砼固化化，加快施工速速度；使泡沫砼砼內(nèi)部氣孔均勻勻分布，微觀結(jié)結(jié)構(gòu)合理，填筑筑體密度低、抗抗壓強度好。七、主要完成人人張建華，1969年出生，在在該項技術(shù)研究究中工作量占本本人工作總量的的60%。提出出了新型泡沫混混凝土路橋填筑筑技術(shù)中新型泡泡沫劑、添加劑劑及其綜合研究究、質(zhì)量控制方方面的部分研發(fā)發(fā)思路，解決了泡沫混凝土土密度高而強度度低的問題，400Kg容重抗壓強度度達到1.0Mpa，500Kg容重抗壓強度達達到1.5Mpa，結(jié)語新型泡沫混凝土土路橋填筑技術(shù)術(shù)施工簡便、填填筑速度快、節(jié)節(jié)約工期、密度度低、強度高、、填筑密實、工工后沉降極小、、治理橋頭跳車車病害、減少工工后維修等諸多多優(yōu)點，應(yīng)用于于路橋橋臺背、、主橋與引橋間間軟連接等基礎(chǔ)礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域極具具應(yīng)用優(yōu)勢