結合工程實例論工業廢渣在道路建設中的應用

翟旭剛

摘 要：本文論述了粉煤灰及煤矸石用于道路鋪筑不僅能改進道路的路用性能，并能減少環境污染，變廢為寶，并結合咸陽地區工程實例來分析工業廢渣應用于道路鋪筑的有效性。

關鍵詞：工業廢渣 環境污染 道路基層

中圖分類號：U416.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0102-01

Combined with Engineering Examples，the Theory of Industrial Waste Residue in the Application of Road Construction

Zhai Xugang

（XianYang planning design and research institute，Xianyang Shaanxi，721000，China）

Abstract：This article discusses the coal gangue and fly ash used in road paving not only can improve road use performance， and reduce environmental pollution， waste， xianyang area and combined with engineering examples to analyze the industrial waste residue is applied to the effectiveness of the road is paved.

Key Words：Industrial Waste Residue；Environmental Pollution；Roadbase

火力發電所產生的粉煤灰與煤炭開采及利用過程中所產生的煤矸石已成為中國工業固體廢棄物的兩大重要污染源，這種對環境和公眾健康損害巨大的污染物卻常被人們所忽視，據我國不完全統計，2009年，中國粉煤灰的產量已經達到了3.75億噸，相當于2009年中國城市生活垃圾總量的兩倍多。而煤矸石曾被看作為“工業垃圾”，全國每年煤矸石的排放量大約為3.8億噸。

在利用率方面，近年來我國粉煤灰平均利用率不足30%，同時，煤矸石的利用率也不足30%，剩下的接近70%的工業廢渣都丟棄在城市郊區或者排入河流、湖泊及海洋。這些工業廢渣不僅占用場地，污染環境，對周邊的工農業生產和人民生活造成一定的影響，如何綜合利用工業廢渣引起了國內外高度重視。

近年來，我國部分城市利用工業廢渣鋪筑道路基層或底基層，不但保證了路面的使用品質，降低道路的工程造價，并且將工業廢渣“變廢為寶”，具有顯著的經濟效益和社會效益。現結合陜西省咸陽市地區部分工程實例對這些工業廢渣的工程特性進行簡述如下。

1 粉煤灰的材料特性

粉煤灰是火力發電廠煅燒煤炭產生的粉狀灰渣，其主要成分是二氧化硅（SiO2）、三氧化二鐵（Fe2O3）和三氧化二鋁（Al2O3），三種成分的總含量一般要求超過70%。溫度在700 ℃時燒失量宜要小于或等于10%，當燒失量達不到上述要求時，應經過試驗確定混合料強度符合要求后方可采用。粉煤灰比表面積宜大于2500 m2/g（細度應滿足90%通過0.3 mm篩孔，70%通過0.075 mm篩孔）。

道路上常采用粉煤灰與石灰共同作用，來穩定道路的基層或底基層，石灰和粉煤灰就是我們常說的“二灰”，二灰穩定基層或底基層具有較好的穩定性及水穩性，板體強度高、穩定性好，且強度隨齡期不斷增加，混合料收縮性小，適應各種氣候環境和水文地質條件。二灰穩定道路基層的原理是粉煤灰中含有較多的二氧化硅、三氧化二鋁等活性物質，而石灰在水的作用下形成飽和的Ca（OH）2溶液，粉煤灰中的活性氧化硅和三氧化二鋁在Ca（OH）2溶液中發生火山灰反應，生成水化硅酸鈣和鋁酸鈣凝膠，把顆粒凝結在一起；隨火山灰反應的進行，水化物不斷產生而結晶硬化。當外界環境溫度較高時，二灰穩定基層強度增長快，因此，二灰穩定基層及底基層應在熱季施工，并加強保濕養生，在室外溫度低于5 ℃時，二灰穩定基層強度基本上不增長。

2 工程實例

咸陽市某次干路基層采用二灰穩定碎石，其采用重量配比（石灰∶粉煤灰∶碎石=6∶14∶80），底基層采用石灰土，在道路施工過程中充分保證二灰穩定碎石基層的養護時間及養護濕度，道路在使用10年后，其道路仍具有較好的路用性能，道路上存在較少的車轍、坑槽、龜裂等病害，在道路進行面層整修過程中，發現二灰穩定碎石基層仍具有較好的強度、板體，這充分說明二灰穩定碎石基層具有較好的耐久性，保證城市道路的服務水平，經過咸陽市多年的探索，粉煤灰做成的二灰碎石基層，已成為咸陽市比較理想的城市道路結構，對改變道路質量，提高工程進度有很大作用。

3 煤矸石的材料特性

煤矸石是與煤伴生或共生的一種堅硬巖石，經過煤炭開采和洗選加工所排出的固體廢棄物。煤矸石中含有大量的硅（SiO2），鋁（Al2O3），鈣（CaO），鎂（MgO）等氧化物和碳（C），其活性物含量一般在60%以上，有害物質如SO3等含量很小。

4 工程實例

咸陽市彬縣以煤炭為主導產業，在開采煤炭的過程中所排出大量的煤矸石，一方面占用了彬縣大量的耕地；另一方面又污染環境；咸陽市彬縣在修建某條濱河路過程中，由于路床含水量較大，為軟土地基，其常規處理軟土地基的方法是換填或采用石灰穩定，彬縣缺乏石灰，從其他縣區購買，其運費較貴，因此，結合咸陽市彬縣的當地情況，采用煤矸石進行換填，處理路床60 cm，經現場試驗段驗證，采用煤矸石換填軟土路床，一方面保證道路路床的壓實度；另一方面又節約工程造價，變廢為寶。通過初步估算修建一條14 m寬的城市道路，當處理路床厚度為60 cm時，1 km道路煤矸石用量達10080 t～12240 t之多，可見對煤矸石的處理是相當可觀的，而且道路利用煤矸石的成本僅為常用材料的1/3，它的經濟效益和社會效益是顯著的。

5 結語

如何能有效的利用工業廢渣，化危害為有利，具有良好的經濟和社會效益，將工業廢渣用于筑路可以節約工程造價，改善道路質量，咸陽市城市道路工程建設過程中，利用工業廢渣已進行了一定的探索，但有些問題還需要進一步研究解決。

參考文獻

[1] 《城市道路工程設計規范》CJJ37-2012[S].

[2] 王俊玲，劉繼良，陳乃華.粉煤灰鋪筑道路基層的研究[J].焦作工學院學報，2002（4）.

[3] 劉建忠.李天艷.工業廢渣建材資源化[J].福建建設科技，2001（2）.

[4] 寧建國，李學慧.用工業廢渣配制軟土固化劑技術優勢研究[J].山東科技大學學報：自然科學版，2008（5）.

[5] 冀海敏.建筑渣土在路基翻漿處理中的應用[J].河北交通科技，2008（3）.