近年来，我国公路桥梁建设蓬勃发展，取得了巨大成就。我国南方地区软土地基分布广泛，路基沉降导致的桥头跳车成为常见的工程病害之一。针对桥头跳车问题，国内进行了很多研究究并应用，效果仍不理想。按照日本泡沫轻质土使用经验，利用泡沫轻质土(气泡混合轻质土)作为填土材料进行桥头路基处理，成为了缓解桥头跳车现象的新思路。本文结合泡沫混凝土技术及国内外现状，对泡沫混凝土控制沉降的基本原理进行了初步介绍，以期推广泡沫混凝土新材料和新工艺在国内的应用。

1泡沫轻质土特性

泡沫轻质土（泡沫混凝土）是一种新型的工程科技材料，根据中国工程建设标准化协会发布的CECS 249：2008现浇泡沫轻质土技术规程的定义，是“用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与必须组分水.

泥基胶凝材料、水及可选组分集料、掺合料、外加剂按照一定的比例混合搅拌观图1，图2），并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料”，主要用于路基填方，软基处理，桥头处理，公路扩幅，桥台背台应用等方面。

类似材料有日本的“气泡轻量土”，国内的“泡沫混凝土”等。我国国内对于类似材料普遍称之为泡沫混凝土。就硬化成型的过程而言，泡沫轻质土与其余类似材料并无本质区别。称为泡沫轻质土，一方面是国内“泡沫混凝土”中“泡沫”一词的普遍叫法，另一方面，泡沫轻质土的原材料如集料及掺合料）可用范围更广泛，力学性能介于土与混凝土之间，使用功能侧重于替代常规填土或砂用于填充，而不是作为混凝土来使用。

泡沫轻质土的特性：

1）        轻质性。这是其最显著的特性，与几种类似材料相比，其容重相对要低见表1）。浇筑后可实现固化直立，对桥台的水平力几乎为零。

2）容重和强度可调节。根据工程应用性能需要，调整成分比例，即可得到不同容重和强度的泡沫轻质土，容重一般在3kN/m³-12 kN/m之间调节，无侧限抗压强度一般在0.3 MPa ~5.0 MPa之间调节。

3）施工方便。泡沫轻质土具有高流动性的特点，可通过软管泵送，施工占地空间小。当作为路基填土使用时，在施工过程中无需振捣碾压，无需进行特别的养生处理。

4）良好的环保特性。泡沫轻质土属无机质材料，是利用粉煤灰等工业废渣做原材料制成，对环境均无污染作用，有利于促进资源的再生利用；当用于道路扩建、山区陡峭路段时，可有效避免高填高挖对环境的破坏，有利于保护自然生态环境，环保优势明显。

泡沫轻质土可用于高等级公路、地铁等基础设施建设，降低高填方段、地铁隧道、地下连续通道等的回填荷载。从泡沫轻质土的特性可以看出，这种新型材料的应用，可以降低地基应力，减小地基差异沉降，吸收路面冲击能量，从而有效解决软基路堤的桥头跳车、道路拓宽以及高寒地区路堤隔热保温等问题，增大道路工程的稳定与安全系数。同时还可以降低工程造价，减少维修费用，提升社会效益。

2泡沫轻质土在国内外的现状

泡沫轻质土作为一种新型的环保材料，在国外已有几十年的应用历史。日本是在泡沫轻质土研发及应用上最先进的国家之一。日本开始将其大规模应用于替代填土是在二十世纪七八十年代，1987年潢滨市在市内桥梁维修工程中首次将泡沫轻质土作为填充材料使用；次年作为填土材料使用。此后，随着施工设备及技术标准的不断发展，制定了相关的技术标准规范，促进了其应用范围的不断扩大，到目前，泡沫轻质土在日本应用约为300多万立方米。

随着我国节能政策的推行，建筑节能材料的研发和应用受到广泛重视。泡沫轻质土技术作为一种轻质、高强、节能、环保的新型技术顺应了这一发展要求，我国于2001年从日本引进了该技术。在国内最早将这一技术应用于基础设施工程的是广州大学的陈忠平博士。技术引进后，在广东、北京、河北等工程中进行了使用，取得了良好的效果。2008年11月，在陈忠平博士主导下，以广州大学、华鑫博越国际土木建筑工程技术北京）有限公司为主编，完成了中国工程建设标准化协会标准CECS 249：2008现浇泡沫轻质土技术规程。该技术规范的颁布实施，对于促进泡沫轻质土技术在我国的大规模应用起到了重要作用。目前在包括北京奥运鸟巢、北京地铁奥运支线、京珠高速公路、汕头中山东路改造、广佛、佛开高速公路拓宽、河北沿海高速公路、广州亚运工程清河东路扩建改造等公路建设工程中得到了成功的应用，累应用约为30多万立方米。可以说，泡沫轻质土在我国具有广阔的发展前景。

3泡沫轻质土控制沉降的原理

泡沫轻质土对工后沉降的控制较常规工法更有优势，显著降低基底应力，有效控制工后沉降，有效解决导致的桥头跳车问题。

3.1 沉降变形的本质及影响因素

沉降变形的本质：在附加应力的作用下，超孔隙水压力不断消散、有效应力不断增长；同时，随着超孔压的消散，其中蕴含的自由水不断排出，造成其体积压缩，表现为发生沉降变形。在这个过程中，对工后沉降产生重要影响的有三个因素：1）

附加应力，附加应力越大，总沉降越大；2）固加度，表现为当前时刻已完成沉降占总沉降的比例；3）工后沉降，通常是路段施工中重点控制的指标，尽可能降低工后沉降，确保公路正常使用，并减少后期维修费用。可以看出，控制工后沉降主要通过提高固结度和降低软土层的附加应力来实现。

3.2 泡沫轻质土应用于控制工后沉降泡沫轻质土用于路基填筑传统的填料有粉煤灰路堤、EPS路堤等）时，其控制工后沉降的原理在于直接降低路堤荷载和软土层的附加应力。在旧路改造时，如填筑厚度适当向原地面以下延伸，可使软土层的附加应力小于有效应力，软土层处于超固结状态，从而确保工后沉降为零见图3）。以汕头市中山东路旧路改造工程为例，在该工程中，采用泡沫轻质土技术对全线路堤桥台两侧沿路线50m范围的路基进行了换填处理，换填厚度向原地面以下延伸了1m，确保改造后的台背地基士处于超固结状态，避免了工后沉降，在该范围内没有进行任何软土路基处理，并取消消了常规的桥头搭板。根据《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中关于工后沉降的规定，路面设计使用年限内残余沉降简称工后沉降）应满足表2要求。

泡沫轻质土用于软基路桥过渡段时，主要是工后沉降要满足规范要求，设计泡沫轻质土合理的换填厚度及范围的问题见图4），根据国内相关研究成果，路桥过渡段差异沉降控制标准如表3所示。 

4结语

大力推广和使用泡沫轻质土，可以很好地降低道桥工程施工成本，减少施工对城市的污染，缩短施工周期，解决路基沉降，可有效地解决桥头跳车问题，在未来的工程建设中，具有很高的市场前景和推广价值。

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