路基轻质填料(eps)的路用性能探讨

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1、路基轻质填料(EPS)的路用性能探讨摘　要　聚苯乙烯泡沫(expandedpolystyrenc,简称EPS)是一种性能优良的路基轻质填料，具有轻质、高强、较强的化学稳定性和水稳定性、良好的力学性能，能较好地解决软基的过度沉降和差异沉降以及桥台和道路相接处的差异沉降，减少桥台的侧向压力和位移等问题。本文对EPS的物理化学性能、力学性能、EPS作为路基轻质填料的路用指标、EPS在道路工程中的应用等方面作了初步的介绍和分析。关键词　EPS　路用性能　聚苯乙烯泡沫1　概述　　在软弱地基上及其它他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

2、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－聚苯乙烯泡沫(expandedpolystyrenc,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。　　EPS在道路工程中的应用起始于1965年，挪威在路面下铺设了5～10cm厚的EPS板作为隔温层，以满足严寒季节对道路防冻的要求。此后，1972年挪威道路研究所在研究填土施工法时首先用EPS

3、代替填土获得成功，解决了桥台相接路堤的过渡沉降问题。1985年在奥斯陆召开的国际道路会议上公开了该项技术，从此EPS在瑞典、法国、加拿大、日本等国也得到了广泛应用，并取得了许多成功经验，较好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。　　在国内的道路工程中，EPS独特的路用性能愈来愈受到青睐。在广东（广州、深圳）、浙江、上海等省市，EPS作为路基轻质填料得到了广泛的应用；浙江省的沪杭、杭宁、甬台温、杭金衢、杭州绕城等高速公路上广泛的应用了EPS处理桥头台背回填；沪宁高速公路上海安亭段拓宽工程中大量的应用了EPS作为路基拼接段的主

4、要填料；正在进行的沪宁高速公路江苏段扩建工程试验段中也大量的采用EPS作为软土地基的路基填料。2　EPS的特性　　EPS由聚苯乙烯颗粒发泡而成，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/m3和30kg/m3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/m3,仅为普

5、通填料的1/50～1/100，密度为EPS的一个重要指标与其各项力学性能有着密切的关系。2.2　耐久性　　EPS在水中和土壤中化学性质稳定，不能被微生物分解，也不会释放出对微生物有利的营养物质。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。　　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的表面并导致收缩。

6、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75～80℃以下使用EPS，一般没有问题；温度接近150℃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优良的隔热性，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，EPS块体的质量吸水率

7、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　　抗压强度是EPS作为路堤轻质填料的重要指标。边长50mm的EPS正方体试件在10mm/min的应变速率和典型条件(温度为23℃，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－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密度的增大，抗压强度和弹性极限也增大。在压缩条件下，即

8、使超出了线弹性范围，EPS仍保持弹性性质。随着EPS密度的增大，抗