《路基路面工程设计》课件 8.1 泡沫轻质土路堤技术

路基路面新技术轻质材料的工程革命—泡沫轻质土路堤技术目录content泡沫轻质土的概念泡沫轻质土的特点及用途0203引言01泡沫轻质土路堤结构设计泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例04051引言有些路堤比如高路堤，还有台背回填等需要采用材质材料填筑，以减轻路堤自重。用作路堤填料的轻质材料：粉煤灰、聚苯乙烯泡沫（EPS）、泡沫轻质土等。2泡沫轻质土的概念泡沫轻质土：是采用物理方法将发泡剂制备成泡沫，再将泡沫按特定比例混入到搅拌均匀的由水泥浆料及外加剂或细集料组成的混合料浆中，浇注成型，养护固结而成的一种含有大量均匀封闭微气孔的轻质固态材料。2001年从日本引进，并逐渐在国内推广应用，目前已形成一系列标准。2泡沫轻质土的概念标准分类标准名称开始实施时间发布部门备注国家及行业标准《气泡混合轻质土填筑工程技术规程》（CJJ/T177-2012）2012年5月住房和城乡建设部

《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）2015年5月交通运输部包含泡沫轻质土路基设计通用要求《公路路基施工技术规范》（JTG/T3610-2019）2019年12月交通运输部涵盖泡沫轻质土施工工艺及质量控制地方标准《现浇泡沫轻质土路基设计施工技术规程》（TJGF1001—2011）早期地方标准，仍部分适用天津市

《公路现浇泡沫轻质土路基技术规程》（DB13/T5600—2022）2022年8月河北省

《公路工程泡沫轻质土设计与施工技术规程》（DB34/T4829—2024）2024年8月安徽省

《固废泡沫轻质土路基应用技术规范》（DB15/T3728—2024）2024年12月内蒙古自治区3泡沫轻质土的特点及用途（1）重量轻：重度可依据工程需要在0.25~1.65t/m3之间调节，可用于软基、台背回填等对加载或沉降敏感的换填工程。（2）抗压性好：立方体抗压强度可依据工程需要在0.3~8MPa之间调节，可用于公路、铁路、站场等需要一定抗压性能的工程。（3）耐久性好：性能属于轻质水泥类材料，耐久性与水泥混凝土类似，可广泛应用于各种适宜的结构工程。（4）保温性好：泡沫轻质土内具有大量气泡，导热系数小，具有较好的保温性能，可应用于我国东北、青藏高原等极寒地区。3泡沫轻质土的特点及用途（5）自稳性好：泡沫轻质土在硬化后具有良好的自立性，可广泛应用于新旧路基加宽、高山峡谷区道路拼宽等地段，可节约大量土地资源。（6）施工便捷：泡沫轻质土采用发泡剂发泡后与水泥混合搅拌，利用泵送的方式浇灌于工程区，可实现长距离输送浇灌，每小时工作量可达100m3，在工期紧张的工程中具有明显优势。（7）环保性好：泡沫轻质土属于无机材料，发泡剂不含苯、甲醛等有害物质，对环境没有污染。（8）经济性好：经过20多年的发展，泡沫轻质土从原材料直至工程成型，在国内的合理工程综合价约为220~350元/m3，并呈现用量越大，单价越低的特点。（1）高度与宽度：泡沫轻质土路堤直立填筑高度不宜大于15m，最小填筑高度不宜小于1.0m。当地面横坡较大或用于路堤加宽时，填筑体底面宽度不宜小于2.0m。4泡沫轻质土路堤结构设计（2）坡面：直立式路堤高度小于3m时，可采用水泥混凝土预制块防护；当高度大于3m时，应采用钢筋混凝土挡墙。（3）路堤顶面：宜设置镀锌铁丝网和土工膜，并应延伸至一般路堤侧不小于2.0m。泡沫轻质土高度大于1.0m时，宜在距其顶面0.5m处增设一层镀锌铁丝网。如图所示。（4）软土地段：应沿路堤纵向设置变形缝，其间距宜为10~20m，缝宽度为10~20mm，并填塞泡沫塑料板。（5）防、排水措施：地下水位以下的泡沫轻质土仅用于控制沉降时，可不采取隔断地下水的防水措施；用于地下结构或地下管线减载时，宜采取隔断、疏通地下水的防、排水措施。4泡沫轻质土路堤结构设计案例1：某公路以半填半挖的形式通过斜坡中部，地质条件如图所示，自然坡体稳定。技术人员拟采用2.0m×2.5m×35m、间距5m的路肩式抗滑桩进行支挡加宽。5泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例案例1拟采用的工程地质断面图从工程地质条件看，该段碎石土自然坡体稳定，现路基采用半填半挖的形式，且挖方大于填方，故工程合理施工不会降低坡体的稳定性。而采用抗滑桩支挡加宽的工程规模偏大，经济性较差，且施工周期偏长。优化方案：在填方路堤段采用重量轻、自稳性良好、施工便捷，高5.5m的泡沫轻质土进行加宽，从而进一步减轻工程斜坡的重量，有利于坡体的稳定。同时，为进一步提高坡体的长期稳定性，在内侧路堑边坡部位设置长12m的仰斜排水孔，疏排土岩界面部位的地下水，从而有效确保坡体的长治久安。5泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例案例1优化后的工程地质断面图该方案工程造价约为原抗滑桩方案的10%，施工周期为原方案的5%，是一个相对更优的方案。案例2：某公路以填方的形式通过斜坡中部，地质条件如图所示，自然坡体稳定。技术人员拟采用2.0m×2.5m×47m间距5m的路肩式抗滑桩进行支挡填筑，并且每根抗滑桩上设置4孔长度为23~36m的预应力锚索，路堤填方最大高度约20m。5泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例案例2拟采用的工程地质断面图从工程地质条件看，该段碎石土自然坡体稳定，现路基以高路堤的形式通过，将严重降低横坡的稳定。而技术人员采用锚索抗滑桩进行支挡的工程处治措施，工程规模偏大，经济性较差，且施工周期偏长，工程难度大，是一个欠合理的技术方案。优化方案：在填方路堤段采用重量轻、自稳性良好、施工便捷、地面以上最大填高18m的泡沫轻质土进行填筑。泡沫轻质土重量为54kN/m2，相当于填高2.5m左右的普通填料填方重量。为有效减小填方形成的附加应力对横坡的不利影响，对原自然斜坡采用挖除2.5~3.5m后再行采用泡沫轻质土进行填筑的方案，从而将换填和车辆荷载引起的附加荷载进行了有效平衡，极大地减小了路堤填筑对横坡稳定性的影响。5泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例案例2优化后的工程地质断面图优化方案：此外，为提高填方路堤的稳定性，在泡沫轻质土外侧底部设置两排纵横向间距1.5m，直径为140mm，长20m的微型桩，进一步提高了泡沫轻质土和碎石土的稳定性；在路基后部的堆积体厚度较小的部位设置深3.0m的截水盲沟，对后部山体的汇水面积较大的地下水进行截排，从而有效确保了填方路堤的长治久安。5泡沫轻质土优化抗滑桩工点案例案例2优化后的工程地质断面图该方案工程造价约为原抗滑桩方案的15%，施工周期为原方案的5%，是一个相对更优的方案。结论：泡沫轻质土的合理应用对解决工程问题具有优良的独特之处。结束语道路科技工作者将材料科学、流体力学与智能建造完美融合，以科技之轻承载民