摘 要：本文主要闡述了EPS泡沫輕質土配合比設計過程，從原材料的選擇，配合比設計的優化選擇，以及設計和施工過程中的注意事項，施工成型后質量的檢查等方面進行了論述，為今后類似工程提供借鑒。
關鍵詞：EPS泡沫顆粒 輕質土配合比 應用
1、EPS泡沫輕質土原材料的技術要求
a、EPS泡沫輕質土原材料：EPS泡沫顆粒和土
檢測結果：土的比重為2.669，EPS泡沫顆粒堆積密度為15kg/m3。
b、技術要求：EPS顆粒摻入比(EPS顆粒堆積密度與原料土的體積比)一般為60:40、55:45、50:50，水泥摻量為4%、6%、8%。設計要求EPS泡沫顆粒輕質土干容重不超過11kN/m3(≤1.12 g/cm3)，7天無側限抗壓強度不小于0.2MPa，28天無側限抗壓強度不小于0.3Mpa，7天CBR達到10%以上。
2、EPS泡沫輕質土配合比設計的優化選擇以及設計過程
a、根據原材料的密度結果，結合輕質土的設計要求，首先調試，初選EPS顆粒摻入比為70:30、65:35、60:40、55:45、50:50，水泥摻量6%進行重型擊實試驗，確定各種輕質土的最佳含水量和最大干密度。影響輕質輕質土的試樣密度、強度因素主要有EPS顆粒添加量、試樣養護環境及齡期等，同時水泥添加量對密度的影響不明顯。
b、根據重型擊實試驗結果，由圖1、圖2、圖3、圖4、圖5可見，EPS顆粒摻入比為70:30、65:35、60:40、55:45、50:50最大干密度分別為1.054 g/cm3、1.065 g/cm3、1.102 g/cm3、1.209g/cm3、1.240 g/cm3。。見表1
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EPS顆粒摻入比 |
最大干密度（g/cm3） |
設計壓實度93%
干密度（g/cm3） |
設計要求（g/cm3） |
|
70:30 |
1.054 |
0.980 |
≤1.12 |
|
65:35 |
1.065 |
0.990 |
|
60:40 |
1.102 |
1.025 |
|
55:45 |
1.209 |
1.124 |
|
50:50 |
1.240 |
1.153 |
表1
采用重型擊實試驗方法確定EPS顆粒摻入比(70:30、65:35、60:40)的最佳含水量和最大干密度以及各種輕質土配合比的強度性能試驗：7天無側限抗壓強度。按設計壓實度(93%)計算不同水泥摻量的干密度，試件在20±2℃溫度下保濕養生6d，浸水24小時后作7天無側限抗壓強度，另3個試件繼續保濕養生后，作28d無側限抗壓強度試，試驗結果見表2~表4：
EPS顆粒摻入比70:30擊實結果 表2
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水泥摻量（%） |
最大干密度（g/cm3） |
最佳含水量（%） |
設計壓實度93%干密度（g/cm3） |
7天強度（Mpa） |
28天強度（Mpa） |
|
4 |
1.056 |
16.6 |
0.982 |
0.16 |
0.22 |
|
6 |
1.054 |
16.6 |
0.980 |
0.26 |
0.31 |
|
8 |
1.057 |
16.4 |
0.983 |
0.34 |
0.40 |
EPS顆粒摻入比65:35擊實結果 表3
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水泥摻量（%） |
最大干密度（g/cm3） |
最佳含水量（%） |
設計壓實度93%干密度（g/cm3） |
7天強度（Mpa） |
28天強度（Mpa） |
|
4 |
1.065 |
16.3 |
0.990 |
0.18 |
0.23 |
|
6 |
1.065 |
16.9 |
0.990 |
0.27 |
0.33 |
|
8 |
1.068 |
16.8 |
0.993 |
0.38 |
0.42 |
EPS顆粒摻入比60:40擊實結果 表4
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水泥摻量（%） |
最大干密度（g/cm3） |
最佳含水量（%） |
設計壓實度93%干密度（g/cm3） |
7天強度（Mpa） |
28天強度（Mpa） |
|
4 |
1.100 |
16.8 |
1.023 |
0.19 |
0.25 |
|
6 |
1.102 |
17.5 |
1.025 |
0.28 |
0.35 |
|
8 |
1.103 |
17.3 |
1.026 |
0.39 |
0.44 |
其中混合輕質土EPS顆粒摻入比60:40的7天CBR比為：10.8%，滿足≥10%。
c、確定最佳輕質土的配合比
EPS顆粒
摻入比 |
水泥摻量（%） |
最大干密度（g/cm3） |
設計壓實度93%干密度（g/cm3） |
7天強度
（Mpa） |
28天強度（Mpa） |
|
70:30 |
6 |
1.054 |
0.980 |
0.26 |
0.31 |
|
65:35 |
6 |
1.065 |
0.990 |
0.27 |
0.33 |
|
60:40 |
6 |
1.102 |
1.025 |
0.28 |
0.35 |
d、 最終確定配合比為： EPS顆粒摻入比60:40;水泥摻量6%。
3、施工過程中的注意事項
a、EPS顆粒因質量輕，在裝卸和運輸過程中通常采用袋裝。因此，事先應檢查袋子的質量，包括牢固性和破漏洞情況。以避免顆粒跑冒、飛散等情況發生。
b、袋裝EPS顆粒最好能隨到隨用，但由于混合輕質土的制備速度快，泡沫珠、土、水泥等混合材料應有一定儲備，其中土、水泥均為工程常用材料，在此不另作規定;而對于EPS顆粒的存放，應考慮放在低洼或避風處，必要時采用加罩或壓頂措施。保證其存放安全與穩定。
c、對于在運輸存放或作業過程中，存在火災隱患的可能時，泡沫珠所用原料宜選擇阻燃型材料。否則應采用有效的防火措施。
d、EPS顆粒混合輕質土應采用連續式穩定土拌和機制作，確保生產的連續性，盡量縮短人造輕質土的施工間隔時間，以便于整體養生;
e、原材料添加與拌和時，為防上EPS顆粒飛散或上浮，宜對EPS顆粒進行預濕處理。通過EPS顆粒自身重量及預濕后的吸附性，使之順利進入攪拌至均勻。室內試驗拌和時，可先將水泥、水、EPS顆粒三者輕拌后，再加入土中拌和。室內試驗得到的最終含水量，不能直接作為施工時含水量，施工時，應根據現場氣候，原料土的天然含水量及施工和易性的需要作適量調整。
f、EPS顆粒混合輕質土經拌和均勻后，應采用自卸汽車快速運至工地，進行攤鋪碾壓，避免運輸時間過長，發生EPS顆粒飛散現象，因此在運輸途中還應采取加蓋蓬布等措施。
g、現場攤鋪可采用穩定土攤鋪機、攤鋪箱、平地機等，按規定的厚度進行施工，攤鋪厚度一般不大于30cm。并應通過試鋪試壓，根據壓實效果確定。
h、碾壓可采用鏟車，推土機，壓路機等履帶式和滾筒式壓實設備進行，當攤鋪厚度30cm時，一般碾壓4遍可滿足要求。
i、EPS顆粒混合輕質土施工后的表面保護十分必要。表面過分干燥會使材料分離，而雨水浸蝕會使固化材料流失。應采用土工布或塑料薄膜覆蓋人造輕質土，養生期為7天。
j、為達到施工后的長期防變質要求，在路堤設置粘土包邊，包邊厚度為100cm。
k、人造輕質土現場質量管理，一般須進行壓實后的密度測試和輕便觸探試驗，現場密度試驗可用灌沙法和核子密度儀法，核子密度儀法簡便，但應通過灌沙法來鑒定其相關關系。一般砂質土相關性比粘性土的相關性更優。在進行施工試驗時，進行輕便觸探測試，隨著碾壓遍數的增加，強度也隨之增強，由此可得到強度和濕密度的相關關系，再與室內試件進行比較分析，以此進行強度和密度的控制。
4、施工后輕質混合土質量的檢測以及質量效果
① 作為軟基上路堤的填筑材料，可大幅度地減輕施加于地基的附加應力，抑制軟基的破壞和沉降，增大道路的穩定、安全系數;
② 作為橋臺等結構物背面的填筑材料，可大大地減輕路堤自重，降低地基應力，抑制軟基的沉降，遏止橋涵連接路堤的沉降差，避免垂直錯位，從根本上消除高速公路中的橋頭跳車問題;抑制軟基的側移，使橋臺等結構物幾乎不承受土壓力，提高結構物使用的安全性及使用壽命，從而可適度簡化基礎樁的結構設計。據初步調查，我省已投入運營的高速公路的維護管理費居高不下的主要原因是通過軟基的橋頭跳車問題、由于軟基的沉降而引起地下結構物的側移甚至破壞等問題沒能找到行之有效的解決辦法，每年為此付出的直接維修費用多達幾億元。所以僅軟基這一領域就有著非常巨大的市場需求。
③ 在軟基路段使用輕質土進行擴幅加寬填土，可大幅度地降低填土荷重，減少周圍路基的沉降;且這種填土不需機械壓實，施工時間短，振動、噪音低，可鉛直填土等，特別適用于用地昂貴的道路改造及施工周期短的道路工程的加寬填土。這種填土材料還可用于擋土墻背的填土、陡峭地段的鉛直填土、土坡穩定、埋管等工程的填土等，有著非常廣泛的應用前景和社會經濟效益。
5、結束語
EPS作為一種超輕質的路基填料，在國外有較為廣泛的應用，實踐證明在軟基上修建高速公路使用EPS是可行的。目前仍有許多問題需要解決：
1)、對FPS在長期荷載作用下的性能缺乏深入的了解，應加強對長期荷載作用下的性能的發展和變化以及EPS的耐久性等進行進一步的觀測。
2)、EPS代替普通路基填料填筑路基目前仍按照彈性層狀體系進行設計，但是設計方法比較粗糙，相關設計指標尚不明確。
3)、EPS的施工方法、施工技術方案目前還處于摸索階段，應根據實際情況進行進一步分析和總結。
參考文獻
[1]路基輕質填料EPS的路用性能探討，凌晨;
[2]嘉興至紹興跨江公路通道連接線EPS顆粒混合輕質土路基施工技術細則;
[3]氣泡混合輕質土在練杭高速公路路基填筑中的應用;
