高速公路路面施工中粉煤灰推廣應用的探討

梁凱 洪蘊春

摘 要：近年來，粉煤灰在公路建設中的應用越來越廣泛，在高速公路路面施工中摻入粉灰煤，極大減少了工程材料的耗費，還減少了環境的污染和占地面積，不僅可以提高公路的施工質量，降低施工成本，而且可以提高經濟和社會效益。高速公路路面施工對水泥混凝土的路面性能有著特殊要求，要求它既要有良好的工作性能，又要提高抗折強度，摻入粉煤灰，是提高水泥混凝土性能的有效技術手段。文章結合某公路路面工程的施工過程，通過相關實驗和施工實踐，得出在添加了一定數量的粉煤灰材料之后來建設道路基層以及底基層能夠使得道路結構有更好的水穩定性、板結性、抗凍性以及一定的力學性能的結論。

關鍵詞：高速公路；路面施工；粉煤灰；推廣使用

引言

隨著國民經濟的快速發展，交通量也增長迅速，我國的高速公路建設近幾年掀起了高潮。不斷出現路堤的大量用土與農業爭地的問題。由于這種問題備受關注，所以國家開始不斷探索，試圖找出解決這一問題的辦法，他們發現我國年粉煤灰的排放量在四千萬噸以上，并且這些粉煤灰的利用率很低，而利用這些粉煤灰來修筑公路可以減少環境污染和農田占用面積，還可以提高道路工程質量，具有較大的社會經濟效益。于是國家變廢為寶，在高速公路路面的施工建設中廣泛使用粉煤灰。

1 我國粉煤灰應用現狀研究

我國的粉煤灰綜合應用的比較晚，粉煤灰用于道路工程建設所占比例不大，使用范圍主要包括：粉煤灰填筑路堤、水泥粉煤灰穩定類基層、碾壓混凝土路面、低強度粉煤灰樁處理軟基、粉煤灰水泥混凝土等。針對這種現狀，國家做出了相關的研究工作。通過多年研究，相關部門和行業對一些地區所產生的粉煤灰的理化標準、顆粒組成、活性、毛細水作用、滲透特性等一些共性進行了初步分析，提出了對粉煤灰的化學成分、顆粒組成、微觀結構相應的試驗方法，也建立了相關應用領域的粉煤灰分類分級指標和標準。在道路工程領域，也分析了解到粉煤灰的工程性能得出粉煤灰用于公路施工具有密度小、固結作用強、透水性好、壓縮性低等的結論。

粉煤灰是一種質地輕、孔隙多、顆粒均勻的無粘性材料，它用與公路路面施工的優點有很多，例如，能充分利用粉煤灰自身重量輕、壓縮性小、固結快的特點，減輕路堤的自身重量、減小軟土地基的附加應力，從而減少總沉降提高路堤的穩定性。但是，粉煤灰填筑路基也有一定的不利因素，像機械配置高、運輸成本高、用水量大、施工設備要求高。盡管如此，用粉煤灰填筑路堤可以變廢為寶，可以充分利用資源，這還是十分有社會價值和環保意義的。

2 粉煤灰在填筑路基方面的應用

2.1 粉煤灰應用之前

在粉煤灰進行道路修建的應用之前，要先具體分析道路的路基高度和實際的土質情況，并提出相對應的設計方案，也要對道路路基所需的施工措施以及控制標準提出要求。在對路基進行設計時，要根據施工場地和路基的自身建設狀況采用一定的措施來排出施工過程中多余的地下水，從而提高基層材料的凝固速度，以滿足公路施工工程的沉降要求和穩定性要求。在施工過程中，公路路面的坡度要做包邊處理，以此來保護路面施工粉煤灰填筑路堤的穩定性。在土質的邊坡縱橫設置一些無妨土工織物所組成的碎石盲溝。在路堤的過程中也要不斷的對粉煤灰路堤以及土質邊坡自身的強度和穩定性來進行計算，在計算路堤穩定的過程中，要保證計算結果的準確和路基的安全度。

2.2 粉煤灰路堤施工的基本要求

粉煤灰路堤施工的施工方法和壓實機械大致上與土質路基施工相似，尤其是粉煤灰壓實度能否滿足要求取決于以下幾點基本要求。

2.2.1 攤鋪厚度

粉煤灰的攤鋪厚度與攤鋪方式以及壓實機械的能力有關。攤鋪厚度主要通過施工經驗來決定，不宜太厚也不宜太薄，只有這樣才能保證壓實層中壓實度均勻一致。

2.2.2 含水量

從粉煤灰的基本特性可以看出，重型的含水量變化范圍在百分之十，土的變化范圍是百分之二到百分之五，它比土的變化范圍還要寬。粉煤灰的吸水量大，失水也快，因此控制好碾壓時的含水量接近或略大于最佳含水量十分重要。

2.2.3 碾壓

壓實度與碾壓機械壓實能力的大小和碾壓遍數密切相關。振動壓路機隨其自重噸位的由小變大，壓實效果會越來越好。

3 路面粉煤灰混凝土材料的要求

粉煤灰水泥混凝土要適應路面大規模滑膜施工的需要，要使路面達到路用指標的要求。為滿足這一需要和要求，相關人士和部門通過室內試驗和依托工程滑膜施工粉煤灰混凝土路面，并結合其材料特點，探索出了適合路面粉煤灰混凝土的材料要求和配合比設計的方法。

3.1 粉煤灰用于混凝土的品質要求

如果粉煤灰應用于混凝土只是代替粗細集料，對其品質的要求可相應降低，但是如果粉煤灰參量比較多以及希望通過摻加粉煤灰使混凝土產生特殊效果的時候，對粉煤灰的品質要求將是粉煤灰所有應用類型中最為嚴格的。

3.2 混凝土路面用粉煤灰的品質

在水泥混凝土路面施工工程過程中，使用的干粉煤灰在細度、燒失量、需求水量、二氧化硫等方面要達到技術要求。檢查混凝土路面對粉煤灰的安定性時，最好不用高鈣粉煤灰，而應使用脫碳煤炭灰。在水泥混凝土路面中使用粉煤灰時，應該明確所有水泥摻加的混合材料的種類和數量，以便在粉煤灰混凝土配合比設計中綜合考慮粉煤灰的摻量。水泥混凝土路面最好采用電廠煤粉煙道中采集的干粉煤灰和散粉煤灰。

4 粉煤灰的配合比設計方法

從粉煤灰應用于水泥混凝土路面施工以來，人們就開始研究粉煤灰的配合比問題。與普通混凝土一樣，粉煤灰混凝土強度的影響因素比較多，找到適合粉煤灰混凝土的配合比的方法不太容易，需要通過多次試拌調整來確定配合比。

4.1 等量取代法

等量取代法又叫直接取代法，同時根據粉煤灰的重量和體積按照具體比例來直接代替部分水泥。粉煤灰和水泥，兩者的材料結構不同，混凝土中火山灰活性即二次水化反應是在水泥一次水化反應的基礎上進行的，所以粉煤灰的等量取代會導致混凝土早起強度低，后期強度高的現象發生。

4.2 超量取代法

超量取代法是指加入混凝土中的粉煤灰的數量大于所扣除的水泥用量。這種方法不僅增加了混凝土中總的膠凝材料的用量，而且在設計時考慮了粉煤灰在混凝土中得效應，所以，不僅能改善混凝土的性能，而且可以提高早期強度，且能達到普通水泥混凝土的要求標準。超量取代法配置的混凝土應用范圍比較廣泛，它可以適用于各種結構混凝土。但是這種設計方法也有諸多不利因素，它的設計方法比較復雜，需要綜合考慮強度、和易性、耐久性、經濟性、安全性等方面的因素，這就需要做大量的試驗和校正工作。

5 結束語

公路施工是設計成果的具體體現，施工質量的優劣直接影響著路面的使用性能。其中施工材料的好壞是公路的基礎和關鍵。綜上所述，粉煤灰在高速公路路面施工中得應用能提高路面質量，延長路面使用壽命，還能變廢為寶、保護環境。又根據我國有豐富的煤炭資源，電廠排放的大量的粉煤灰及待利用，所以粉煤灰的利用價值大大提高了。以粉煤灰為主要材料生產粉煤灰水泥，不僅有利于解決水泥工業的資源環境問題，而且經濟效益也很客觀。它的使用既減少了發電廠堆放粉煤灰的占地，減少了揚塵，節約了水泥，減少了有害氣體的排放，從而減少了生產水泥所用材料對環境的破壞。因此，為做好我國高速公路的建設工作，相關人員要提高公路的科技含量，積極采用新材料、新技術，研發使用粉煤灰的新技術，推廣粉煤灰的使用，促進我國的公路質量更好的發展。

參考文獻

[1]謝勇成.粉煤灰在路面混凝土中的應用[C].第三屆國際道路和機場路面技術大會論文集，1998，3.

[2]曹成.碾壓高摻量粉煤灰混凝土力學性能研究[C].第三屆國際路和機場路面技術大會論文集，1998，3.