高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術(shù)研究

楊傳魯

(貴州省公路局高速公路建設(shè)營運(yùn)中心，貴州 貴陽 550002)

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高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術(shù)研究

楊傳魯

(貴州省公路局高速公路建設(shè)營運(yùn)中心，貴州 貴陽 550002)

通過室內(nèi)分析和實(shí)體工程相結(jié)合的試驗(yàn)方法，對(duì)粉煤灰的材料性質(zhì)和工程特性進(jìn)行了研究，并根據(jù)試驗(yàn)分析結(jié)果提出具體的工程施工工藝方法，為今后高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術(shù)方面提供理論依據(jù)。

粉煤灰；筑路；試驗(yàn)；施工工藝；利用技術(shù)研究

1 高速公路粉煤灰筑路試驗(yàn)分析

某高速公路的互通立交A匝道，路段路基寬度為24 m，路堤高度介于8.43～11.55 m之間，全長100 m，位于1、2號(hào)橋之間，交通運(yùn)輸方便。試驗(yàn)路段實(shí)施前，根據(jù)路面總體強(qiáng)度要求，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層厚度、各結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度等進(jìn)行復(fù)算，在此基礎(chǔ)上，對(duì)所用的粉煤灰筑路材料進(jìn)行系統(tǒng)性能試驗(yàn)。

本次試驗(yàn)路段的路基以純粉煤灰填筑，采用碎石作為隔離層，粘土作為護(hù)坡，坡面防護(hù)為拱形骨架加植草防護(hù)，試驗(yàn)段共耗用粉煤灰計(jì)47 000 t。經(jīng)過對(duì)某高速公路粉煤灰筑路試驗(yàn)，得出粉煤灰材料性質(zhì)及工程特性指標(biāo)如下：

(1)天然休止角

天然休止角是指松散材料在松散狀態(tài)堆積時(shí)其坡面與水平面所形成的最大傾角，通過實(shí)際量測，本次試驗(yàn)得出的粉煤灰天然休止角為34.5°。說明粉煤灰內(nèi)部水分更容易流出，對(duì)施工的影響相對(duì)較小，而粘土的滲透性小，用于粉煤灰路堤的護(hù)坡可減小降雨對(duì)粉煤灰填筑體的影響。

(2)透性及毛細(xì)水上升高度

考慮到粉煤灰材料的特殊性，需要及時(shí)對(duì)土質(zhì)進(jìn)行滲透性檢驗(yàn)，根據(jù)數(shù)據(jù)要求，對(duì)其進(jìn)行有效的分析。根據(jù)現(xiàn)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，粉煤灰本身滲透性很強(qiáng)，滲透系數(shù)大約是在1.35×10-4～7.59×10-3(cm/s)左右，壓實(shí)度對(duì)滲透性的影響較顯著。粉煤灰的毛細(xì)水上升高度，采用的是直接實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行計(jì)算的，如果粉煤灰的毛細(xì)水上升高度為120.5 cm，而土的毛細(xì)水上升高度為324.6 cm。

(3)滲液塑限

采用液塑限聯(lián)合測定法進(jìn)行粉煤灰液塑限的測定，根據(jù)系數(shù)顯示結(jié)果可知，如果塑性的系數(shù)比較低，說明灰粒本身空隙比較小，存儲(chǔ)的水量很低。

(4)粉煤灰的最大干密度及最佳含水率

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，最佳含水率和最大干密度分別為19.5%, 1.45 g/cm3，20.1%，1.39 g/cm3。數(shù)據(jù)顯示，粉煤灰滲透性比較強(qiáng)，為高速公路施工提供了有效條件。

特別是貴州紅粘土在降雨后調(diào)節(jié)含水率比較困難，不得不攤曬較長時(shí)間才能進(jìn)行碾壓，嚴(yán)重影響工期。

(5)現(xiàn)場回彈模量

室內(nèi)采取杠桿壓力儀測定粉煤灰的回彈模量，經(jīng)試驗(yàn)其回彈模量為46.4 MPa。經(jīng)試驗(yàn)測定，當(dāng)在最佳含水率附近碾壓9遍時(shí)，粉煤灰路堤的回彈模量介于52～582以外，故要通過埋設(shè)的傳感元件及高程控制點(diǎn)，定期觀測粉煤灰路基變形情況。

2 高速公路粉煤灰施工工藝技術(shù)

(1)路基部位處理

路基處理對(duì)施工整體有重要的影響，因此處理階段需要注意臺(tái)背回填和路基接觸部分的有效銜接。坡度的確定是根據(jù)土質(zhì)確定的，坡度設(shè)計(jì)比例為1∶1.5，寬度為75 cm，高度為50 cm，且應(yīng)該在保證路基穩(wěn)定的情況下盡可能減小坡度，降低澆筑的工程量。

(2)防排水

排水設(shè)計(jì)是保證高流態(tài)粉煤灰漿體澆筑質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一，如果在實(shí)踐中采用的路基材料為砂礫，砂礫透水性比較強(qiáng)，塔接處以及基底都不必考慮到排水設(shè)計(jì)。此外對(duì)于黏土和砂土在有水的情況下，水分會(huì)軟化路基，導(dǎo)致整體強(qiáng)度比較低，甚至影響路基穩(wěn)定性，因此需要考慮到塔接處以及基底防水體系的布控。

(3)分倉

對(duì)于高速公路而言，由于路基較寬，當(dāng)臺(tái)背與路基距離較短時(shí)，則不必分倉。

(4)攪拌

在本次施工階段，選擇的機(jī)械為攪拌機(jī)為滾筒式拌和機(jī)，根據(jù)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用指標(biāo)要求，可以通過實(shí)體工程對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)?？紤]到均勻性和流動(dòng)性的指標(biāo)要求，要對(duì)時(shí)間進(jìn)行有效的控制，包括：潤濕時(shí)間，拌和時(shí)間等。如果碎顆粒量多，則吸水量就比較多，潤濕表面的水分減少，則潤濕時(shí)間長，相應(yīng)拌和時(shí)間長。

(5)澆注

澆筑施工形式本身比較特殊，在后續(xù)處理階段，考慮到漿體本身的流動(dòng)性，工作人員需要及時(shí)清洗流槽，避免出現(xiàn)漿體含量增加的現(xiàn)象。必須采用流槽澆注，使得漿體從流槽均勻、平整流到基坑里，人工輔助攤鋪澆注完成后，要將水泥粉煤灰硬化漿體進(jìn)行表面整平。

(6)裂縫處理

裂縫處理工作形式比較特殊，在澆筑階段，需要及時(shí)對(duì)不同層次的粉煤灰進(jìn)行處理，上一澆筑層頂面會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫大的現(xiàn)象，可以用標(biāo)號(hào)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)。在后續(xù)處理階段，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行灌縫處理。

(7)養(yǎng)生

養(yǎng)生濕度對(duì)于材料本身強(qiáng)度有一定的影響，在漿體形成階段，需要根據(jù)初期保濕機(jī)制的要求，對(duì)其進(jìn)行處理，盡量保證水泥具備足夠的需求量。在溫度適宜的前提下，養(yǎng)生強(qiáng)度必須高于空氣濕度，避免出現(xiàn)失水的現(xiàn)象。

(8)封層

養(yǎng)生操作后，必須對(duì)后背澆筑部分進(jìn)行封閉處理，考慮到原地面臺(tái)背以及封層指標(biāo)的要求，對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行有效的控制。澆筑體上層要留有封頂層60cm，不能澆筑到路槽部位。

3 結(jié)束語

(1)粉煤灰本身能起到抑制水泥水化的現(xiàn)象，在后續(xù)處理階段，必須對(duì)水化指標(biāo)進(jìn)行分析，根據(jù)火山灰反應(yīng)速率的具體要求，及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理。

(2)水泥與粉煤灰最優(yōu)比例是不斷變化的，變化指標(biāo)是以材料質(zhì)量為主，必須考慮到工程經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，及時(shí)對(duì)技術(shù)進(jìn)行合理選擇。

(3)當(dāng)水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石混合料中水泥與粉煤灰的比例為最優(yōu)比例時(shí)，水泥的化學(xué)反應(yīng)和二次反應(yīng)都取得了一定的影響，水泥和粉煤灰的化學(xué)潛能也充分利用，因此對(duì)施工起到一定的積極作用?？紤]到高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術(shù)的特殊性，需要根據(jù)技術(shù)指標(biāo)要求，將其合理應(yīng)用到實(shí)踐中，提升工程施工質(zhì)量。

[1] 粉煤灰路堤施工工藝[J]．粉煤灰綜合利用，1995，(1): 37-48．

[2] 于洪澤，田新宇．粉煤灰在公路建設(shè)中的利用[J]．粉煤灰綜合利用，1999，(4) :127-132．

[3] 王福元，吳正嚴(yán).粉煤灰利用手冊[M].中國電力出版社，1997:62-67.

2016-05-18

楊傳魯(1963-)，男，貴州銅仁人，工程師，研究方向：公路養(yǎng)護(hù)與管理、公路綠化、公路景觀設(shè)計(jì)等。

U416.215

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1008-3383(2016)07-0025-02