粉煤灰在高速公路施工中的應(yīng)用

吳運(yùn)祥

摘要：我國(guó)年粉煤灰排放量非常大，但利用率很低。就地就近利用粉煤灰來(lái)修筑公路，變廢為寶，既減少環(huán)境污染，又能減少占用農(nóng)田，提高道路工程質(zhì)量，降低成本，具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；高速公路；應(yīng)用

1粉煤灰在填筑路基方面的應(yīng)用

粉煤灰填筑路堤的應(yīng)用程序首先根據(jù)擬填筑路基的高度和原地基土質(zhì)水文條件，采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，對(duì)施工工藝及控制標(biāo)準(zhǔn)提出要求。路堤設(shè)計(jì)中要根據(jù)地基的狀況采取措施排除地下水，加速土的固結(jié)，滿足工后沉降和穩(wěn)定性要求，其方法有：設(shè)碎石樁，把原基作成一定拱度，鋪碎石墊層或碎石加砂墊層，可以在碎石墊層上敷設(shè)兩層土工織物加筋層，每層厚度30cm，填筑砂土或亞砂土，加筋層設(shè)置的目的上，一是加筋作用起增加路堤的抗滑穩(wěn)定性，二是隔離毛細(xì)水，防止粉煤灰填料含水量過(guò)大而引起路堤粉煤灰強(qiáng)度降低。在土工物加筋隔離層上按規(guī)定30cm一層縱向填筑粉煤灰并碾壓至要求的密實(shí)度。路槽標(biāo)高以下設(shè)置50cm的亞砂土覆蓋層封頂。邊坡用寬2m（水平方向）的亞砂土作包邊，形成土質(zhì)包邊外殼，以保護(hù)粉煤灰路堤邊坡的穩(wěn)定性。土質(zhì)邊坡上要縱橫設(shè)置無(wú)紡?fù)凉た椢锼槭?。在路堤設(shè)計(jì)中要對(duì)粉煤灰路堤及土質(zhì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。在穩(wěn)定驗(yàn)算中，不計(jì)粘結(jié)力C值，內(nèi)摩擦角φ值也應(yīng)取用飽水后的φ值為宜，以策安全。

粉煤灰路堤施工粉煤灰路堤施工的施工方法和壓實(shí)機(jī)械基本上與土質(zhì)路基施工類似，但增加了包邊土攤鋪和設(shè)置盲溝等工作內(nèi)容。路堤施工質(zhì)量的好壞，特別是粉煤灰壓實(shí)度能否滿足要求，取決于攤鋪厚度、含水量控制，壓實(shí)機(jī)械的種類及碾壓遍數(shù)這四項(xiàng)基本要求。

攤鋪厚度。粉煤灰的攤鋪厚度與攤鋪方式（人工或機(jī)械）和壓實(shí)機(jī)械的能力有關(guān)。攤鋪厚度要通過(guò)施工試驗(yàn)段來(lái)決定。一般講，國(guó)產(chǎn)20t振動(dòng)壓路機(jī)要求壓實(shí)厚度不大于20cm，不宜太厚，這樣才能保證壓實(shí)層中壓實(shí)度均勻一致。

根據(jù)工地實(shí)測(cè)，攤鋪的松方系數(shù)按下列建議值控制：用人工攤鋪，松方系數(shù)1.6-1.8用推土機(jī)攤鋪，松方系數(shù)1.2-1.3用平地機(jī)攤鋪，松方系數(shù)1.1-1.2 2.2.2 含水量控制 從粉煤灰的擊實(shí)特性可看出，達(dá)到90%壓實(shí)度（重型）的含水量變化范圍為10%，而比土的變化范圍2-5%要寬得多。而實(shí)際上土的含水量超過(guò)3-5%是根本不易壓實(shí)的。粉煤灰吸水量大，但失水也快，控制好碾壓時(shí)的含水量接近或略大于最佳含水量是至關(guān)重要的一環(huán)。掌握好含水量可以起到事半功倍的效果。

碾壓。壓實(shí)度與碾壓機(jī)械壓實(shí)能力的大小和碾壓遍數(shù)密切相關(guān)。鋼三輪壓實(shí)效果差。振動(dòng)壓路機(jī)隨其自重噸位由小到大，壓實(shí)效果越來(lái)越好。

粉煤灰路堤的強(qiáng)度測(cè)定和沉降觀測(cè)施工完粉煤灰路堤要進(jìn)行彎沉值、回彈模量的測(cè)定；需要進(jìn)行路堤的沉降觀測(cè)，把測(cè)得的沉降量與計(jì)算的最終沉降量進(jìn)行比較，并與同樣高度土質(zhì)路基的計(jì)算沉降量比較。

2粉煤灰在路面基層和底基層施工中的應(yīng)用

2.1二灰混合料將石灰、粉煤灰及其他摻入材料，按照合適的比例、最佳含水量、合理的工藝過(guò)程拌和均勻，經(jīng)壓實(shí)、養(yǎng)生后具有規(guī)定抗壓強(qiáng)度的混合料，稱為石灰、粉煤灰混合料（簡(jiǎn)稱二灰混合料）。常見的有二灰碎石、二灰砂礫、二灰砂和二灰土（只能用作底基層）等。

二灰穩(wěn)定土，具有良好的力學(xué)性能、板結(jié)性、水穩(wěn)定性和一定的抗凍性，其抗凍性比純石灰土高得多。

2.2材料在做二灰混合料配合比之前，所使用的各單質(zhì)材料要做試驗(yàn)檢測(cè)，使之符合JTJ034技術(shù)規(guī)范的要求。

2.3二灰混合料的配合比設(shè)計(jì)

2.3.1配合比設(shè)計(jì)的目的 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，選擇滿足設(shè)計(jì)要求的二灰穩(wěn)定的材料，以確定各種材料的最佳比例、混合料的最大干密度和最佳含水量。

2.3.2配合比設(shè)計(jì)的步驟

A.根據(jù)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)文件，檢測(cè)擬用各單質(zhì)材料理化指標(biāo)，對(duì)料源儲(chǔ)量、質(zhì)量、運(yùn)距和運(yùn)輸?shù)缆窢顩r進(jìn)行綜合考察。

B. 材料的采集和處理 取有代表性石灰進(jìn)行有效成分檢驗(yàn)，確定其等級(jí)，消解備用；取粉煤灰送檢，復(fù)核其各項(xiàng)指標(biāo)是否符合技術(shù)規(guī)范要求。以上兩試樣過(guò)篩備用。拌和用土或碎石也按規(guī)范進(jìn)行檢驗(yàn)；風(fēng)干后放入烘箱內(nèi)烘干待用。

C. 原材料的摻配按不同比例確定各相應(yīng)比例的材料數(shù)量，用拌和器材進(jìn)行充分拌和后制作試件。一般各材料比例確定是按石灰劑量一一個(gè)百分點(diǎn)在設(shè)定最佳劑量附近變化。

D. 擊實(shí)試驗(yàn) 對(duì)上述制作的一系列試件進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，得出準(zhǔn)確結(jié)果，作出含水量-最大干密度曲線，求得最大干密度和最佳含水量。制作試件前可以預(yù)估最佳含水量，上下按兩個(gè)百分點(diǎn)增減，即含水量級(jí)差2%，進(jìn)行試件的制作。

E. 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 強(qiáng)度試驗(yàn)的目的，是核實(shí)一下同一種粉煤灰和石灰及土或碎石，在不同石灰劑量時(shí)混合料的標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)養(yǎng)后其強(qiáng)度變化情況。影響強(qiáng)度的因素主要有：石灰有效成分、結(jié)合料所占比例以及制件時(shí)所用干密度。制件時(shí)一定要考慮到施工要求的壓實(shí)度。

2.３.3 二灰類混合料的施工

施工一般要求

劑量準(zhǔn)確、拌和均勻、碾壓密實(shí)、封閉交通、及時(shí)養(yǎng)生。二灰土施工，可以采用廠拌或路拌，二灰碎石施工則必須廠拌。另外一定要把好材料質(zhì)量關(guān)，毫無(wú)疑問(wèn)，沒(méi)有合格的原材料是施工不出來(lái)合格的產(chǎn)品。

施工程序

a)二灰土路拌法施工程序：準(zhǔn)備下承層à施工放樣à土料運(yùn)輸碼方、灑布à粉煤灰運(yùn)輸碼方、灑布à運(yùn)輸石灰并灑布于粉煤灰上à人工培路肩及分隔帶土方à推土機(jī)排壓à路拌機(jī)拌和à整型à排壓à測(cè)量人員跟蹤找平à刮平à碾壓à養(yǎng)生。

b)二灰土（二灰碎石）廠拌法施工程序：準(zhǔn)備下承層à人工培路肩及中央分隔帶土方à拌制混合料à運(yùn)輸混合料à按每延米用量布料à測(cè)量放樣à推土機(jī)攤鋪à推土機(jī)排壓à測(cè)量標(biāo)高à平地機(jī)初平à再人工找平à平地機(jī)精平à振動(dòng)壓路機(jī)碾壓（先靜后振）à膠輪壓路機(jī)終壓à封閉交通養(yǎng)生à交下道工序施工。

施工應(yīng)特別注意的幾個(gè)事項(xiàng)

材料要用合格的設(shè)備來(lái)均勻拌和，拌和過(guò)程中嚴(yán)格控制石灰劑量，尤其要防止給料機(jī)口堵塞，這就要求石灰含水量要控制好，并在石灰下料口處設(shè)置振動(dòng)器。各給料皮帶要作好標(biāo)定，最好是采用電子稱計(jì)量。路拌施工時(shí)，邊緣布灰要適量增加。

混合料含水量要掌握好，要根據(jù)季節(jié)及氣溫酌定。在沒(méi)加水泥的情況下，混合料可以悶放一定時(shí)間再鋪筑。

下承層的壓實(shí)度必須合格，不能存在軟彈等不良情況。水準(zhǔn)點(diǎn)要引到附近，恢復(fù)好中線。二灰混合料鋪筑時(shí)一定按規(guī)定分層，否則壓實(shí)質(zhì)量將無(wú)法保證。還要注意施工中寧高勿低，寧刮勿補(bǔ)。倘若一定要補(bǔ)，就要把先施工的路面翻松一定深度，互相拌和，控制好混合料的含水量，嚴(yán)格碾壓。

接頭處理。二灰土施工到達(dá)端頭時(shí)，可留下5~8米不進(jìn)行碾壓，后段施工時(shí)將前一段未壓實(shí)部分一起碾壓。二灰碎石混合料也可以照此辦理，但如果近期不連續(xù)施工，就要把端頭壓好，待下次施工前切斷成直茬，再望前鋪筑。

養(yǎng)生。二灰類基層或底基層施工壓實(shí)成型后，從適當(dāng)時(shí)間開始灑水養(yǎng)生，使成型段保濕并嚴(yán)格控制車輛通行。養(yǎng)生期在夏季一般為3~4天，春秋季為7~9天，在此期間防止出現(xiàn)表面過(guò)分干燥、松散、起灰現(xiàn)象。要及時(shí)進(jìn)行下道工序。

3 結(jié)論與建議

粉煤灰是一種質(zhì)輕、多孔隙、顆粒均勻，具有一定水穩(wěn)定性的無(wú)粘結(jié)性材料。其路用性能滿足公路路堤的技術(shù)要求。采用粉煤灰修筑路堤和基層是完全可行的，為開發(fā)利用粉煤灰找到了一條有效途徑。

粉煤灰具有重量輕、壓縮性小、滲透性好、摩擦系數(shù)大、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于軟弱地基上高路基的修筑。

粉煤灰吸水量大，泄水能力強(qiáng)，施工壓實(shí)含水量要求范圍比較寬，給施工帶來(lái)方便，尤其是雨季施工，更能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。

粉煤灰是一種細(xì)顆粒材料，其強(qiáng)度主要由顆粒間摩擦力構(gòu)成，其內(nèi)阻角φ一般在35-40度，飽水后φ值降低到25-35度，而粘結(jié)力C值飽水后幾乎喪失，為偏于安全，驗(yàn)算穩(wěn)定時(shí)，不計(jì)C值，值應(yīng)取飽水后的φ值為宜，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。

修筑粉煤灰路堤和基層必須掌握好攤鋪厚度、含水量控制、壓實(shí)機(jī)械的選擇和壓實(shí)遍數(shù)等幾項(xiàng)關(guān)鍵因素。應(yīng)充分重視粉煤灰路堤和基層的邊坡防護(hù)及隔離層設(shè)置，防止地表水或地下水進(jìn)入路堤，使路基的土質(zhì)地面高于周圍田地，設(shè)置必要的排水系統(tǒng)。

急需國(guó)家有關(guān)部門制訂相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)法規(guī)。粉煤灰作為路堤材料，應(yīng)就其設(shè)計(jì)和施工制訂規(guī)程，使設(shè)計(jì)和施工人員有法可依；還要制訂政策鼓勵(lì)設(shè)計(jì)單位和施工單位盡可能利用粉煤灰，為大規(guī)模利用粉煤灰創(chuàng)造條件。