試論粉煤灰在公路工程路面施工中的應用

程高鋒+李豐剛

摘 要： 公路施工質量直接影響道路的使用壽命和性能，施工材料質量會給道路施工質量帶來極大影響，粉煤灰的使用能夠有效提高高速公路的施工質量，同時還能夠將資源進行充分的利用，在保護環境的同時，產生更高經濟價值。因此，在公路建設中加大粉煤灰使用量有著非常重要的意義。

關鍵詞： 粉煤灰；公路工程；路面施工；施工準備

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主要集中在大城市及沿海發達地區，而內陸地區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堆放場地，不僅占用大量農田，還嚴重污染環境，造成生態破壞。通過經濟性分析，利用工業廢渣——粉煤灰渣修筑公路路面混凝土，在同等水平條件下，能夠節約材料成本7%以上，具有一定的經濟效益，且能實現資源的再利用、減少耕地的占用、生態環境的保護等多重社會效益。

一、工程案例

試驗路段地勢低洼，長年積水。設計路基基底為砂礫墊層，厚度根據地表不同統一控制在海拔143.30m標高處，經測算平均厚度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。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備

1、粉煤灰的技術要求

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

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

沿路基一側鋪設供水管線，每隔30m設一水管頭，在路中段打一眼深水機井，作為施工水源。粉煤灰運送之前，砂礫墊層按設計要求鋪筑壓實，路基兩邊培土50cm寬，每層松鋪厚度不超過30cm，用推土機穩壓二遍。為防止雨后積水，在路基坡底一側每隔15～20m設一盲溝，內填礫石。

施工時應嚴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，使之達到接近于最佳含水量。

2、粉煤灰的摻量

國內外的理論研究表明，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，從而提高強度。當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進行試配，得出結果是摻入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計

粉煤灰水泥混凝土的配合比設計根據《粉煤灰混凝土應用技術規范》GBJ146-90規定的超量取代法進行，超量系數取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，人工配合機械攤鋪找平，壓路機縱向分層碾壓，工地試驗室檢測密實度的施工工藝。每班工作長度根據機械配備和壓實效果，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頭轉向而破壞下層，應倒退駛入卸料地段。

2、攤鋪整平

攤鋪用履帶式推土機，人工配合找平。攤鋪時根據測量放線標樁，隨卸料隨攤鋪。攤鋪時要鋪出橫坡，路基設計為單向坡，施工時仍按設計坡向，坡度適當加大到3%左右，嚴禁出現倒流水形成水坑。人工配合找平，按照路基兩側標樁漆線，用拉線法檢查，低點補平，高點挖去，直至基本達到平整要求。攤鋪厚度根據現場測定的壓實系數和施工中的碾壓效果而定。根據現場實際測定壓實系數為1.51。根據壓實系數確定攤鋪厚度為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行碾壓，防止水分蒸發或降雨，使含水量偏離最佳值過大。碾壓時先用推土機排壓二遍，再用12～15t壓路機碾壓6～8遍。碾壓順序由邊到中，2臺壓路機同時由路基兩側開始。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，粘土培肩應與粉煤灰同時碾壓，以保證邊坡的穩固；碾壓時注意機械運行時外輪距邊坡不少于20cm左右（此部分可在路基防護時削掉），過近易因邊坡失穩發生傾覆事故。如在碾壓時個別地點出現“彈簧”、“擁包”現象，說明含水量很大，應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，使上下層粉煤灰結合牢固。如果因故上層施工要間隔一段時間，底層表面因風吹日曬含水降低，遇風粉煤灰易發生飛揚，既降低了路堤壓實度，又造成環境污染，所以要及時灑水濕潤，每天根據失水情況噴灑數次。注意灑水后封閉交通1～2小時，防止車輛破壞路堤。

4、季節性施工要點

夏季施工風大干旱時，因粉煤灰含水蒸發快，易造成飛揚現象，壓實質量不易保證。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，含水量應低于最佳含水量1～2%，這時搶壓數遍，防止雨水過多地滲入路堤。為防止雨季在貯灰場集料困難，可在現場空地儲備不少于半月使用的材料。冬季材料含水冰凍結團，禁止施工，但可以現場儲備材料。

5、粘土封層

粉煤灰路堤填筑完成后，宜馬上進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，采取當日上土當日成型的方法，施工切忌展線過長，否則攤鋪后當天不能碾壓密實，遇雨則影響封層。

四、結束語

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，不僅有助于解決當地粉煤灰堆積問題，降低環境污染，同時對保證粉煤灰混凝土的技術性能、提高粉煤灰利用量及利用水平、指導實際施工具有積極的意義。雖然粉煤灰存在干縮性大、早期強度低等缺陷，但通過合理的技術措施和加強施工管理，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。■

參考文獻

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