粉煤灰在路面基層施工中的應用研究

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一、粉煤灰原材性質(zhì)分析

目前，我國仍以火力發(fā)電為主，作為燃煤發(fā)電廠排出的固體廢物，粉煤灰細度極低。從外觀看，粉煤灰與水泥相似，顏色以灰白色、灰黑色為主，以多孔型蜂窩狀呈現(xiàn)。從物相上分析，粉煤灰礦物組成具有較大范圍，屬于晶體礦物和非晶體礦物的混合物，具有干縮性低、水化熱小及抗裂能力強等優(yōu)勢。表1 為原材性能技術(shù)要求。

二、工程概況

某擴建工程全長34km，起訖樁號為K116+000～K150+000。原公路等級為二級公路，隨著沿線交通壓力的不斷增大，為提高通車質(zhì)量，決定改建為一級公路，路基寬度為26m，部分寬32m。在本工程中I 標段、II 標段原設計路面底基層采用二灰穩(wěn)定土填筑，厚度為20cm?；诮?jīng)濟性考慮，結(jié)合當?shù)亟ㄔO情況，決定采用電石渣替換石灰，在II 標段決定填筑電石渣粉煤灰穩(wěn)定土。

三、粉煤灰性能試驗分析

本工程采用當?shù)匕l(fā)電廠的粉煤灰材料，為驗證粉煤灰各項技術(shù)指標是否滿足規(guī)范要求，必須對其燒失量、細度、比表面積等進行試驗分析，具體情況如下：

1.燒失量試驗。取粉煤灰樣品稱量后放入烤箱內(nèi)，溫度設定為105～110℃。試樣烘干后取1g 放置到瓷鉗堝（灼燒），逐步加溫，在高溫下灼燒至恒量。

2.細度。試驗時，篩分的孔篩為0.075 mm、0.3mm，篩分的介質(zhì)以氣流為準，在氣流作用下，篩網(wǎng)內(nèi)的粉煤灰樣品將以流態(tài)化呈現(xiàn)，隨后通過負壓作用（4000～6000pa），由篩網(wǎng)抽取細粒料，由此實現(xiàn)篩分目標，獲取待檢材料細度。

3.比表面積試驗。比表面積是粉煤灰性能檢測的主要技術(shù)指標，本工程采用勃氏比表面積透氣儀進行測定。

4. SiO2、AI2O3、Fe2O3總含量試驗。根據(jù)試驗要求，SiO2、AI2O3、Fe2O3含量均可通過化學反應測定。

經(jīng)上述試驗分析，可得檢測結(jié)果如表2所示。

由此可見，此粉煤灰質(zhì)量可滿足現(xiàn)行規(guī)范標準，質(zhì)量達標，能夠用于本項目路面底基層施工。

四、施工技術(shù)要點

本文I 標段仍采用二灰穩(wěn)定土填筑，II標段則采用電石渣粉煤灰穩(wěn)定土填筑。本文僅對電石渣粉煤灰穩(wěn)定土施工技術(shù)要點展開探討，針對二灰穩(wěn)定土施工工藝將不再贅述。

表1 粉煤灰原材性能技術(shù)要求

表2 粉煤灰原材試驗結(jié)果

（一）施工準備

施工前，為保證后期施工順利進行，必須做好施工準備工作。具體如下：

（1）原材料檢驗。對粉煤灰、電石渣、石灰等各類原材料進行檢驗，待保證質(zhì)量合格后采用用于公路施工。

（2）清理場地。本工程屬于擴建工程，施工前必須將施工場地內(nèi)的雜物清理干凈，如草皮、樹根、碎石塊等，并根據(jù)設計要求，若為填方段，需做好整平碾壓施工。

（3）測量放樣。根據(jù)平曲線或直線段的標準要求，提前放出中心樁位。并將中點、左、右邊坡在其橫斷面內(nèi)合理設置，做好各點高程測量。為保證路基邊緣壓實度滿足施工要求，一般情況下，路基外側(cè)需多一些，可放寬50cm 左右。隨后將鋼簽搭設在各個點位，做好標記。同時標出松鋪厚度，縱向通過尼龍繩拉三條先，用于土方松鋪厚度控制。

（4）下承層處理。施工前，需檢查驗收下承層的所有技術(shù)指標，如壓實度、標高、平整度等，待確定全面滿足施工要求后，才能進行下一道工序。同時，還要拉毛下承層表面，做好灑水濕潤施工。

（5）確定電石渣粉煤灰穩(wěn)定土劑量。施工前，需提前確定電石渣粉煤灰穩(wěn)定土劑量，為2%。

（二）布灰拌和

土方整平后，根據(jù)設計尺寸，通過電石渣將方格網(wǎng)畫出，并指派專人負責在指定位置卸料。攤鋪時，可采用“刮平機+人工”結(jié)合的方式，保證均勻、連續(xù)攤鋪，隨后進行1～2 遍振動穩(wěn)壓。粉煤灰土混合料拌和可采用拌和機完成，拌和顏色要一致，且無素土夾層出現(xiàn)。拌和后，以靜壓模式通過振動壓路機進行碾壓，一般為2～3 遍。在碾壓過程中，應合理控制壓實時間，保證最短時間內(nèi)即可達到壓實度要求。若混合料的含水量太高或太低，都不得進行碾壓，需做好含水率控制。待保證達到最佳含水率允許范圍內(nèi)時，才能碾壓施工，避免出現(xiàn)粘輪情況。若施工面太長，無法在短時間內(nèi)結(jié)束碾壓，則必須在穩(wěn)定土填層表面及時進行水分補充，保證充分浸透，待基本吹干表面多余水分的條件下，才能重新補壓。

表3 底基層質(zhì)量檢驗結(jié)果

（三）接縫處理

穩(wěn)定土層末端完成碾壓之后，沿穩(wěn)定土開挖一條30cm 寬的槽，且橫貫鋪筑層，開挖深度直達下承層頂面。槽內(nèi)其他部位可回填原挖出的素土。次日，拌和相鄰段后，即可將方木去除，并回填混合料。整平過程中，相比完成斷面，接縫位置的穩(wěn)定土需高出一點距離，可多出5cm，保證接縫平順。隨后，通過平地機去除塑料布上的土，在整個碾壓環(huán)節(jié)，不斷進行修整，始終保持接縫平順。

（四）灑水養(yǎng)生

強度形成的快與慢，穩(wěn)定土的濕度、養(yǎng)護溫度起主要作用。為此，在碾壓成型之后，需做好交通封閉工作，避免表層或內(nèi)部結(jié)構(gòu)被碾壓損壞。養(yǎng)護周期一般為14d，采用保濕養(yǎng)護法。若遇到下雨天氣，需做好防排水措施，避免經(jīng)水泡出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，導致強度下降。

五、施工質(zhì)量檢測

工后，對I 標段和II 標段底基層質(zhì)量進行檢驗，主要檢驗內(nèi)容為7d 無側(cè)限抗壓強度、壓實度、厚度、平整度。所測結(jié)果如表3 所示。

1. 7d 無側(cè)限抗壓強度。電石渣粉煤灰土實測值為0.83MPa，石灰粉煤灰土實測值為0.81MPa，均可滿足規(guī)定值≥0.6MPa 的要求。

2.壓實度。電石渣粉煤灰土壓實度實測范圍為95.9～98.8%，平均值為96.8%；石灰粉煤灰土壓實度實測范圍為95.7～97.1%，平均值為96.3%，均可滿足規(guī)定要求。

3.厚度。電石渣粉煤灰土實測代表值為19.92mm，標準值為20.01mm；石灰粉煤灰土實測代表值為19.83mm，標準值為19.83mm，均可滿足規(guī)定要求。

4.平整度。電石渣粉煤灰土實測平整度范圍為4.3～9.6mm，平均值為7.1mm；石灰粉煤灰土實測平整度范圍為4.7～9.2mm，平均值為6.9mm，均可滿足平整度＜12mm 的規(guī)定要求。

由此可見，上述兩種粉煤灰混合料各項指標均能滿足施工要求，具有良好的施工應用效果。

六、結(jié)語

綜上所述，隨著運輸市場的日益繁榮，我國交通基礎(chǔ)建設規(guī)模持續(xù)擴大。在公路建設中，石灰是一種常見的施工原材料，用量巨大，致使石灰等材料價格不斷攀升，從而大幅增加了施工成本。如何有效降低工程建設成本成為亟待解決的難題。作為一種工業(yè)廢料，粉煤灰產(chǎn)量多，若直接堆放或填埋，不僅不利于環(huán)境保護，還會造成嚴重的資源浪費。將其用于路面基層施工，可有效提升路面的力學性能和耐久性，有利于公路事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并能達到良好的環(huán)保效益。