聚苯乙烯泡沫 （EPS）材料與使用

劉 煒

（佛羅倫薩大學，意大利 佛羅倫薩 50100）

1 EPS的特性

發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）技術(shù)為減輕隔熱和路面霜害而誕生，很快被用作一些道路工程項目中天然材料的有吸引力替代品。通常稱為EPS土工泡沫，是一種輕質(zhì)材料（正常密度范圍為11至46kg/m3），是在模壓工藝后獲得的硬質(zhì)閉孔聚苯乙烯泡沫。在國際規(guī)格中，EPS用后綴數(shù)字標記，該數(shù)字表示以kg/m3表示的密度（ASTM D6817/D6817M-13a）或以10kPa表示的10%變形時的壓應力（EN13163）。它結(jié)合了多種工程特性，例如強度，熱效率，耐濕性和耐久性。尤其是在極端氣候條件下，用于建造道路的材料，對于建筑和建設(shè)項目的可行性而言，這是一個非常有效的解決方案，EPS泡沫塑料在各種與交通有關(guān)的應用中均是一種出色的節(jié)省時間和成本效益的方法：路堤，戰(zhàn)略項目的臨時通道，橋臺，輕質(zhì)填料，土壤薄弱的滑坡區(qū)域等。

2 EPS的歷史

這種建筑材料在歐洲，美國和日本的使用可以追溯到1980年代初，其基礎(chǔ)是1965年挪威第一個開拓性的道路隔離項目和1972年的道路堤防項目。從那時起，發(fā)現(xiàn)塊狀EPS。意大利在使用EPS，實際上可以追溯到2000年代初，當時天然建筑材料市場的特點是對路堤的填土組件有大量需求和在減少采礦對土地使用的影響的政策的實施所限制的供應，這是由于公眾對環(huán)境問題的意識不斷增強和鞏固。意大利在道路堤防上使用EPS的第一個試點項目引起了人們對于在該材料興趣，在那個時期，大量的EPS材料用于工程，再加上技術(shù)上的好奇心和布置的壯觀，還結(jié)合了新建筑解決方案的開發(fā)和運營等細節(jié)。這已成為許多意大利公司專有技術(shù)的一部分。

3 道路斜坡的改造Passo del Brattello的實驗性路堤（2001/2002）

Passo del Brattello（帕爾馬?。┑膶嶒炐月返?，也許是意大利最具代表性的經(jīng)驗之一，其目的是修復受到嚴重影響的省道的滑坡。這項工作非同尋常，大量使用的EPS材料，對這段道路的水文地質(zhì)框架而言，在難度最大的問題是在該區(qū)域內(nèi)進行起重和搬運。EPS塊會因為插入與斜坡穩(wěn)定系統(tǒng)的輕量鋼筋混凝土層而有規(guī)律地中斷。在與多層路面由鋼筋混凝土板組成，可用于道路約束系統(tǒng)的錨固。

羅馬機場的道路網(wǎng)/Fiumicino Litorale（2012），羅馬-菲烏米奇諾機場的輔助道路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的最新項目中，不僅需要預測EPS行為的變化和考慮靜態(tài)載荷，還需要預測車輛行駛引起的動態(tài)蠕變。

EPS填充物靠近路面的情況需要更深入地研究動態(tài)蠕變現(xiàn)象，這是最直接暴露于周期性作用的砌塊，即對于最主要的道路區(qū)，通過對預期的拉力狀態(tài)的分析，仍然可能受到車輛交通行為的影響。建立動態(tài)蠕變測試，以1 Hz的頻率施加正弦負載（Montepara等，2004）。

圖1. EPS25（a）和EPS35（b）的動態(tài)蠕變曲線：變形的上下包絡(luò)

圖1在同一圖中顯示了相對于動態(tài)和靜態(tài)蠕變測試的變形包絡(luò)曲線。所測得的變形隨時間變化是恒定的，與以相同靜載荷記錄的變形相比（EPS 25）或更低（EPS 25）。具體來說，EPS 35的變形在動態(tài)作用下非常有限。