聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene簡稱EPS)是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹脂加入發(fā)泡劑,同時加熱進行軟化,產(chǎn)生氣體,形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。
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。
在軟土地基上修筑路堤,因為普通填料密度大,其自重產(chǎn)生的地基附加應(yīng)力較大,常會造成路基過大的不均勻沉降和沉降量。由于EPS密度小,具有超輕質(zhì)特性,在進行一定深度的換填后可有效減小路堤自重,降低地基附加應(yīng)力,減少軟土地基路堤沉降,提高地基的穩(wěn)定性。填筑10m高的EPS路堤大約相當(dāng)于10cm高的低填土路堤荷載,路堤荷重大大減小,因此在斜坡地段修筑EPS路堤可有效防止滑坡產(chǎn)生,提高高路堤的抗滑穩(wěn)定性。
杭寧高速公路湖州段新田圩橋(橋中心樁號K57+010)兩側(cè)橋臺臺背填筑過程中,橋臺發(fā)生位移。根據(jù)工期和已采取的地基處理情況,采用了EPS輕質(zhì)路堤的處理方案。新田圩橋兩端EPS路堤各長約22m,填筑厚度自橋臺處由6層(層厚48.5cm)逐級過渡為1層,共計用量2332m3。該EPS工程于2000年3月開始施工,5月全部填筑完成,同年底竣工通車。目前瀝青混凝土路面狀況良好,橋頭路段無跳車現(xiàn)象。