EPS的密度由成形階段聚苯乙烯顆粒的膨脹倍數(shù)決定,一般介于10~45㎏/m3之間,作為工程中使用的EPS表觀密度一般在15~30㎏/m3。目前在道路工程中用作輕質(zhì)填料的EPS密度為20㎏/m3,為普通道路填料的1%~2%。密度是EPS的一個重要指標(biāo),其各項力學(xué)性能幾乎都與它的密度成正比關(guān)系。
根據(jù)試驗,EPS在三向應(yīng)力狀態(tài)下和單向應(yīng)力狀態(tài)下的受壓過程基本類似,當(dāng)軸向應(yīng)變εa=5%時,應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折,EPS開始表現(xiàn)出彈塑性。當(dāng)圍壓很小時,對應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和屈服強度的影響是有限的。當(dāng)圍壓超過60KPa時,屈服強度明顯下降,顯然與土的變化規(guī)律不同。當(dāng)軸向應(yīng)變εa≤5%時,無論圍壓是多大,體積應(yīng)變εv接近于軸向應(yīng)變εa,即EPS側(cè)向變形小,也即泊松比小。
容重γ=0.2~0.4kN/m3的EPS的彈性模量Es在2.5~11.5MPa之間。廣東省淡澳河大橋引道工程EPS填筑高度超過4m,使用的EPS容重為0.2kN/m3。為限度地減少工后沉降,鋪筑完EPS材料層后,在其上填土1.2m進行預(yù)壓。其中EPS材料層的壓縮沉降平均為32mm,可以算得EPS的彈性模量為2.4MPa,且EPS材料仍處于彈性變形階段。該路段于2000年10月試行通車,6個月后EPS材料層的實際壓縮變平均值為8mm,說明就EPS材料的使用實際效果看,作為路堤填料是成功的。
EPS的空腔結(jié)構(gòu)使水的滲入極其緩慢。根據(jù)挪威與日本實測資料,EPS吸水率(吸入的水量相當(dāng)于它的容重的百分?jǐn)?shù))不浸泡在水中時為1%以下;地下水位附近的為4%以下;長期浸泡在水中的為10%左右。由于EPS的容重比土體的容重低得多,吸水引起的1%~10%的容重增量對工程影響可忽略不計。
由于橋頭(橋臺與路基交界處)位置的特殊性,路基填筑施工質(zhì)量難于控制,并且橋臺與路堤結(jié)構(gòu)的差異,使得在橋頭處容易產(chǎn)生不均勻沉降, 這對道路壽命、行車舒適性和性影響極大。減小或控制橋頭處的差異沉降是在軟基上修建路堤的難題。由于EPS自重極輕,將其用作橋頭處的填料,可有效地減小沉降差;同時因其自立性好,也可大幅減小路堤對橋臺的側(cè)向壓力,減小橋臺的側(cè)向位移。