EPS颗粒混合轻质路基施工工法(1)

1、EPS 颗粒混合轻质路基施工工法江苏省交通工程集团有限公司 李善超2013年3月30日1.工法产生的背景随着国民经济持续快速发展，我国公路和城市道路大批改建、扩建或新建，需大量的土方，若采用传统的“借土回填”施工方法，将破坏了大面积原生植被和大量现有耕地资源，造成资源消耗和环境破坏，并且土地越来越成为稀缺资源， “借土回填”施工方法已难以为继。另一方面，许多环境问题逐步显现且日益突出。在大型建设工程、内河航道和海岸工程清淤整治过程中产生了大量的废弃土方，需占用大量的堆放用地，破坏生态，污染环境。同时在生活和生产过程中产生了大量的EPS废弃物，由于EPS难以降解，是典型的“白色”污染。江苏交工1

2、.工法产生的背景利用“EPS颗粒轻质混合料”新技术，可以改良利用废弃土方和EPS废弃物，使之成为合格的路基填料。该新技术的应用，既解决了公路与城市道路工程建设所需的土源问题，又解决废弃物合理处治，满足了环境保护和实现可持续发展的现实要求。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司2 .工法特点 2.1废物利用。用EPS轻质混合料作为公路路基填料，它可以实现废物利用，节省了工程的投资成本，实现废物再生和循环利用。 2.2质量可靠，节约成本。采用EPS轻质混合料作为公路路基填料，减小了路基的荷载，改善（软弱）地基受力性状，保持路基稳定、耐久性。同时有效地减小路基在施工期内的沉降和工后沉降，弱化地基处理，节

3、省工程建设投资。 江苏交工江苏省交通工程集团有限公司2 .工法特点2.3有利环保。可避免废弃土方堆填占地和非降解EPS污染环境，以及由于大量借土而造成的生态与环境破坏问题，有利于环境保护。2.4 效益显著。既可节约路基土方的购置运输费用，又可节约废弃土方的土地占用费和废弃EPS处理费用，社会经济和环保综合效益显著。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司3 .工艺原理 EPS颗粒轻质材料指由EPS球形颗粒、土、水泥（固化剂）与适量的水均匀拌合而成的一种混合轻质土工材料（EPS是发泡聚苯乙烯的英文缩写），其中水泥水化硬结后和土形成骨架，提供混合料的强度，EPS球形颗粒形成空室，减小混合料的密度。施工中

4、，利用“EPS颗粒混合轻质土的生产装置”（专利号ZL 2011 2 0117639.X）, 把EPS颗粒、土、水泥与适量的水均匀拌和成一种混合轻质土工材料，车运输到现场，分层摊铺压实，养护后固化形成具有需要强度的整体EPS颗粒混合轻质路基。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司3.工艺原理 与天然土方相比，EPS颗粒混合轻质土有2个重要特性：轻质：组成成分EPS颗粒密度极小（约0.0150.02g/cm3），从而大大降低混合土的容重；高强：掺入水泥等固化剂，可增加组成材料的粘结性和密实度，从而提高强度减小变形。 为防止雨水冲刷，保证EPS颗粒混合轻质路基的稳定性，一般在其外围采用灰土作为路基包边土

5、进行防护。EPS颗粒混合轻质路基一般结构如下图。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司3. 工艺原理 EPS颗粒混合轻质路基结构示意图 1-泄水孔 2-盲沟 3-封顶层 4-土质护坡 5-土质路拱 6-隔离层 7-EPS颗粒混合轻质填料 8-反滤层江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 施工工艺流程图 EPS轻质路基土拌合配合比设计废弃土方处理材料准备废弃EPS处理施工准备场地清理地基处理测量放样摊铺碾压整平路基质量检测轻质土养护江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 4 .1关键技术创新点4 .1.1废弃土方处理针对废弃土种类和性质，分别采用不同的方法处理。对于砂

6、性土质一般采用打堆晾晒减水方法处理；对于粘性土质采用快速泥水分离方法处理，具体如下图所示：在施工现场选址砌筑矩形水槽，底部布设水平排水通道，然后在水平通道上架设竖向排水通道，设置抽真空装置和透气装置，由此形成相互连通的透气真空排水体系。在抽真空过程中，通过透气装置调节真空度，保证真空负压有效传递，从而快速排水降低含水率。废弃土方的含水量降至易于拌合为宜。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点废弃土方快速泥水分离处理示意图江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 4 .1 .2 EPS颗粒混合轻质填料拌合 EPS颗粒混合轻质材料的拌合利用专门研制的拌合机械（

7、自动控制原料土、水泥、水和EPS颗粒的进料计量）进行拌合。均匀性连续性江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点4.2.1 准备工作1 施工组织2地基清理3 测量放样4 废弃土方处理5 废弃EPS处理 废弃EPS可在废品回收站点收购后，用封闭式自卸车运输至施工现场存放；运输过程中表面铺盖蓬布，以免EPS被风吹散。将收集到的EPS用传动装置送入专门设计的粉碎机粉碎，粉碎后颗粒进入出口处进行自动筛分，粉碎所得EPS颗粒粒径35mm，适用于施工应用。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 6 配合比设计 EPS颗粒混合轻质土的配合比是指确定废弃土

8、、EPS颗粒、固化剂和水所占的比例，依据道路路基设计要求，需要对强度、密度、操作性能性等要求进行选择。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点4.2.2 EPS颗粒混合轻质填料拌合1 EPS颗粒混合轻质材料的拌合利用专门研制的拌合机械进行拌合。2 由于EPS颗粒的质量较小，宜现场粉或发泡处理，以减小EPS颗粒的运输成本。3 EPS颗粒混合轻质材料拌和过程中应剔除粒径大于3cm的EPS粗粒料，严格控制各种原料(土、EPS颗粒、水泥和水)的计量。4 拌合料的含水量控制：正式拌合前必须进行试拌，试拌符合要求后方可正式拌合。一般在晴天或、大风时，可增加4-6个百分点，正常天气含水

9、量可增加3个百分点，视具体天气条件而定。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点5 每个台班正式拌料前应进行设备检验，保证土、EPS颗粒、水泥和水的进料计量同步进行，如发现问题必须进行检查修复，排除故障后再进行拌合。拌合过程中为防止原料土结块堵塞进料孔，必须安排专人进行查看，并保证进料顺畅，如发现进料孔堵塞时，必须及时排除，停止搅拌，待所有进料口工作正常后，重新进料搅拌，同时检查堵料前的搅拌料均匀程度，对不合格料要剔除，或重新回笼搅拌。6 EPS颗粒进料时必须采取密封措施，防止EPS颗粒飞扬造成对环境的影响。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点4

10、.2.3 EPS颗粒混合轻质填料运输 运输方式要因地制宜，宜采用自卸汽车运输，在运输途中应防止EPS颗粒飞扬，必须采取覆盖措施。4.2.4 EPS颗粒混合轻质填料摊铺1 EPS颗粒混合轻质料摊铺前应先放样，划出路基边线、土质护坡界线、盲沟位置等。边线要准确、顺直、弯道要圆顺。2摊铺前需要测定标高，以便控制填筑层的摊铺厚度，松摊铺厚度控制在25cm。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点3 EPS颗粒混合轻质路基应分层摊铺，每个作业段的摊铺长度应保证在水泥初凝前完成碾压，从拌合料出料到碾压完毕一般应控制在3小时以内（小于水泥土的初凝时间）。4 摊铺前检查上一层轻质土层表面

11、成型状况，如果表层有2-3cm的松动层，则可先洒一些水再撒少量的水泥，再使之与新填筑层一起压密压实；如果上一层轻质土表层扰动较为严重，应刮除严重扰动区域，进行重新摊铺、重新压实处理。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点4.2.5 EPS颗粒混合轻质填料压实1 摊铺后的EPS颗粒混合轻质填料必须在水泥初凝前及时碾压，以防止水泥凝固失去粘聚力和水分蒸发而影响压实效果。2 碾压结束后，应使EPS颗粒混合轻质填料处于最佳含水量范围内。3 每层EPS颗粒混合轻质填料碾压结束后，应用灌砂法检验压实度，检测频率参照路基施工技术规范。4 每填筑三层EPS颗粒混合轻质填料进行取芯抗压检

12、测，每个填筑的EPS颗粒混合轻质填料全部填筑完毕后进行现场的弯沉测试，检测频率参照路基施工技术规范。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司4.关键技术创新点与操作要点 4.2.6 EPS颗粒混合轻质路基的养护 EPS颗粒混合轻质路基每层养护的时间57天，养护期间保湿是关键。江苏省交通工程集团有限公司5.工程应用情况在泰州长江公路大桥F01标项目，利用泰州大桥锚锭沉井废弃土方，采用“EPS颗粒轻质混合料” 新技术，深入研究EPS颗粒轻质土配合比，使之成为合格的路基填料，成功地填筑了高速公路路基，取得了较好的经济、社会和环境效益。江苏省交通工程集团有限公司5.工程应用情况在桐乡市高桥至火车站公路改建工

13、程和南湖区七星至大桥公路大桥段右半幅工程项目施工中，采用“EPS颗粒轻质混合料” 新技术，从废弃物再生工艺、EPS颗粒混合轻质土配合比设计及其路基（底基层）施工工艺等多角度开展了技术研发，成功地把EPS颗粒轻质混合料应用在实际工程中，取得了良好的效益。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司6.社会经济效益 11.1 社会效益1本工法可大量处理废弃土方和各类废弃EPS泡沫塑料，实现废物再生和循环利用，社会效益显著。2本工法可避免废弃土方堆填占地和非降解EPS污染环境，以及由于大量借土换土而造成的生态与环境破坏问题，同时减少了废弃物堆填所占土地面积，有利于环境保护。11.2 经济效益 泰州长江公路大桥F01标项目为例，经济效益115万元。 另外由于本工法实现了废物再生和循环利用，减少了环境污染，社会效益显著，因此实施单位可以依据相关政策向政府部门申请经费补贴，以便降低施工成本，促进工法实施推广，产生更多综合效益。江苏交工江苏省交通工程集团有限公司6.社会经济效益 11.3 工程技术效益1 EPS颗粒混合轻质土作为路基填料，可以减轻施加于地基的附加应力，抑制软基的破坏和沉降，