苗青山

（中铁十二局集团第一工程有限公司，陕西西安 710038）

0 引言

高速公路在我国经济发展的过程中发挥了重要作用，实现了不同地区之间快速连接、有效运输的关键功能。近年来，随着经济社会的不断发展，对高速公路的需求和标准也在逐渐提高。各个省份都在积极对高速公路进行改扩建，以拓宽高速公路路面为主要内容，从而实现更多车辆的快速通行。改扩建工程通常是对原有高速公路的进一步扩建。在改扩建过程中，受制于不同路段选取材料的不同，极有可能出现新旧路面沉降现象。为了有效避免这些问题，当前在施工中广泛使用轻质泡沫混凝土这一关键原材料。以此为主要研究对象，就轻质泡沫混凝土在高速公路改扩建工程中的实际应用展开详细的研究和探讨。

1 轻质泡沫混凝土的特性

轻质泡沫混凝土是一种以泡沫状态存在的新型混凝土材料。它主要是通过特殊的打泡加工工艺形成，在制作初期，将传统混凝土需要的水泥材料与打泡工艺必需的发泡剂等进行充分混合，搅拌到一定程度之后便会形成泡沫微孔型的状态。相比于传统混凝土，轻质泡沫混凝土具有以下几方面的典型优势：首先，轻质泡沫混凝土的质量极轻。从外观体积上来看，轻质泡沫混凝土和传统混凝土的体积基本相同，但轻质泡沫混凝土内部有大量的微孔，因此总体质量较轻。在施工的过程中，施工便捷性更强，工程造价成本较低，更加适用于一些回填类工程。在高速公路改扩建的过程中，为了能够在原有高速公路两侧扩建出更大面积，采用轻质泡沫混凝土对新扩建高速公路进行填充，经济适用性更强。其次，轻质泡沫混凝土相对于传统混凝土来说，具有特殊的流动性，这是传统混凝土尚且无法具备的特性。因其具有流动性，在施工过程中可以用运输管道输送，并且在输送完成之后，混凝土可以自然找平，免去了后期对混凝土进行二次修复的工作流程。再次，轻质泡沫混凝土的自立性较强。它和传统混凝土一样，在一定时间之后就会自我形成凝固状态，从而使高速公路整体的硬实度较强，能够承担较大的重力。在一般情况下，轻质泡沫混凝土的凝固时间为5h 以上。由于轻质泡沫混凝土自立性的特点，除了以运输管道方式进行填充外，还可以以垂直浇灌的方式进行填充。最后，轻质泡沫混凝土的耐久性极好。从整体使用寿命和使用质量上来看，经过往期工程的大量重复试验，可以得出轻质泡沫混凝土整体的使用周期较长。在较大质量反复碾压的时候，破损度较低。在高速公路改扩建工程中，施工质量较高[1]。

因此，综合以上四点显著优势，在当前高速公路改扩建工程中，施工方更倾向于使用轻质泡沫混凝土来代替传统混凝土。

2 轻质泡沫混凝土在高速公路工程中的应用

当前，高速公路改扩建工程通常是指在原有高速公路的基础上，进一步拓宽车道，在同一时间段能够容纳更多的车辆通行。因此，需要在原有高速公路的两侧进一步拓展和开发新的路基，并完善建设路段的有效衔接，形成车道更宽的新高速公路。在建设过程中，需要额外考虑的问题是，新老路面由于建设周期、使用时长和建设材料的不同，出现不同层次的沉降问题。选用轻质泡沫混凝土主要是为了有效避免这一问题的出现。相对来说，轻质泡沫混凝土的质量较小，流动性较强，对原有路基产生的压力和影响作用也相对较弱。因此，承载力和有效性更强，可以在一定程度上避免出现沉降现象，保持新老高速公路整体路面的平稳性和有效性，并且可以在一定程度上避免在新老路基衔接处出现开裂等质量问题。在具体工程应用的过程中，如果高速公路两侧的土地相对宽阔，可以直接在连接处进一步开发。在通常情况下，所采用的开发方式是从下往上分两段进行，每段的高度是后期使用轻质泡沫混凝土厚度的一半。在混凝土浇筑过程中，也会对两段分层次进行浇灌，形成的整体路基结构性较强，硬度更有保障。在完成主体浇灌之后，还需要对边坡位置进行相应的回填处理。对于一些工程量较小，并且附近土地相对受限的改扩建工程，需要采用特殊材质的轻质泡沫混凝土，一般是以直立板式为主[2]。

3 轻质泡沫混凝土工程应用的影响因素

轻质泡沫混凝土在高速公路施工应用的过程中，其质量的好坏直接影响高速公路工程的质量。在一般情况下，轻质泡沫混凝土内部的孔隙结构的孔径越小，不同孔隙越均匀，则表明轻质泡沫混凝土的质量越好，可以保证同一质量和体积的混凝土的孔隙率较少，并且不同孔隙的承载能力较强，使后期填充建设的工程硬度更高，承载力更加均匀。

轻质泡沫混凝土的孔隙大小和均匀与否，受到混凝土的重要原材料发泡剂的直接影响。在工程前期，原材料采购的过程中要重点考量发泡剂的质量，选取那些能够产生稳定泡沫，并且泡沫外膜的厚度较强、完整性较好的发泡剂，可以在一定程度上控制轻质泡沫混凝土后期的孔隙数量和孔隙率，为高速公路工程的硬度提供重要的保障。除了发泡剂之外，发泡设备也会对轻质泡沫混凝土的质量产生重要的影响。不同的发泡设备对同一混凝土和发泡剂在搅拌发泡过程中所产生的泡沫孔径影响较大。在市面上，不同的发泡设备所产生的泡沫孔径有不同的标准。在实践应用中得出，1mm 的泡沫孔径相对于3mm 来说，硬度可以实现20%的优化和提升，因此要尽量选择产生泡沫孔径在1mm 及以下的设备。除此之外，泡沫在轻质泡沫混凝土中是否分布均匀，受搅拌机的影响和作用。除了要在搅拌的过程中按照有关的施工标准，尽可能地优化调整泡沫和水泥的占比，还要尽量保证整体搅拌过程的稳定性，保留一定的泡沫留存量，从而形成良好的轻质泡沫混凝土产品[3]。

4 轻质泡沫混凝土在高速公路改扩建工程中的施工流程

轻质泡沫混凝土在高速公路改扩建工程中的实际应用，要分为具体的两大环节，分别是制作轻质泡沫混凝土，以及在高速公路拓展路段开工作业。在整个工程进展的过程中，会涉及使用多种工程设备，如发电机、搅拌机、发泡机等。在开始正式施工之前，需要对以上设备进行检测和试运行。在保证设备运行顺畅的基础之上，再严格分析图纸的相关内容，设置施工周期和阶段性内容，开始正式的施工环节。

首先，按照施工图纸的有关要求，在高速公路拓展位置清理表面的浮土和植物等。

其次，进行深度开挖。开挖的时候尽量采用台阶式的开发方式，将统一的开发目标分割成不同的个体，保证台阶的紧实度，有条件的还可以设置较小坡度的反坡，为后期轻质泡沫混凝土浇灌做好充足的准备。

再次，对已经开挖完成的内部空间进行找平处理，使其表面尽可能的平整。如果存在积水或相关问题，也应该及时排除。

最后，在现有空间内安装挡板。挡板是在采购过程中通过预置法已经基本成型的，只需要按照图纸内容在合适的位置固定挡板。不同的挡板之间可以通过焊接的方式实现连接，在连接处要注意进行防腐防锈处理。在地下空间的边角处，根据边角的形状和位置，有条件的还可以加装部分异型挡板。挡板之间如果存在缝隙，对缝隙进行填充处理。以上是高速公路拓展路段开挖的前期施工准备环节，在完成以上内容之后，需要对轻质泡沫混凝土进行制作和浇灌工作。轻质泡沫混凝土的具体制作流程如图1 所示。

图1 轻质泡沫混凝土的制作流程

一方面，需要将传统混凝土所需要的水泥材料和水等其他原材料进行充分搅拌；另一方面，还需要将发泡剂进行稀释处理，通过发泡设备形成泡沫状态。将预先制好的发泡状态的混凝土进行充分的搅拌，并压缩掉部分可能存在的空气，最终形成轻质泡沫混凝土。在一般情况下，选用管道输送的方式，输送到事先已经开挖和处理好的空间内。在整个浇灌过程中，要实时关注施工天气，不能在雨天的情况下进行，很有可能对轻质泡沫混凝土的稀释度造成一定的影响。在完成混凝土的浇灌之后，还需要对表面进行浮土铺设处理。对整体工程质量进行检验，检验的标准有多个，不仅包括混凝土的温湿度，还包括整体路基地面的抗压程度、路面宽度和长度等。在保证后期验收质量充分达标的基础之上，再投入试运营阶段[4]。

在整个施工的过程中，有以下几点重要的注意事项：首先，在轻质泡沫混凝土生产的环节中，生产设备要尽量选择可以进行自动计量的类型，保证在施工现场根据情况随时变化调整相关参数，从而生产出不同孔隙率的轻质泡沫混凝土。对于轻质泡沫混凝土的质量评判，要重点关注两大关键指标，分别是抗压能力和干容度。必须在两项指标同时达标的基础之上才能进行浇灌。除此之外，还需要进一步检查轻质泡沫混凝土的密度、流动度、孔隙率等多方面的指标，需符合泡沫混凝土的技术规范，为后期高速公路路面硬化奠定坚实的基础。其次，在对轻质泡沫混凝土进行浇灌的过程中，还需要进一步检查前期已经预埋好的模板，是否仍然在正常状态之内，避免出现变形、包浆等相关问题。为了能够有效避免这些问题，可以使用组合钢模板，并且保证不同板块的模板之间连接紧密。在混凝土浇灌过程中，要避免下雨等恶劣天气因素的影响。如果无法避免，还需要采用有效的防范措施。如果遇到突发情况，在解决之后，不要立即进行混凝土的输送和浇灌，至少停留30min 以上，充分清洗管道和相关部位。如果在冬季开展施工作业，需要额外的保温处理环节，可以利用棉被覆盖等多种方式提高整体工程作业环境的温度。最后，要注意环保问题。无论是在轻质泡沫混凝土的制作环节，还是后期的运输浇灌环节，都会产生大量的废水。废水的处理方式要严格按照工程废水处理标准展开，避免产生环保问题，对生态环境造成影响。

5 轻质泡沫混凝土发展展望

轻质泡沫混凝土这一新型混凝土类型，从研发到正式投入使用，至今已有较长的时间，不仅在高速公路改扩建工程中，在其他各类型的工程中也实现了广泛的应用和普及。除了建筑工程之外，其主要的应用场景还包括各类民事工程。在民用建筑搭建的过程中，利用轻质泡沫混凝土可以实现更好的吸音和隔音效果。轻质泡沫混凝土能够在各个场景中广泛的应用和普及，不仅因为具有流动性强、密度高等多方面的特性，更因为相对来说较低的成本，以更高的性价比投入工程应用中，实现更多样化的功能。在未来使用轻质泡沫混凝土的过程中，可以进一步探索和挖掘其多样化的用途，不仅在工程施工过程中使用，甚至也可以成为部分工业用品的重要原材料，或为部分建筑提供保温处理。轻质泡沫混凝土的生产加工工艺还需要进一步的完善和优化，结合不同的应用场景制定混凝土泡沫状态的规范化标准，以建立行业市场标准的方式，进一步提升轻质泡沫混凝土的应用成效和使用效果。

6 结语

综合上文的论述，轻质泡沫混凝土在高速公路改扩建工程中，确实具有重要的应用前景和实用作用，在充分降低成本、提高经济效益的基础上，进一步优化了高速公路改扩建工程中拓展路段的公路硬度和整体的使用寿命，充分发挥了轻质泡沫混凝土的关键性能和特征。在施工的过程中，不仅要对轻质泡沫混凝土的制作加工尤为重视，保证质量，同时还要在高速公路拓展路段施工挖掘的过程中，尽量保证平整的土面状态和密封有效的模板搭建状态，为混凝土的后期浇灌和填充奠定坚实的基础。从总体上来看，轻质泡沫混凝土未来的发展应用前景非常广阔，不仅可以应用于工程施工现场，还可以为民用建筑提供保温、隔音等重要功能，甚至成为工业产品的重要原材料。