粉煤灰在公路路基工程施工中的應(yīng)用

鄧正釗

(湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司，湖南 懷化 418000)

1 工程概況

某高速公路項目全長10.072 km，開始樁號為K16+928，終點樁號為K27+000。它分布在江漢平原地帶，其中134萬m3的路基填方中就有90萬m3的粉煤灰。而該項目所處位置地下水位偏高且水源充足，屬于軟弱地基，分布的溝渠中積水不斷，縱橫交錯的排灌水渠以及農(nóng)田也較為豐富。較好的透水性、較高的強度以及較輕的自重等都是粉煤灰的顯著特點[1]，用于填筑路堤可以相對減小其沉降變形量，使地基的抗滑穩(wěn)定性得到提升。對湖北某發(fā)電公司來說，其粉煤灰占地面積較大且積壓時間較長，急需轉(zhuǎn)移、處理。本項目標段所處位置可實現(xiàn)就近使用粉煤灰，不僅可以改善環(huán)境，而且田地也能得到恢復(fù)利用。

2 粉煤灰路基填筑施工

2.1 施工準備

安全運輸粉煤灰材料到施工現(xiàn)場以后，相關(guān)的試驗檢測項目也要展開，有些檢測項目需要在實驗室內(nèi)開展，這樣做的目的是確保粉煤灰的液限、密度以及含水率等參數(shù)滿足工程需求，以便于順利開展公路施工作業(yè)。電廠日常生產(chǎn)硅鋁型低鈣粉煤灰廢料中產(chǎn)出所需粉煤灰粒徑范圍為0.1～1.18 mm，為了保證后期公路工程質(zhì)量，應(yīng)確保粒徑范圍在0.074 mm以下的粉煤灰數(shù)量高于總數(shù)量的45%。

使用粉煤灰填筑路基施工作業(yè)之前，應(yīng)對施工路段的樹根、淤泥、腐殖土以及雜草等進行徹底清理，確保填充物與土顆粒隔離層的需求相符。在運輸施工材料時應(yīng)嚴格遵循相關(guān)的要求，使得材料滿足需求。施工人員在碾壓路面的進程中應(yīng)科學碾壓，嚴格依照規(guī)章制度進行，進一步平整路基土層的表面[2]。而在恢復(fù)路基中線的進程中，木樁的設(shè)置位置應(yīng)符合相關(guān)需求，以至于更好地確定內(nèi)邊坡線和排水溝的具體位置。此外，完整的排水系統(tǒng)是正式施工之前所必須要確定的。同時要確保施工機械可以正常使用，在填筑公路路基時，依照工程施工需求提前準備好自卸汽車、灑水車、推土機等施工機械，同時應(yīng)全方位檢查所有機械的功能，避免機械出現(xiàn)故障，促進公路路基施工順利開展。材數(shù)允許偏差如下：①水、外加劑，±3%；②粉煤灰，±3%；③水泥，±1%。

2.2 儲運粉煤灰

運輸粉煤灰的設(shè)備大多采用自卸汽車，工程施工的情況不同，選擇的運輸手段也不一樣。除此之外，運輸汽車在運輸粉煤灰時應(yīng)覆蓋好車輛，避免煤灰散落出來，造成空氣大面積污染。在存儲粉煤灰時會檢測其含水量，所以為了確保工程質(zhì)量以及最佳的粉煤灰使用效果，專用的蓄水池以及粉煤灰儲存場地應(yīng)設(shè)置在施工現(xiàn)場附近[3]。

2.3 攤鋪粉煤灰

在完成包邊土攤鋪工作之后，再開展攤鋪粉煤灰路基的施工，攤鋪的包邊土應(yīng)>規(guī)定寬度至少30 cm且不應(yīng)超過50 cm。同時施工材料的含水量也要確保在最佳標準上。通常分兩次進行攤鋪粉煤灰。第一次攤鋪的厚度大約為1 cm，而第二次在選擇攤鋪厚度時則應(yīng)根據(jù)填充手段的變化而做出調(diào)整。自卸車在攤鋪表面的進程中不可出現(xiàn)掉頭或是急剎車的情況，否則路基填筑質(zhì)量會受到嚴重損壞，最終的施工效果也將不盡人意。公路路基施工的相關(guān)需求中表明在路段施工中粉煤灰可采用分層的方式，所以在填筑公路路基之前應(yīng)科學且合理設(shè)置分層臺階。公路路基兩端的長度不小于1.5 m，應(yīng)碾壓連接位置并對其進行壓實度檢測，確保檢驗結(jié)果符合所需后才可進行下一步施工。

2.4 壓實施工

攤鋪完粉煤灰后緊接著進行碾壓作業(yè)。對碾壓速度的準確把控是此施工的重中之重，實踐表明，1.5～1.7 km/h的碾壓速度最為適宜。若在碾壓進程中采用振動壓路機，那么2～2.5 km/h的碾壓速度較合適。

2.5 養(yǎng) 護

粉煤灰壓實層經(jīng)檢驗合格之后需要馬上在上層進行鋪筑，若是不能馬上在上層鋪筑，否則應(yīng)嚴禁或限制車輛行駛其中，目的是避免公路路基表層松散、干燥，還應(yīng)將適量的水灑在上面以確保表層濕潤。在對上層進行鋪筑時，應(yīng)嚴格把控自卸車的行駛方向，為了避免壓實層松散，在下層灰面上嚴禁掉頭。應(yīng)間隔較久的時間再對粉煤灰路基進行施工作業(yè)，而在此期間為了確保表面排水順暢，應(yīng)將路拱橫坡和表層封閉好。圖1為粉煤灰路基結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 粉煤灰路基結(jié)構(gòu)示意圖(單位：cm)

3 粉煤灰在路堤設(shè)計、施工中的應(yīng)用

3.1 粉煤灰在路堤設(shè)計中的應(yīng)用要點

首先在選取設(shè)計方法時應(yīng)參考原地基土質(zhì)的水文條件和公路填筑路基的高度，對控制標準以及施工工藝兩方面提出不同的需求。在設(shè)計路堤時首先應(yīng)排除地下水，進一步固結(jié)土層。而排水方式則要根據(jù)地基的條件來恰當選擇，確保施工完成后其穩(wěn)定性以及沉降量在可控范圍之內(nèi)。具體措施為將原基做成拱度，然后在上面鋪筑碎石加砂或者碎石填層，接著將兩層0.6 m土工織物加筋層鋪設(shè)在碎石墊層上，最后使用砂土進行填筑。設(shè)置加筋層的作用在于隔離毛細水以及強化路堤的抗滑穩(wěn)定性等，避免路堤粉煤灰強度因粉煤灰填料較大的含水量而有所下降。將0.5 m的亞砂土覆蓋層鋪設(shè)在路槽標高下，選用寬2 m的亞砂土做土質(zhì)包邊外殼的材料，這樣做的目的是穩(wěn)定粉煤灰路堤的邊坡。

3.2 粉煤灰在路堤施工中的應(yīng)用要點

與土質(zhì)路基施工的施工方式相比，粉煤灰路堤施工與其較為相似，但是增加了盲溝設(shè)置以及攤鋪包邊土等作業(yè)。其中碾壓遍數(shù)、含水量控制、攤鋪的厚度以及壓實機械與路堤施工的質(zhì)量息息相關(guān)，尤其與粉煤灰壓實度的聯(lián)系。壓實機械的能力直接關(guān)系到粉煤灰攤鋪方式的選擇與鋪設(shè)厚度。一般來說，BW-217D型50 t級大功率振動壓路機的壓實厚度大約在0.3 m，而我國20 t振動壓路機的壓實厚度則不應(yīng)太厚，控制在0.2 m以下，這樣壓實層中壓實度才較為均勻。通過現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)得出如表1所示的數(shù)據(jù)。

表1 攤鋪方式與松方系數(shù)的控制值

從粉煤灰的特征得知：90%壓實度的含水量變化范圍為0.1～0.9，現(xiàn)實中土因其含水量較大不容易壓實；粉煤灰失水較快，但吸水量也較大，在碾壓時將含水量控制在略大于最佳含水量上，若含水量控制不好，那么最終的效果也會不佳；碾壓遍數(shù)以及碾壓機械壓實能力和碾壓壓實度聯(lián)系較為緊密，振動壓路機的壓實效果會隨著其由小變大的自重噸位數(shù)而越來越好；在完成粉煤灰路堤的沉降觀測施工以及強度測定后便要測定回彈模量以及彎沉值。

4 結(jié)束語

公路路基施工材料的種類豐富，而在公路施工中粉煤灰因其擁有較高的性價比、材料來源簡單且擁有良好的透水性等特點而具有較高的實踐價值。在我國的高速公路施工中，要想提高粉煤灰在路堤施工中的應(yīng)用水平，則應(yīng)不斷強化相關(guān)環(huán)節(jié)的管控力度，進而保證公路工程的施工質(zhì)量。

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