粉煤灰作為路基填筑材料的應(yīng)用

趙 金,李成銘

(黑龍江伊哈公路工程有限公司)

1 粉煤灰路基的特點

(1)節(jié)省取土、減少占地:公路路基填筑需要征地取土,合理利用工業(yè)廢渣修筑公路路基,既能夠節(jié)省取土,又減少占地。

(2)有利于提高高填路基的穩(wěn)定性:從現(xiàn)場實驗可知,粉煤灰的容許承載能力為 200kPa,遠大于土基的強度粉煤灰質(zhì)量輕,對軟土地基上的高填方路基比較有利。

(3)適合雨季施工:相對粘土路基施工,粉煤灰不怕水,適合雨季施工,有利于加快施工進度。

2 現(xiàn)場施工技術(shù)

在完成室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上鋪筑了 50m試驗段,該試驗段現(xiàn)場施工情況及結(jié)論介紹如下。

2.1 路堤結(jié)構(gòu)形式

由于粉煤灰粘結(jié)力小,滲透系數(shù)大,毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重,且有一定的淋溶作用等,在路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計時需考慮采取一定的防護措施對粉煤灰層予以隔離。首先在原地面鋪筑 50cm的砂礫層以隔斷地下水,防止毛細(xì)水的上升。在路基頂面設(shè)置20cm厚的壓實石灰土,且設(shè)置一定的路拱橫坡便于排水,這樣可有效防止水分滲入,減少淋溶作用,避免揚塵,以利于施工車輛通行。另外粉煤灰路堤的邊坡也必須采取保護措施,以防止沖刷和風(fēng)蝕,考慮邊坡修飾等,包邊土的寬度設(shè)計為2m。

2.2 準(zhǔn)備工作

(1)在路堤填筑前,按設(shè)計要求放出中樁線、坡腳線、包邊土分界線(兩邊各超填 30cm),測量地面標(biāo)高。

(2)粉煤灰路堤宜用機械施工,主要機具有自卸汽車、推土機、平地機、灑水車或其他灑水設(shè)備,25～50t的中型和重型振動壓路機或自行式、拖式羊足碾等。

2.3 粉煤灰攤鋪

(1)攤鋪前應(yīng)先放樣,劃出路堤邊線(包括兩邊各超填30cm),土質(zhì)護坡界線。邊線要準(zhǔn)確、順直,彎道要圓順。攤鋪長度應(yīng)以能夠?qū)?dāng)天攤鋪的段落當(dāng)天碾壓結(jié)束為原則。

(2)粉煤灰水平分層攤鋪分層碾壓。填筑粉煤灰前,應(yīng)先填兩側(cè)土質(zhì)護坡,松鋪厚度 25～30cm,灑水碾壓后達到壓實度后,用人工掛線內(nèi)側(cè)裁邊,然后再填筑粉煤灰。粉煤灰的松鋪系數(shù) 1.2～1.5,松鋪厚度不得大于 30cm。施工中要保持路堤橫坡不小于3%,以便于排水。

(3)粉煤灰的含水量宜在灰場調(diào)節(jié)后再運到工地直接攤鋪碾壓。如果碾壓前的粉煤灰含水量達不到最佳含水量,應(yīng)以 1.0～1.1倍含水量進行灑水。

2.4 粉煤灰壓實

(1)攤鋪后的粉煤灰必須及時碾壓,做到當(dāng)天攤鋪當(dāng)天碾壓完畢,以防止水分蒸發(fā)而影響壓實效果。碾壓時應(yīng)使粉煤灰處于最佳含水量范圍內(nèi)。

(2)粉煤灰壓實厚度應(yīng)根據(jù)壓實機械的種類和壓實功能的大小而定。試驗表明,一般 25～30t的中型振動壓路機,每層壓實厚度應(yīng)不大于 20cm,中型振動羊足碾或 40～50t的重型振動壓路機,每層壓實厚度不應(yīng)大于 30cm。

(3)粉煤灰碾壓應(yīng)遵循先輕后重原則。機械攤鋪的灰層首先用履帶式攤土機攤平穩(wěn)壓 1～2遍。試驗段采用INGERSOLL-RANDSD-150振動壓路機碾壓,現(xiàn)場碾壓 6遍壓實度可達到 93%以上。

(4)碾壓順序應(yīng)遵循先低后高的原則,直線段由兩側(cè)向中心碾壓,曲線段由彎道內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓,碾壓速度穩(wěn)壓時采用 1檔(1.5～1.7km/h),振動時用 2檔(2.0～2.5km/h)為宜。碾壓輪跡應(yīng)相互搭接,后輪必須超過兩段的接縫。

(5)碾壓時若出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象,可以采用暫緩碾壓、開槽晾曬等方法。由于粉煤灰水分散失快,在碾壓過程中可能出現(xiàn)含水量偏低的情況,為了確保碾壓的效果和壓實質(zhì)量,最好在晚上灑水悶料,待第二天碾壓。

(6)每層粉煤灰碾壓結(jié)束后,應(yīng)及時檢驗壓實度。施工中可采用核密儀檢驗現(xiàn)場壓實度,但必須建立兩者相關(guān)關(guān)系。

(7)鋪筑上層時,應(yīng)控制卸料汽車的行駛方向和速度,不得在下層灰面上調(diào)頭、高速行駛、急剎車等,以免壓實層松散。

3 粉煤灰路基的邊坡防護措施

粉煤灰邊坡的防護型式主要有以下幾種。

(1)低路堤(約 1m以下),將路肩加寬 0.5m以上,靠自然生長而成的植被來保護邊坡,需考慮可能造成的環(huán)境污染。

(2)用乳化瀝青噴灑在壓實后的粉煤灰邊坡上,但從現(xiàn)場沖刷情況來看,這種方法只適用于短時期內(nèi)的表面防護,類似的方法有在乳化瀝青中摻入草籽和肥料一起噴灑的方式,還有在邊坡培土 10～20cm進行植被的方式,建議用于一般路基的防護。

(3)采用粘土護坡的形式。這種方法采用得比較普遍,粘土護坡厚度一般在 0.5m以上,需與粉煤灰路基一起,進行充分壓實。粘土護坡的壓實度要求與粘土路基相同。坡度通常采用 1∶1.5。

(4)其他防護措施。如干砌片石、漿砌塊石等,應(yīng)視具體情況采用。同時要考慮粉煤灰的特點,即一般的粉煤灰均不具備自硬性,易被風(fēng)干或淘空,進而會影響到邊坡的穩(wěn)定性。

4 粉煤灰路堤的注意事項

提高壓實度和改善路基的水溫狀態(tài)對提高粉煤灰路基的回彈模量同等重要,但前者的影響稍大一些。提高壓實度比較有利,控制最佳含水量可顯著改善壓實效果,但非最佳含水量下壓實也能達到較高的壓實度,后者所需壓實遍數(shù)較多,壓實時的控制含水量范圍可取最佳含水量±6%。

建議在寒區(qū)應(yīng)用粉煤灰修筑路基時,首先進行凍脹性試驗,以確定是否需要采取防凍脹措施。用對比試驗作為一個判斷方法是可行的。另外,由于粉煤灰的來源等因素可能導(dǎo)致其路用特性的變異,因此在實際應(yīng)用時宜先進行有關(guān)的試驗。