学文网摘要：EPS (聚苯乙烯泡沫)是一种性能优良的路基轻质填料,具有使用寿命长、化学性能稳定、经济效益显著和施工简便等优点,已广泛应用于道路、桥梁和涵洞等一系列土木工程中。鉴于我国对EPS的研究还处于初步阶段,本文以室内试验为基础对EPS的物理化学特性、力学性能及其在工程中的应用做一介绍和分析,旨在提高对EPS的认识为其今后的广泛应用奠定基础。
关键词：EPS；特性；工程应用；软土；桥梁
Abstract:EPS (polystyrene foam) is a kind of good performance of subgrade light packing, has long use life, stable in chemical and the economic benefit is remarkable and construction simple etc, and has been widely used in roads, Bridges and tunnels and a series of civil engineering. In view of our country to EPS's research also are in the preliminary stage, according to indoor test based on the physical and chemical characteristics, EPS mechanical properties and the application in engineering a introduction and analysis, to improve the understanding of EPS for its future widely used lay the foundation.
Keywords: EPS; Characteristics; The engineering application; Soft soil; bridge
中***分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号
当今世界科学技术日新月异，岩土工程技术也不例外。随着人类工程活动的力度加大，化学工业的蓬勃发展，材料的新技术***，各种各样的地基处理方法与技术应运而生。其中，轻量土技术就是当今地基处理方法中非常引人注目的方法之一。
为推动、促进我国EPS及其在工程中的研究和应用，下文将对EPS的分类、特点，以及在工程中应用作了简要介绍。
1 EPS的种类
泡沫塑料按制造工艺可分为两大类型：EPS和XPS，共6个品种（参见表1）
表1
2 EPS材料的特性
2.1物理特性
（1）密度
EPS的密度由成型阶段聚苯乙烯颗粒的发泡率决定, 发泡率增加，密度减少。发泡率的变化范围为34.5%~83.3%，密度的变化范围一般介于10～45kg/m3之间,作为工程中使用的EPS其表观密度一般在15～30kg/m3,目前在道路工程用作轻质填料的EPS,其密度为20kg/m3,为普通道路填料的1%～2%。
***1 ＥＰＳ的抗压强度与其密度的关系
（2）耐久性
大量的室内外试验表明：EPS材料自身具有良好的耐久性。但EPS属高分子合成材料，受紫外线、高温及油污的影响大；也易受微生物等的影响。由于以上原因，在把EPS用作轻质路堤等填料时要注意覆盖保护表面。
(3)优良隔热性能。
由于EPS泡孔中的气体不容易产生对流作用而气体又是热的不良导体,因而使得EPS具有优良的隔热性能,常用在道路工程中的隔温层,以满足严寒季节对道路防冻的要求。
***2传导系数随时间的变化关系
（4）吸水特性
挪威国立公路研究所表明：在地下水位以下放置了9年的EPS的最大吸水量为体积的9%，而在发生周期性变化的反复干湿状态中，最大吸水量为体积的4%。因此，把EPS设置在地下水位附近或地下水位以下时，须考虑其吸水性。
***3吸水量与时间的关系
2.2 力学特性
（1）压缩特性
单轴压缩试验是在标准固结仪上进行的，试件的尺寸为50mm×50mm×50mm。压缩试验结果表明：压缩应变小于2%时，处于弹性状态，超过2%时进入塑性状态。EPS与土不同，即使处于塑性状态，单轴压缩性也显著，不产生明显的剪切区域。压缩强度随容重的增加而增大。
（2）变形特性
压缩压力处于弹性区域内时，EPS几乎找不到永久的压缩蠕变。由试验可知，当5%应变的压缩强度小于1/2载荷时，不考虑压缩蠕变；EPS压缩屈服时或屈服后，仅在压缩方向的最大主应力变化显著，可认为无剪切区域。
2.3 其他特性
（1）施工性
由以上几个特点可见，EPS具有足够的强度和弹性模量，满足承载力要求，且具有化学性能较稳定、耐腐蚀、耐微生物等良好性能，作为道路桥梁上的在技术上是可行。
（2）环境性
根据日本财团法人化学品检查协会的资料，微生物破坏试验、腐烂抵抗性试验也表明，EPS不会产生环境问题。化学分析没有检测出汞化合物、镉、砒霜等有害物质，对地下水、土壤和生态环境不产生任何影响。EPS是由碳、氢元素组成的，不含氯、氮元素，燃烧时产生的是二氧化碳和水，不会发生PCDD和PCDF有害物质。发泡剂碳水化合物，不含有破坏臭氧层的氟离胺。EPS还可以100%地在循环利用,有利于环境保护。
3 EPS在工程中的应用
EPS目前主要作为一种轻质和可压缩性填筑材料应用于公路修筑中,起着减重和减压的作用。EPS也常作为隔热材料应用于防护边坡冻胀破坏。试***把EPS用于减振目的,目前已有阶段性成果。
3.1 在软土路基中的应用
***-4(a)为EPS路基的应用例子.路基的载荷大幅度减小，可使地基的沉降量、差异沉降量大为减小。***-4(b)为轻量土在地下结构物中的应用例子。由于侧向土压力和铅直方向的土压力都很小，地基基本上不发生沉降，所以对地下结构物不会产生的不良的影响。***-4(c)为轻量土在便道设置中的应用例子。利用轻量土的密度比水轻的特点，设置便道，施工快且安全。
***4轻量土在软土中的应用例子
3.2 在桥梁工程中的应用
在软土地基上修筑桥梁，桥头差异沉降是影响工程质量和正常使用的一个重要问题。了较好地解决该问题，一般都需要对软基进行必要的处理。
***5 EPS在桥梁地基中的应用
4 结论及今后发展前景
EPS作为一种超轻质的路基填料,在国外已有较为广泛的应用。实践证明,EPS有着优良的性能,对减少软基的沉降和差异沉降、减少桥台和路基的差异沉降及桥台的侧向压力和位移等有重要作用。且EPS的施工不需要大型施工机械，简单快速,有利于环境保护，特别在软土地基，山区斜坡路基填筑上，与传统方法相比，EPS工法具有明显的优越性。国外的众多成功经验，已经充分显示出了它的确是岩土工程中的一次技术***，在减小荷载、土压力上具有无可比拟的优势。
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Properties of Expanded Polystyrene (EPS) and Its Applications in Engineering
LI Chun-peng1 CHEN Guo-hua 1XU Guang-li 2
（1 Graduate School, Faculty, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China）
（2 Engineering Faculty, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China）
Abstract: EPS (Expanded polystyrene) is an excellent light filler. EPS has a lot of good properties, such as long life-span of use, good chemical stability, marked economical benefit, and convenience in construction, which is widely used in road, bridage, culvert and other series of civil engineering. Because of light-weight, stability, durability and easy construction, overburden loads and lateral earth pressure can be largely reduced if light-weight soils are used. Nowadays, they are widely used in road, bridge embankments in the soft soil area and mountain area with steep slope. They are often used as an emergency measure, such as road embankment and slope repair. Some contents of design of light-weight soils are outlined. Whereas the study of EPS in our country is in an initial stage, physical and chemical characteristics, mechanical properties and applications of EPS in road engineering are introduced and analyzed in the paper, the aim is to improve the cognition of EPS and to lay a foundation for the wide use of it in the future.
Key words: EPS; property; application of engineering; soft soil ; bridge.
注：文章内所有公式及***表请用PDF形式查看。
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