其加工方法按發(fā)泡方式的不同可分為模式法與擠出法。這種均勻封閉的空腔結(jié)構(gòu)使EPS具有吸水性小,保溫性好,質(zhì)量輕及較高的機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)。北歐在20世紀(jì)60年代后期開始將EPS用于土木工程。1971年挪威國家道路研究實(shí)驗(yàn)室(NRRL)首次在FLOM大橋引道改造工程中用EPS代替1m厚普通填料,成功控制了橋頭段的不均勻沉降。因總體經(jīng)濟(jì)和質(zhì)量效果好,20世紀(jì)80年代用量迅速上升,瑞典、日本、荷蘭等國家已在公路項(xiàng)目中使用EPS。我國1995年在杭甬高速公路望童跨線橋橋頭路堤首次使用EPS。
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(xiàng)力學(xué)性能幾乎都與它的密度成正比關(guān)系。
根據(jù)試驗(yàn),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(qiáng)度的影響是有限的。當(dāng)圍壓超過60KPa時,屈服強(qiáng)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(jìn)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(shí)際壓縮變平均值為8mm,說明就EPS材料的使用實(shí)際效果看,作為路堤填料是成功的。
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。