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EPS的应用原理

2020-10-17 14:40:43

聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene简称EPS)是一种轻型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯树脂加入发泡剂,同时加热进行软化,产生气体,形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。黑龙江保温材料公司给大家介绍下应用原理

1 铺设EPS隔热层、防治路基冻害

在多年冻土地区修筑道路将会引起局部环境的改变,导致多年冻土的融化,使道路产生严重的病害甚至破坏。传统的整治冻害方法如垫板、注盐、换土、铺炉渣等方法效果都不理想。

由于EPS材料中内壁气泡为封闭状,互不相通,吸水率小,抗冻性好,保证了在浸水条件下仍具有良好的隔热性能。青藏公路昆仑山越岭地段EPS板隔热路基试验(1990)研究表明,6cm厚的EPS隔热层可减少地表向深层的热流量,减小地下多年冻土层上限的下移,可减缓多年冻土层的冻融,保持线路结构的稳定和减小变形。该研究成果在楚玛河引道、红梁河桥桥头引道及老温泉地区等路段得到了推广应用。从工程现状看,路面坚实平整,路基稳定,路基、路面整体强度满足设计要求。

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2 减小路基沉降、防止或处治路基失稳

在软土地基上修筑路堤,因为普通填料密度大,其自重产生的地基附加应力较大,常会造成路基过大的不均匀沉降和沉降量。由于EPS密度小,具有超轻质特性,在进行一定深度的换填后可有效减小路堤自重,降低地基附加应力,减少软土地基路堤沉降,提高地基的稳定性。填筑10m高的EPS路堤大约相当于10cm高的低填土路堤荷载,路堤荷重大大减小,因此在斜坡地段修筑EPS路堤可有效防止滑坡产生,提高高路堤的抗滑稳定性。

EPS施工不需特殊机械,人力即可施工,速度快,适用于抢险救灾,对于大型机械难以使用的场所更适合,可现场加工切割,以适应场地地形要求。甬台温高速公路台州段一期工程K42+650~K42+800段,1998年8月软土路基施工中因填筑过快,造成路基滑塌,地面上拱60cm。由于工期十分急迫,现场受104国道及外侧厂房的限制,最终选用EPS轻质材料填筑路堤,最厚处为6层,最薄处为1层填筑,共计用量为7295m3,同年10月填筑完毕。该路段自1998年底建成通车至今,沥青混凝土路面平整,使用状况良好。

3 防止桥头跳车、减小桥台的侧向位移

由于桥头(桥台与路基交界处)位置的特殊性,路基填筑施工质量难于控制,并且桥台与路堤结构的差异,使得在桥头处容易产生不均匀沉降, 这对道路寿命、行车舒适性和安全性影响极大。减小或控制桥头处的差异沉降是在软基上修建路堤的难题。由于EPS自重极轻,将其用作桥头处的填料,可有效地减小沉降差;同时因其自立性好,也可大幅减小路堤对桥台的侧向压力,减小桥台的侧向位移。

杭宁高速公路湖州段新田圩桥(桥中心桩号K57+010)两侧桥台台背填筑过程中,桥台发生位移。根据工期和已采取的地基处理情况,采用了EPS轻质路堤的处理方案。新田圩桥两端EPS路堤各长约22m,填筑厚度自桥台处由6层(层厚48.5cm)逐级过渡为1层,共计用量2332m3。该EPS工程于2000年3月开始施工,5月全部填筑完成,同年底竣工通车。目前沥青混凝土路面状况良好,桥头路段无跳车现象。

4 修建直立式路堤

在山区陡坡地段、城市道路建设中,为减少占地和增加美观,可利用EPS自立性强、侧向变形小的特点修建直立式路堤。对于公路工程扩建,EPS不仅可以减少新老路拼接带来的差异沉降,还可放陡边坡,甚至做成直立式边坡,这对于减少二次征地,节约宝贵的土地资源是十分有利的。

5 减小对地下或邻近建筑物的影响

路堤下埋设的刚性结构物上部土体与两侧土体的不均匀沉降,往往会在结构物顶部产生过大的附加压力,垂直土压力系数可达1.2,填土较高时甚至可达2.0,即在结构物顶部存在应力集中现象,从而造成地下结构物开裂、破坏。用EPS代替填土铺筑于结构物顶部,可改善结构物上应力分布,大大减轻结构物所受的土压力,土压力系数可降至0.3。

在城市地区的某些地段进行路堤施工时,为保护地下市政设施与邻近建筑物的安全,不允许对地基进行扰动类加固处理,但又要控制路堤沉降,EPS作为路堤填料,可有效减轻路堤重量,达到控制沉降目的。上海浦东世纪大道原水管渠段[12],采用EPS对管区上部土方进行置换,再在EPS上覆土用于绿化种植。不仅使原水管渠得到充分有效保护,保证了原水管渠的正常供水,而且满足了广场总体规划设计,使世纪大道总体构思得到实现。


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