試論粉煤灰在公路工程路面施工中的應(yīng)用

程高鋒+李豐剛

摘 要： 公路施工質(zhì)量直接影響道路的使用壽命和性能，施工材料質(zhì)量會給道路施工質(zhì)量帶來極大影響，粉煤灰的使用能夠有效提高高速公路的施工質(zhì)量，同時還能夠?qū)①Y源進(jìn)行充分的利用，在保護(hù)環(huán)境的同時，產(chǎn)生更高經(jīng)濟(jì)價值。因此，在公路建設(shè)中加大粉煤灰使用量有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞： 粉煤灰；公路工程；路面施工；施工準(zhǔn)備

目前，我國燃煤電廠和低熱值電廠每年排放的粉煤灰高達(dá)3億噸以上，占全國固體廢棄物總排放量的40%，其年利用率約為66%。粉煤灰利用率較高的地區(qū)主要集中在大城市及沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，而內(nèi)陸地區(qū)中小燃煤電廠的濕排粉煤灰（包括粉煤灰渣）利用率普遍較低，每年需耗費巨資建設(shè)堆放場地，不僅占用大量農(nóng)田，還嚴(yán)重污染環(huán)境，造成生態(tài)破壞。通過經(jīng)濟(jì)性分析，利用工業(yè)廢渣——粉煤灰渣修筑公路路面混凝土，在同等水平條件下，能夠節(jié)約材料成本7%以上，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，且能實現(xiàn)資源的再利用、減少耕地的占用、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)等多重社會效益。

一、工程案例

試驗路段地勢低洼，長年積水。設(shè)計路基基底為砂礫墊層，厚度根據(jù)地表不同統(tǒng)一控制在海拔143.30m標(biāo)高處，經(jīng)測算平均厚度25cm左右。邊坡加固為50cm寬粘土壓實，為防止兩邊坡沖刷，采用了砼板全防護(hù)。粉煤灰路堤頂面采用20cm厚粘土封層。粉煤灰路堤最大高度4.4m，最小高度1.1m，路基寬度14.0m。

二、公路工程路面粉煤灰施工準(zhǔn)備

1、粉煤灰的技術(shù)要求

粉煤灰是熱電廠的排放場，其堆放不僅占用大量土地，而且污染環(huán)境，但若用于建材，會取得較好經(jīng)濟(jì)效益。由于燃燒和回收工藝的不同，粉煤灰的品質(zhì)也有很大差別。

在水泥混凝土路面工程中要求使用干粉煤灰，要求達(dá)到Ⅱ級以上粉煤灰的技術(shù)要求，并先采用磨細(xì)粉煤灰。Ⅲ級灰各項技術(shù)指標(biāo)不能滿足路面混凝土的要求，只能用于基層。

沿路基一側(cè)鋪設(shè)供水管線，每隔30m設(shè)一水管頭，在路中段打一眼深水機(jī)井，作為施工水源。粉煤灰運送之前，砂礫墊層按設(shè)計要求鋪筑壓實，路基兩邊培土50cm寬，每層松鋪厚度不超過30cm，用推土機(jī)穩(wěn)壓二遍。為防止雨后積水，在路基坡底一側(cè)每隔15～20m設(shè)一盲溝，內(nèi)填礫石。

施工時應(yīng)嚴(yán)格控制粉煤灰最佳含水量，如果含水量與最佳含水量相差不大，可直接運料上路鋪筑；含水量過大則在灰場用推土機(jī)攤開晾曬，或直接運到要修筑的路段攤鋪，用五鏵犁翻開晾曬；含水量過小則要運到修筑的路段集中堆放，澆水悶濕，使之達(dá)到接近于最佳含水量。

2、粉煤灰的摻量

國內(nèi)外的理論研究表明，硅酸鹽水泥中可釋放出的Ca（OH）2及其石膏最多只能使28%的粉煤灰得到水化反應(yīng)，從而提高強(qiáng)度。當(dāng)1m3水泥凝土使用360kg525#普通硅酸鹽水泥、水灰比0.41、砂率37%時，初步確定摻入粉煤灰20kg、25kg、30kg、35kg、40kg、45kg、50kg、55kg進(jìn)行試配，得出結(jié)果是摻入45kg粉煤灰的混凝土綜合性能最佳。此時粉煤灰摻量為水泥用量的12.5%。推薦使用粉煤灰摻量為水泥用量的8%-20%。

3、粉煤灰水泥砼的配合比設(shè)計

粉煤灰水泥混凝土的配合比設(shè)計根據(jù)《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GBJ146-90規(guī)定的超量取代法進(jìn)行，超量系數(shù)取1.5，由此增加的粉煤灰體積減去同體積的砂。

三、公路工程路面施工中粉煤灰施工工藝

粉煤灰路堤采用自卸汽車運輸，人工配合機(jī)械攤鋪找平，壓路機(jī)縱向分層碾壓，工地試驗室檢測密實度的施工工藝。每班工作長度根據(jù)機(jī)械配備和壓實效果，最后確定每100m為一個施工流水段。

1、材料運送

由自卸汽車將材料直接運到要鋪筑的路段，卸料自工作段的遠(yuǎn)端開始，由路中向兩邊展開。為防止汽車在已碾壓好的粉煤灰上調(diào)頭轉(zhuǎn)向而破壞下層，應(yīng)倒退駛?cè)胄读系囟巍?/p>

2、攤鋪整平

攤鋪用履帶式推土機(jī)，人工配合找平。攤鋪時根據(jù)測量放線標(biāo)樁，隨卸料隨攤鋪。攤鋪時要鋪出橫坡，路基設(shè)計為單向坡，施工時仍按設(shè)計坡向，坡度適當(dāng)加大到3%左右，嚴(yán)禁出現(xiàn)倒流水形成水坑。人工配合找平，按照路基兩側(cè)標(biāo)樁漆線，用拉線法檢查，低點補(bǔ)平，高點挖去，直至基本達(dá)到平整要求。攤鋪厚度根據(jù)現(xiàn)場測定的壓實系數(shù)和施工中的碾壓效果而定。根據(jù)現(xiàn)場實際測定壓實系數(shù)為1.51。根據(jù)壓實系數(shù)確定攤鋪厚度為30～35cm，碾壓6～8遍，壓實厚度為20cm。

3、碾壓

粉煤灰攤鋪整平后要馬上進(jìn)行碾壓，防止水分蒸發(fā)或降雨，使含水量偏離最佳值過大。碾壓時先用推土機(jī)排壓二遍，再用12～15t壓路機(jī)碾壓6～8遍。碾壓順序由邊到中，2臺壓路機(jī)同時由路基兩側(cè)開始。每段接頭碾壓，要將以前施工的尾端用鎬刨松刨齊，灑水翻勻，長度控制在5～8m，與將要施工的路段一起碾壓。每段路基的邊部，粘土培肩應(yīng)與粉煤灰同時碾壓，以保證邊坡的穩(wěn)固；碾壓時注意機(jī)械運行時外輪距邊坡不少于20cm左右（此部分可在路基防護(hù)時削掉），過近易因邊坡失穩(wěn)發(fā)生傾覆事故。如在碾壓時個別地點出現(xiàn)“彈簧”、“擁包”現(xiàn)象，說明含水量很大，應(yīng)及時挖出晾曬或換上好料重新壓實。

第一屋粉煤灰碾壓密實后，最好接做第二層，使上下層粉煤灰結(jié)合牢固。如果因故上層施工要間隔一段時間，底層表面因風(fēng)吹日曬含水降低，遇風(fēng)粉煤灰易發(fā)生飛揚(yáng)，既降低了路堤壓實度，又造成環(huán)境污染，所以要及時灑水濕潤，每天根據(jù)失水情況噴灑數(shù)次。注意灑水后封閉交通1～2小時，防止車輛破壞路堤。

4、季節(jié)性施工要點

夏季施工風(fēng)大干旱時，因粉煤灰含水蒸發(fā)快，易造成飛揚(yáng)現(xiàn)象，壓實質(zhì)量不易保證。所以卸料時至攤鋪前，粉煤灰含水量要高于最佳含水量1～3%，碾壓時可以接近最佳含水量。

雨季施工，在連陰天時空氣潮濕，粉煤灰卸車攤鋪前，含水量應(yīng)低于最佳含水量1～2%，這時搶壓數(shù)遍，防止雨水過多地滲入路堤。為防止雨季在貯灰場集料困難，可在現(xiàn)場空地儲備不少于半月使用的材料。冬季材料含水冰凍結(jié)團(tuán)，禁止施工，但可以現(xiàn)場儲備材料。

5、粘土封層

粉煤灰路堤填筑完成后，宜馬上進(jìn)行粘土層封面的施工。施工時注意卸料、攤鋪、碾壓要一氣呵成，采取當(dāng)日上土當(dāng)日成型的方法，施工切忌展線過長，否則攤鋪后當(dāng)天不能碾壓密實，遇雨則影響封層。

四、結(jié)束語

綜上所述，粉煤灰可以作為活性摻合材料用于水混凝土的制備，它能有效改善混凝土的各項性能。將粉煤灰用于公路工程路面施工，不僅有助于解決當(dāng)?shù)胤勖夯叶逊e問題，降低環(huán)境污染，同時對保證粉煤灰混凝土的技術(shù)性能、提高粉煤灰利用量及利用水平、指導(dǎo)實際施工具有積極的意義。雖然粉煤灰存在干縮性大、早期強(qiáng)度低等缺陷，但通過合理的技術(shù)措施和加強(qiáng)施工管理，這些問題完全可以解決，并不妨礙粉煤灰的使用，粉煤灰水泥砼在公路水泥路面工程中值得推廣。■

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