EPS轻质路基施工指导意见

1、eps轻质路基施工指导意见 eps 轻质路基施工指导意见 1 概述 在软弱地基上及其它不良地基上修筑道路和桥梁，路基的沉降和不均匀沉降是影响工 程质量的一个重要因素。除了砂井预压、打设桩基等常规软基处理方法外，近年来国外又 发展了一种新的超轻质填料一聚苯乙烯泡沫（expanded polystyrenc,简称 eps）, 从而产生了一种新的软基处理方法。 eps 材料具有超轻性、耐压缩性、自立性、耐水性和 施工简单、方便、快捷等优点，在国内外得到了广泛的应用，有效地解决了软基过渡段的 沉降和不均匀沉降、路堤与桥台相接处的差异沉降等问题。 2 eps 的材料特性 eps 由聚苯乙烯颗粒发泡而成，

2、聚苯乙烯颗粒中主要含有聚苯乙烯、可溶性戊烷（膨 胀成份）和防火剂。在 eps 的成型过程中，聚苯乙烯颗粒中的戊烷受热气化，在颗粒中膨 胀形成许多封闭的空腔。这种均匀的封闭空腔结构决定了 eps 具有许多其它土工泡沫材料 所没有的特性。 2.1 密度 eps 的密度由成型阶段聚苯乙烯颗粒的膨胀倍数决定，工程中常用密度为 15kg/m 1 2 3 和 30kg/m 3 之间的 eps,目前许多土工工程中用作轻质填料的 eps，其密度常为 20kg/m 3 ,仅 为普通填料的 1/50- 1/100,密度为 eps 的一个重要指标与其它各项力学性能有着密切的关 系。 表 1 路用聚苯乙烯泡沫塑料（e

3、ps）密度范围 kg/m 3 类别 密度范围 类别 密度范围 ii 20 v 30 iii 30 v 40 2.2 耐久性 1 eps 在水中和土壤中化学性质稳定，不能被微生物分解，也不会释放对微生物有 利的营养物资。聚苯乙烯本身是憎水的，而且 eps 的封闭空腔结构也使水的渗入极其缓慢。 eps 在紫外线 （ uv）照射下一段时间后表面由白色变为黄色，材料在某种程度上呈现脆性。 因此，eps 与许多高分子土工材料一样，不允许长时间暴露在紫外线下。 2 eps 在大多数溶剂中性质稳定，可耐受许多化学物质。在长时间暴露的情况下， 石蜡油、蔬菜或动物的油和脂肪、柴油、凡士林可能破坏 eps 的表面

4、并导致收缩。eps 不 耐有机溶剂，如汽车燃料油（汽油或煤油）、碳氢化合物、氯化碳氢化合物、酮、酯、许多 油漆、粘结剂或清洁剂、无水冰醋酸、硝酸和硫酸等都会对 eps 造成破坏。 2.3 热稳定性 在 7580 c 以下使用 eps 一般没有问题；温度接近 150 c 时，聚苯乙烯将熔化。如果 附近有火源，eps 也可燃烧，但由含有阻燃剂的聚苯乙烯颗粒发泡成型的 eps 燃烧后，3s 内可自熄，且阻燃剂对 eps 的性能没有不利的影响。 2.4 热传导性 eps 的封闭空腔结构决定了其具有良好的隔热性， 因此 eps 最初在道路工程中用于隔温 层，以满足严寒季节对道路防冻的要求。正常情况下，

5、eps 块体的质量吸水率不大于 7%。 由于封闭空腔结构的存在，水渗入 eps 的速度非常缓慢，即使将 eps 完全浸入水中，eps 也 具有比土壤优越得多的隔热性。 2.5 力学性能 (1) 抗压强度是 eps 作为路堤轻质填料的重要指标。边长 50mm 勺 eps 正方体试件在 10mm/min 的应变速率和典型条件(温度为 23 c ，相对湿度50%)下，采取应变控制形式的 无侧限单轴压缩试验的应力一应变曲线，可以看出 eps 在变形初始阶段表现为很好的弹性 性状，在 1%2%的应变范围，eps 仍保持弹性性质，粗略估计，eps 的总弹性应变区域是 其线弹性范围的 2 倍。随着 eps

6、密度的增大，抗压强度和弹性极限也增大。在压缩条件下， 即使超出了线弹性范围，eps 仍保持弹性性质。不同密度的 eps 块体的应力一应变曲线见图 1。 0 2 4 6 8 10 12 14 16 应变 （ % ） 图 1 不同密度的 eps 块体在单轴无侧限压缩条件下的应力一应变曲线 (2) eps 在压缩条件下的屈服不是出现在某一点，而是在某一范围。屈服后 eps 表现 250 - l- 30kg/m 3 / / f 一 _ l - 1 20kg/m 3 / 二 二一 _-h - 10kg/m 3 r ( kp 环 0 。 应 200 力 150 50 为屈服硬化，且开始阶段仍是线形的，斜率

7、大约是线弹性阶段的 5% 0 当应变继续增长，eps 呈现非线性，此时 eps 的空腔结构已遭破坏，产生明显的塑性变形。在线弹性范围内， eps 的模量值不变，当荷载超过比例极限后， eps 的模量值迅速下降。 (3) 吸水、低温、冻融循环对 eps 的抗压强度没有不利的影响。相反，潮湿状态下 eps 抵抗变形的能力甚至优于干燥状态。 前者的抗压强度比后者要高出 10%。随着温度的下降， eps 的抗压强度还有所上升。典型试验条件下 eps 抗压强度的变异范围大约为土 20%。 (4) 在线弹性范围内，eps 的模量值不变，当荷载超过比例极限后， eps 的弹性值迅 速下降。与抗压强度一样，吸

8、水、低温、冻融循环对 eps 的弹性模量也没有不利的影响。 eps 的泊松比，由测试的径向和竖向应变计算得到。在 0.070.11 之间。 (5) 在一定的密度下，蠕变的影响随温度的上升而增大；现场在寒冷气候下的观测结 果也表明，温度下降，蠕变的程度也随之下降。 eps 在 20mpa 勺静止竖向荷载的作用下的蠕 变仅为百分之零点几，第 1d 产生的蠕变为 0.08 %左右。所以，eps 路基由蠕变产生的额外 永久变形在路面设计中只有微小的影响。 表 2 路用 eps 性能指标 项 目 单位 性能指标 ii iii 表观密度 不小于 kg/m ? 20 30 压缩强度(2%应变) 不小于 kp

9、a 50 90 压缩强度(5%应变) 不小于 kpa 100 180 压缩强度(10%应变) 不小于 kpa 135 225 抗弯强度 不小于 kpa 270 450 尺寸稳定性 不小于 % 3 2 吸水率(体积比) 不小于 % 1.5 1.5 氧指数 不小于 % 30 30 3 eps 路基轻质填料的施工方法 3.1 施工前准备工作 (1) 开工前，施工单位应全面熟悉设计文件，并会同设计单位进行现场核对和施工调 查，对不符合实际的设计，可根据施工管理程序向有关部门提出修改意见。 (2) 根据核实的工程数量、现场特点、工期要求和施工设备，制定施工组织设计，编 制施工计划，做材料、运输、机具设备

10、、劳动力、临时工程等全面落实。 (3) 按设计文件进行施工测量和放样，包括路线中桩恢复及其高程复核，水准点复查 与增设，横断面确定、检查与补测，并确认设计图纸与现场实际是否相符，确定 筑排版图，必须事先做到不妨碍 eps 块体的铺设。 （4）为了维护施工期间的场内外交通；保证机具、材料的运送，必须在开工前勘察和 修筑临时便道，并应保持道路畅通和行驶安全。临时道路应尽量利用原有道路，并确保材 料搬运过程中运输机械队地基承载能力的要求，必要时可采取适当的处理措施。 3.2 基底处理与排水处理 （1） 路堤修筑前，应按现行公路路基施工规范的规定，将路堤范围内原地基的淤 泥、腐殖土、杂草、根植土等进行

11、清理和整修。若路堤位于水塘、水沟等局部低洼积水地 段，应先抽干积水，清除淤泥，降水前，必需进行防渗处理和渗透复核，不得引起老路基 地下水位的降低，及时回填符合设计要求的填料，并分层碾压至基底标高，保持基底干燥。 （2） 基底面的标高和尺寸应符合设计要求。基底面以下路堤的压实度应达到 90%。 （3） 在拼接施工过程台阶开挖时，应首先清除地基上的杂草和防护，再沿旧路边坡开 挖台阶，台阶高度为 60cm 台阶的开挖采用挖掘机结合人工的方式进行。由于本项工程是 新老路相接，原老路边坡将从原防护作用转换为路基承载作用。经过多年的通车，原老路 边坡土势必会在自然侵害的作用下发生变化，部分地段可能会松散。

12、不论是否处于软基地 段，都应对台阶处的原老路填土进行力学性能的检验，必要时应进行处理。对与路基台阶 开挖后台阶压实度控制，由于最大干密度的确定有一定的困难，因此建议采用 dcp（动力锥 贯入仪）进行检验。对于台阶部位的软弱层应进行处理，应达到平整、密实的要求。 （4） 为了变形过渡，eps 路堤施工基面应确保新老路良好衔接。考虑施工平整和排水 的需要，在基底面以及台阶与 eps 块体接触部位，应设碎石、粗砂或砂砾石垫层，并进行 充分碾压。如图 2 所示。 图 2 台阶状基底及施工垫层 （5）在进行 eps 路基设计的过程中应保证 eps 的施工基准面与当地的最高地下水位之 间设一最小安全距离

13、s,在施工基准面作好隔水层如石灰稳定土，隔离地下水的影响。然后 进行排水砂层的施工。砂层同时起整平作用，以利于 eps 的铺设。为了发挥 eps 的超轻性, 最eps 的铺 大限度地降低地基的附加应力，在对地基进行开挖换填时，应设置好横向排水通道，并 可考虑在边沟以下设置纵向排水盲沟。 为了防止运营期间自由水对 eps 内部的渗透，在 eps 路基的边坡及混凝土顶板下设置防水土工布，避免 eps 长期吸水造成自重的增加。施工过 程中的防水和排水对于 eps 轻质路堤是十分重要的。施工前，应截断流向路堤作业区的所 有水源，并应充分设置临时排水设施，确保施工期间的排水。尽力避免地下水位上升，保 证

14、地下水位在 eps施工基面以下。在控制条件较困难时，应设置排水盲沟。如有洪水侵入 或其他不测水流入，必须采取措施迅速排水。防水和排水的具体要求可参照现行公路路 基施工技术规范。 3.3 施工基面 (1) eps 块体铺设在施工基面上.下挖式施工基面最低可设置在地下水位以上 50cm.施 工基面应由中粗砂组成垫层 ,起整平和排水作用。根据基底土质条件和排水需要，可在垫层 上、下界面铺设土工织物。 ( 2)砂垫层采取中砂或粗砂，有机质含量不大于 1 ，含泥量不大于 3 . (3) 铺设垫层时，应从路基横断面的两侧向中间铺设，厚度应满足设计要求，并做到 均匀一致，表面平整。平整度采用 3m 直尺进行

15、控制。砂垫层顶面标高的容许误差为土 10mm (4) 垫层宽度应宽出路基两侧坡脚线 0.51.0m，该处局部砂垫层的顶面可高出原地 面0.2m。两侧端以片石护砌或采用其他方式防护，以防粒料流失，但同时不得堵塞垫层的 排水通道。铺设后的垫层不得受泥土、杂物等污染。 3.4 eps 铺筑施工 (1) 路用 eps 块自出厂之日起应至少放置 14 日待其状态稳定后方能运至现场进行铺 设。eps 块体铺设在施工基面上，施工基面必须保持水平、干燥状态。 eps 块体铺设时，不 准重型施工机械直接在块体上行驶。 (2) 根据排版图，eps 块体自下而上逐层错缝铺设，安装首层板时应将板对号入座， 使其稳定，

16、四角无翘曲。由于整体铺设质量很大程度取决于施工基面和最下层的铺设精度， 因此应特别注意。检测相邻两板平整度，并测每块板标高是否在设计标高上，其偏差不得 超过 10mm 在板的两端 60cm 处，安装l型巾 8 钢筋销钉两支，其锚固基层不得少于 20cm， 这样板不易前后左右移动。eps 板与板的缝隙不得超过 20mm 高低错台控制在 10mm 以内。 当块体间产生缝隙或高低错台时，用干砂填满，不平的地方表面用细砂找平。 (3) eps 块体之间联结：为防止 eps 块件之间错位，eps 块体各层之间采用具有一定 强度的双面爪型联结件，在顶面及侧面设置具有一定强度的单向爪型联结件，爪钉形式如 图

17、 3 所示，爪钉设置如图 4 所示。爪钉应具有防锈处理。在最下层 eps 块体与施工基面和 土基之间采用 l 型金属销钉联结，销钉插入底基深度不小于 20cm 双面爪设置立面大样图 图 4 爪钉设置大样图 （4） 双面爪钉在安装第二层板前安装，每块板爪钉不得少于三只，每相邻两板至少一 只爪钉，爪钉的安装形式为梅花形错开。其中，最下层 eps 块体与施工基面和土基之间米 用 l 型金属销钉联结，销钉插入底基深度不小于 20cm （5） 按照排版图安装每一层，每层大板伸入原路基内不小于 1 米，与原路基接头处缝 隙用砂填实。安完每层板的同时，如果有未达到设计标高时，用细砂垫起找平的办法。最 上面一

18、层联结用单面爪钉，安装同双面爪钉。 （6） eps 路堤顶面的横坡可通过最上层 eps 块体的表面切割处理来实现。 3.5 eps 上混凝土板施工 1）在最上一层 eps 块体的顶面，应浇一层水泥混凝土板。主要目的是： （1）调整 eps 块体铺设时所形成的错台和不平整； （2） 使 eps 块体形成一个良好的整体； （3） 防止有害物质侵入 eps 块体； （4） 作为路面施工的基面； （5） 行车荷载和路面结构荷载得到均匀扩散。 （双面爪） （单面爪） 图 3 爪钉尺寸大样图 2）混凝土板的施工应严格按照设计文件要求以及混凝土施工规范进行。混凝土可采用 泵送或手推车运送，铺浇后用插入式及表

19、面振捣器振捣密实后抹平。混凝土如设施工缝， 其缝宽为 10mm采用沥青浸透的杉木板设置，钢筋网片连续不断开。混凝土板设横缝，间 隔一般为 10m 采用锯缝的假缝形式，并用沥青聚氨酯灌缝。只有当钢筋混凝土板强度达到 满足路面施工要求的强度时，方能在其上进行路面结构的施工。 3.6 坡面防护 1） 斜坡式 eps 轻质路堤的两侧应覆土护坡，其主要目的： （1） 防止有害物质和明火侵入，遮断日光紫外线的直接照射，防止噛齿动物对 eps 块 体的损害； （2） 对 eps 块体起压重效果； （3） 作为坡面植物生长的基础。 2） 用于覆盖 eps 块体的土层厚度为 2.0m;护坡覆土必须得到充分碾压，

20、土质护坡摊牌 宽度应保证削坡后的净宽度满足设计要求。 3） 可采用覆土或设置挡土墙作为永久防护措施。如图 5 所示： 图 5 eps 坡面的被覆形势 对于拼接的路段，也可采取挂板型挡墙形式。如图 6 所示： 3.7 eps 块体的运输和临时堆放 1） 施工单位应根据施工进度安排编制 eps 块体材料的进场计划，包括运输进场的时间、 数量（各种形状和尺寸）和方式等。 2） 应事先勘察好运输线路，长距离运输可采用 4 吨的长车身运输车（每车约运 30 40 吊）。对于工地转运，可考虑小型运输车或人工搬运为主。 图 6 eps 坡面的挂板防护形式 3) 对于设计的 eps 异型块体，可以在生产厂家预

21、先切割后运输到工地；也可以在工地 上由标准块体用电热丝切割而成。 4) eps 块体在工地临时堆放的注意事项 (1) 应充分考虑工程进度和保护措施，根据现场的用量，确定临时堆场的位置和大小。 (2) 当堆放地遇有大风时，应采取措施确保 eps 块件不被大风吹走。 (3) 在 eps 块件堆放场地和施工现场均应注意防火，不准吸烟，不准各种明火靠近。 (4) 在 eps 临时堆放场地应防止雨水滞留，也不准接触有机溶剂或石油之类的油剂。 (5) eps 受强紫外线的长期照射会劣化、变色，因此，若临时堆放时间预计在 1 星期 以上，贝 u 必须采取有效的覆盖措施，避免强日光的直接照射。 3.8 eps

22、 轻质路堤现场施工质量标准及允许偏差 eps 轻质路堤现场施工质量标准及允许偏差应符合表 3 的规定 表 3 eps 轻质路堤现场施工质量标准及允许偏差 4.1 质量技术要求 1) 规格尺寸和允许偏差 路基轻质填料 eps 块的允许偏差应符合表 4 的要求。 2) 外观要求 (1) 色泽：均匀。 (2) 外形：表明平整，无明显收缩变形和膨胀变形。 (3) 熔结：熔结良好。 825 200 5 x 63cmeps 防撞护栏见详图 原边坡线 100 140 5 x 100 100 150 825-1.5h 混凝土板、柱 见详图 5 20 15 20 30+ 30+19cn 路面层 15cmi 钢筋

23、砼板 (4) 杂质：无明显油渍和杂质。 4 eps 路堤轻质填料的质量技术要求及检测办法 项次 检查项目 规疋值或允许偏差 检查方法和频率 1 基底压实度（） 10 环刀法或灌砂法。每 1000 怦检查 3 点 2 垫层平整度（ mr）i 5 3m 直尺。每 20m 检查 3 点 3 eps 块件之间平整度 （ mm 20 3m 直尺。每 20m 检查 3 点 4 eps 块件之间缝隙（ mr）i 10 卷尺法。每 20m 检查 1 点 5 eps 块件之间错台（ mr）i 10 卷尺法。每 20m 检查 1 点 6 基底横坡（） 0.5 水准仪。每 20m 检杳 6 点 7 护坡宽度（ m

24、） 不小于设计宽度 用尺量。每 40m 检查 1 点 8 钢筋砼板厚度（ mm + 10 , 5 水准仪。每 100m 检杳 2 点 9 钢筋砼板宽度（ mm 20 用尺量。每 100m 检查 2 点 10 钢筋砼板强度（ mpa 在合格标准之内 抗压试验。检查频率同公路标准。 11 钢筋网间距（ mr）i 10 用尺量。 表 4 路用 eps 规格尺寸和允许偏差 项目 单位 尺寸 许可差 长度 mm 6000 0.5 % 宽度 1270 0.5 % 高度 630 0.5 % 对角线 0.5 % 3）物理机械性能应符合表 5 的要求。 表 5 路用 eps 物理机械性能 项 目 单位 性能指标

25、 ii iii 表观密度 不小于 kg/m 3 20 30 压缩强度（ 2 %应变） 不小于 kpa 50 90 压缩强度（ 5 %应变） 不小于 kpa 100 180 压缩强度（ 10 %应变） 不小于 kpa 135 225 抗弯强度 不小于 kpa 270 450 尺寸稳定性 不大于 % 3 2 吸水率（体积比） 不大于 % 1.5 1.5 氧指数 不小于 % 30 30 4.2 检验规则 （1） 对进场的同原料厂家、同再加工厂家的产品，每 1000m 3 为一验收批次，不足 looon 3 为按一批验收。 （2） 每批验收应进行规格尺寸及外观检查，任取二十块进行检验，其中二块以上不合

26、 格时，该批为不合格品。 （3） 每批至少取样一次，进行物理机械性能试验（表观密度试验、压缩强度试验、抗 弯强度试验、尺寸稳定性试验、吸水率试验、氧指数试验）。试件检验频率应满足表 6 的要 求。 表 6 路用 eps 块的取样频率要求 每批次数量 取样频率 3 1000m 不少于 1 块 3 2021m 不少于 2 块 2021m ? 第一各 2021 m 3 不少于 2 块，以后每增加 1000 m 3 增加 1 块试块 （4）取样要求 在进行物理机械性能试验时，试样从试块中进行切割，试样的切割应按照标准尺寸进 行，切割方式采用锯切或其他机械加工方式进行，要保证试样表面平整而无裂缝，切割时 应去除 eps 块的表皮。按照图 7 所示，试样 1、试样 2、试样 3 的尺寸为 50mr 50mnh h; 试样 4 的尺寸为 150m