高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術研究

楊傳魯

(貴州省公路局高速公路建設營運中心，貴州 貴陽 550002)

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高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術研究

楊傳魯

(貴州省公路局高速公路建設營運中心，貴州 貴陽 550002)

通過室內分析和實體工程相結合的試驗方法，對粉煤灰的材料性質和工程特性進行了研究，并根據試驗分析結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方面提供理論依據。

粉煤灰；筑路；試驗；施工工藝；利用技術研究

1 高速公路粉煤灰筑路試驗分析

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號橋之間，交通運輸方便。試驗路段實施前，根據路面總體強度要求，對路面結構層厚度、各結構層強度等進行復算，在此基礎上，對所用的粉煤灰筑路材料進行系統性能試驗。

本次試驗路段的路基以純粉煤灰填筑，采用碎石作為隔離層，粘土作為護坡，坡面防護為拱形骨架加植草防護，試驗段共耗用粉煤灰計47 000 t。經過對某高速公路粉煤灰筑路試驗，得出粉煤灰材料性質及工程特性指標如下：

(1)天然休止角

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

(2)透性及毛細水上升高度

考慮到粉煤灰材料的特殊性，需要及時對土質進行滲透性檢驗，根據數據要求，對其進行有效的分析。根據現有試驗數據可知，粉煤灰本身滲透性很強，滲透系數大約是在1.35×10-4～7.59×10-3(cm/s)左右，壓實度對滲透性的影響較顯著。粉煤灰的毛細水上升高度，采用的是直接實驗法進行計算的，如果粉煤灰的毛細水上升高度為120.5 cm，而土的毛細水上升高度為324.6 cm。

(3)滲液塑限

采用液塑限聯合測定法進行粉煤灰液塑限的測定，根據系數顯示結果可知，如果塑性的系數比較低，說明灰粒本身空隙比較小，存儲的水量很低。

(4)粉煤灰的最大干密度及最佳含水率

根據試驗結果，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。數據顯示，粉煤灰滲透性比較強，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節含水率比較困難，不得不攤曬較長時間才能進行碾壓，嚴重影響工期。

(5)現場回彈模量

室內采取杠桿壓力儀測定粉煤灰的回彈模量，經試驗其回彈模量為46.4 MPa。經試驗測定，當在最佳含水率附近碾壓9遍時，粉煤灰路堤的回彈模量介于52～582以外，故要通過埋設的傳感元件及高程控制點，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

(1)路基部位處理

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

(2)防排水

排水設計是保證高流態粉煤灰漿體澆筑質量的重要環節之一，如果在實踐中采用的路基材料為砂礫，砂礫透水性比較強，塔接處以及基底都不必考慮到排水設計。此外對于黏土和砂土在有水的情況下，水分會軟化路基，導致整體強度比較低，甚至影響路基穩定性，因此需要考慮到塔接處以及基底防水體系的布控。

(3)分倉

對于高速公路而言，由于路基較寬，當臺背與路基距離較短時，則不必分倉。

(4)攪拌

在本次施工階段，選擇的機械為攪拌機為滾筒式拌和機，根據機械設備的應用指標要求，可以通過實體工程對其進行優化設計。考慮到均勻性和流動性的指標要求，要對時間進行有效的控制，包括：潤濕時間，拌和時間等。如果碎顆粒量多，則吸水量就比較多，潤濕表面的水分減少，則潤濕時間長，相應拌和時間長。

(5)澆注

澆筑施工形式本身比較特殊，在后續處理階段，考慮到漿體本身的流動性，工作人員需要及時清洗流槽，避免出現漿體含量增加的現象。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，需要及時對不同層次的粉煤灰進行處理，上一澆筑層頂面會出現干縮裂縫大的現象，可以用標號對其進行標準。在后續處理階段，及時對其進行灌縫處理。

(7)養生

養生濕度對于材料本身強度有一定的影響，在漿體形成階段，需要根據初期保濕機制的要求，對其進行處理，盡量保證水泥具備足夠的需求量。在溫度適宜的前提下，養生強度必須高于空氣濕度，避免出現失水的現象。

(8)封層

養生操作后，必須對后背澆筑部分進行封閉處理，考慮到原地面臺背以及封層指標的要求，對壓實度進行有效的控制。澆筑體上層要留有封頂層60cm，不能澆筑到路槽部位。

3 結束語

(1)粉煤灰本身能起到抑制水泥水化的現象，在后續處理階段，必須對水化指標進行分析，根據火山灰反應速率的具體要求，及時對其進行處理。

(2)水泥與粉煤灰最優比例是不斷變化的，變化指標是以材料質量為主，必須考慮到工程經濟特點，及時對技術進行合理選擇。

(3)當水泥粉煤灰穩定碎石混合料中水泥與粉煤灰的比例為最優比例時，水泥的化學反應和二次反應都取得了一定的影響，水泥和粉煤灰的化學潛能也充分利用，因此對施工起到一定的積極作用。考慮到高速公路粉煤灰筑路綜合利用技術的特殊性，需要根據技術指標要求，將其合理應用到實踐中，提升工程施工質量。

[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．粉煤灰在公路建設中的利用[J]．粉煤灰綜合利用，1999，(4) :127-132．

[3] 王福元，吳正嚴.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：公路養護與管理、公路綠化、公路景觀設計等。

U416.215

C

1008-3383(2016)07-0025-02