路基施工粉煤灰路基填筑施工技術

文／李銀升 寧夏路嘉公路工程試驗檢測有限公司 寧夏銀川 750200

引言：

近年來，為構建更為完善的交通運輸網絡，國家和地方增大了在公路工程中的建設投入，在這些公路工程中也陸續采用了新材料、新工藝，克服了傳統技術的諸多不足，更能保障施工質量與效益。路基填筑作為公路工程建設中的重點和難點，在當下的條件下可采用的施工材料及工藝眾多，工程人員需結合現場條件，合理選擇填筑材料，并加強施工工藝的全過程把關。粉煤灰的性能優越，在一些公路路基填筑中相對適用，但為保障路基施工效果，工程人員需加強粉煤灰路基填筑的技術管理、質量控制。

1.粉煤灰基本性質

1.1 物理性質

工程建設行業在長期發展的過程中，市場上不僅僅出現了多種施工工藝與技術，也產生了多樣化的建筑材料，每種建筑材料都有其各自的性能，被應用于工程建設后可發揮材料的性能優勢。粉煤灰作為一種電廠的燃料廢渣，在工程建設領域利用率越來越高，在公路工程中作為路基填料不僅實現固廢資源高效經濟再利用，還改善了路基的多種性能。路基填筑施工過程中需精確測量和控制產地利用粉煤灰含水量，否則，可能導致路基密實度不符合標準。另外，施工建設中將粉煤灰的含水量控制在正常范圍，同樣可減小粉煤灰對現場環境的負面影響。根據大量的施工經驗，在路基填筑作業中需將粉煤灰的含水量控制在23%～28%之間。為提高粉煤灰路基的密實度，還需控制粉煤灰的顆粒含量，在0.075mm 以內的顆粒含量應達45%。粗粒徑粉煤灰的摩擦力較大，現場實際壓實施工作業中，含粗粒徑較多粉煤灰的碾壓施工難度較大，常常因單一粗粒級配不良使空隙較大難以達到密實目標。為此，路基填筑作業中需根據地區粉煤灰特性及施工要求，合理檢測、控制、選擇符合粒徑要求的粉煤灰。

1.2 毛細水作用

粉煤灰不同于其他材料，該類材料的毛細水作用突出。如在公路工程的路基填筑中采用粉煤灰材料，施工人員應考慮粉煤灰的毛細水作用，采取必要的措施減小這種影響。正式施工期間，不僅僅需提高路基壓實度，同樣要在現場設置隔離層，如在粉煤灰下層位置，敷設石灰土，并加裝符合要求的防水材料，通過這一方式減小地下水對路基的侵蝕。

1.3 滲透作用

粉煤灰路基填筑作業中為達到最佳的施工效果，相關人員需根據路基現場的具體情況，合理布設盲溝，一般需要在粉煤灰與隔離層中部設置盲溝，以通過盲溝來排出路堤中的水分。正式施工階段，施工人員在碾壓作業結束后應在路堤表面灑適量水，保護灑水的充分性、均勻性，相關人員在此過程中應關注水分的滲透情況，據此判定路基碾壓效果[1]。根據施工經驗，滲透水增幅與粉煤灰深度相反，如滲透水增幅程度大大減小，說明粉煤灰深度較大，此現象在雨天相對明顯。綜上，粉煤灰路基施工作業期間應避開雨季。

2.粉煤灰路基施工分析

2.1 施工準備

如公路工程中采用粉煤灰路基施工作業，前期準備工作十分重要，研究地區工業產粉煤灰理化性質及其作為路基填料的力學性能，以此基礎，提出粉煤灰作為路基填料在具體應用中的試驗技術指標控制，此項工作關乎整體的施工效果。為提高施工作業水平，施工準備階段應注意以下方面：（1）試驗準備。路基施工中所用粉煤灰性能是否達到標準，將影響后續的施工效果。如所采用的粉煤灰存在質量問題，后續開展再規范的施工作業，也難以提高路基施工質量。前期的試驗準備就是要檢驗粉煤灰的各方面性能，通過室內試驗來判定粉煤灰質量是否與施工要求相一致，一般要測定含水量、燒失量等滿足路基技術要求的粉煤灰填料，如粉煤灰質量不達標，嚴禁該材料進場和使用。（2）材料準備。電廠排放的粉煤灰一般可作為路基填筑材料，但在具體利用該材料時，前期需進行大量的試驗檢測和數據積累，依設計規范與標準，控制選擇符合細度要求的粉煤灰填料，保障粗、細粒徑的粉煤灰原灰比例符合規范與施工設計要求。對于以全灰施工填筑前，需根據工程設計及室內標準試驗，確定粉煤灰材料用量。（3）路基準備。施工人員開始填筑路基之前，應按照要求完成路基的碾壓，并設置3%橫坡，在壓實地基中使用粉煤灰材料，確定包邊土填筑線、排水溝位置，保障后續填筑作業中排水溝不受影響[2]。（4）機械準備。粉煤灰路基填筑作業中需用到多種機械設備，如自卸車、灑水車等，前期有關人員需根據施工中的設備需求，選配高性能機械設備，并做好設備的檢查與調試。

2.2 粉煤灰儲運

粉煤灰路基施工作業中，對粉煤灰材料的需求量異常大，為儲備足夠多數量的符合要求的粉煤灰，施工人員也需根據材料供應地與施工地之間的距離，選擇恰當的儲運方式。針對粉煤灰這類型材料，自卸汽車運輸相對便捷，但為防止污染，一般需在運輸測量上進行覆蓋。在施工作業現場，有關人員需根據現場平面布局和路線規劃，確定粉煤灰儲灰場站，送到現場后能存放于指定區域，并做好覆蓋防塵措施和周邊排水措施。如粉煤灰存在顆粒組成、含水量等差異，在現場需根據這些差異分類存放材料。

2.3 粉煤灰攤鋪

粉煤灰路基填筑施工的難度較大，攤鋪與整形為關鍵的施工步驟，其施工效果關乎后續的壓實作業，也與路基性能存在緊密關聯。攤鋪作業過程中，應率先攤鋪包邊土，再攤鋪粉煤灰，包邊土高度略高于粉煤灰，攤鋪作業過程中因為有削坡寬度問題，包邊土的攤鋪過程中每一個邊都需預留0.3～0.5m，始終保障粉煤灰的含水量符合施工要求，以提高攤鋪質量[3]。施工作業中專業人員應利用平地機完成找平，如局部區域的平整性不足，應采用人工找平方式來處理。現場攤鋪施工應分兩次進行，首次攤鋪作業中需嚴格將攤鋪厚度控制在正常范圍，只有當首次攤鋪的相關指標達到要求后方可進入第二次攤鋪作業。路基填筑施工期間，自卸車在應從一個方向依次卸料，不得急剎車，也嚴禁調頭、轉彎，否則可能破壞壓實層，造成壓實層松散。攤鋪上層粉煤灰時，試驗人員需檢查下承層的含水量，只有含水量達到要求時才可繼續攤鋪，否則，如含水量過大或者過小，則需采取晾曬或者灑水的處理方式。粉煤灰性能指標符合施工要求時，現場由鋼輪、膠輪施工組合壓路機完成碾壓操作，當此碾壓作業結束后，利用平地機找平后再收壓。如現場面對直線段找平作業，應遵循兩邊向中心的順序，而曲線路段的找平作業則恰好相反，應從中心向兩端。為保障路基填筑施工效果，應分段分層填筑，在填筑路段預留臺階，適當增強接頭部位的碾壓操作，保障路基強度。

2.4 壓實施工

路基施工中攤鋪與壓實存在前后銜接關系，當前期的攤鋪作業結束后，現場應立即進入碾壓環節。由于粉煤灰材料的特殊性，在公路路基施工中攤鋪完成的粉煤灰應盡可能在當天碾壓，遵循分層碾壓的要求，嚴格將每層的壓實厚度保持在0.3m 左右。碾壓作業期間應遵循先輕后重的原則。當基本的碾壓施工作業結束后，專業人員必須借助相應的工具或者儀器檢測壓實度，達標后正式開始填筑。依據碾壓施工要求，碾壓過程中選擇的方法不同，其碾壓速度也存在明顯差異。

2.5 養護

基本的碾壓施工作業完成后，施工人員不可忽視后續的養護作業。如現場作業中未根據要求做好碾壓處理，將很難達到路基施工的要求。如下雨天養護路基，施工人員應在恰當的位置挖設排水溝，以預防積水現象。當現場有關人員全面了解了路基壓實情況后，應將此結果與標準情況相對比，當完全符合現場情況后再填筑粉煤灰。如存在外部天氣等因素的影響，應適當限制道路通行，通過灑水來確保粉煤灰濕潤度。

3.工程概況

以某道路工程為例，此工程全長20km，為雙向四車道，最大行駛速度為100km/h，路基寬26m，道路建設遵循高速公路標準。依據此工程現場情況的調查，在項目所在地的粉煤灰材料豐富，經由專業人員的技術檢測，發現該地區的粉煤灰完全能作為路基施工材料。

4.粉煤灰路基原材料技術要求

為在此公路工程項目中發揮粉煤灰材料的作用，相關人員在準備粉煤灰時應注意把控材料質量，如施工期間所用的粉煤灰粒徑應在0.001～1.18mm 之間，小于0.075mm 的顆粒數量必須超過總數的45%，燒失量控制在20%以內。如在施工建設過程中燒失量無法符合相應標準，需進行對比試驗，使用前通過擊實試驗來確定其材料力學性能，主要關鍵應檢驗材料的最大干密度、最佳含水量、CBR。本項目施工作業開始之前，有關人員全面分析了粉煤灰的各方面性能，發現其各方面性能均能符合施工要求。

5.路基施工粉煤灰路基填筑施工技術要點

5.1 施工準備工作

5.1.1 原材料準備

路基施工中材料性能是影響施工作業的重要因素，在施工前期的準備工作中，需加強原材料的質量控制，通過一系列的試驗來檢測原材料的性能指標。粉煤灰進場后，須將材料中的腐殖等雜質清理干凈。含水率也是粉煤灰材料需關注的一大關鍵指標，施工人員需根據施工設計規范，將粉煤灰含水率控制在正常標準，當上述指標符合要求后，再進行攤鋪和碾壓施工。如粉煤灰含水量與現場情況不一致，需在灰場進行專業化處理，只有含水量完全達標后粉煤灰才能被運往施工現場。如粉煤灰含水量過低，則需給材料噴灑適量的水，并做好覆蓋處理。

5.1.2 機械準備

路基作業中對機械設備的依賴性較大，在施工準備階段，相關人員必須合理配置機械設備，按照后續施工作業中對機械設備的需求，配備種類齊全、性能優越的機械設備。當選配好機械設備后，還需要組織針對機械設備的各種專業化培訓，使有關崗位人員能熟悉推土機、裝載機、壓路機等的相關操作，并做好設備的維護、保養與調試，使各種設備均處于正常的運行條件下，在后續降低設備的運行風險。

5.1.3 人員調配

本工程項目的規模較大，每個崗位人員都有其各自的施工任務。在前期的準備階段相關人員也需要根據施工要求做好人才方面的工作，就是要根據施工中的人才需求，合理分配各崗位人員的工作責任，做好不同崗位之間的技術交底。另外，準備階段針對施工人員的工作，同樣需對施工人員進行崗前培訓，通過專業化培訓使每一崗位人員都能熟悉粉煤灰路基填筑施工流程、操作要點，在后續保障施工作業的規范性。

5.2 施工作業

5.2.1 攤鋪與整型

粉煤灰路基施工中，針對攤鋪作業環節，應先攤鋪包邊土，當達到一定的要求后再攤鋪粉煤灰。包邊土需超出限定寬度尺寸0.3～0.5m，以確保施工過程中的凈寬度達到相應要求。上述作業結束后，試驗人員需立即檢測含水量指標，判定該指標與施工要求是否一致。攤鋪施工長度應按照當日的工程量來確定，一般應確保當天內能全部碾壓結束。攤鋪施工需推土機初平、平地機精平進行整平，針對一些邊角等特殊位置，需人工找平，整平時層面需達到整度要求，層面應具一定橫向路拱，以利表面排水。現場作業一般需分兩次攤鋪，第一次的攤鋪厚度為14～15cm，自卸車需在攤鋪的新料上行駛，不得破壞路基結構；第二次攤鋪需在路基填筑位置進行，利用石灰標注出方格線[4]。

新一層粉煤灰正式攤鋪之前，試驗人員需檢測下承層結構含水量指標，如測定的含水量低于正常值，施工人員需檢查松鋪厚度，隨后在表面噴灑一定量的水來增大含水量。包邊土與粉煤灰都應達到設計標準，才能利用膠輪壓路機完成靜壓施工，隨后用找平機進行表面的平整，最后清理包邊土表層中的粉煤灰。粉煤灰路基施工作業中，應結合現場的作業條件，將現場劃分為多個施工區域進行分別填筑，先填地段應分層預留過渡臺階，確保每層按照技術標準進行重疊搭接施工，搭接長度超過1.5m，保證相鄰作業段接頭范圍內的壓實度。

5.2.2 壓實

粉煤灰路基填筑中有嚴格的壓實度規定，做到當天攤鋪，當天碾壓完畢，以防止水分蒸發而影響壓實效果，為達到相應的施工標準，在工程現場需配備各類型噸位壓路機施工碾壓組合，總體遵循先輕后重原則，確保相應的效果質量。相鄰區域的壓實作業應適當搭接，確保搭接部位壓實度達到規定，避免碾壓不均勻影響整層結構的穩定性。對于作業區無法利用壓路機完成碾壓部位，一般應利用小型手扶振動壓路機負責碾壓操作，以保證壓實的覆蓋面。每一層粉煤灰的碾壓施工完成后，施工人員都需要立即測定壓實度，該指標與施工要求相符合的情況下開始后續路段的填筑施工。

（1）碾壓方案

因為碾壓施工過程中包含了碾壓次數、速度等，為合理控制這些施工參數，在前期的作業中需選出試驗路段，在此路段上進行相應的施工檢測，通過試驗參數結果數據分析對比，得到最優方案。粉煤灰天然不良級配，抗剪性能較差，成型困難，施工要求較高，其壓實設備激振力需超260kN。對于本高速公路路基施工作業，在試驗路段上進行了多次試驗，最終獲取了以下方案：22t 壓路機靜壓2 遍、22t 壓路機弱振2 遍、26t 壓路機強振2 遍、26t 膠輪壓路機碾壓2 遍。

（2）壓實厚度

碾壓施工中壓實厚度也是一個重要參數。施工作業中需根據施工方案及現場機械設備配置、壓實效果等來確定壓實厚度。壓實度可采用填上層檢下層的方式進行檢驗，其壓實厚度在0.25～0.3m 之間，如在現場作業中利用20～30t 中型振動壓路機進行施工作業，壓實厚度不得超過0.2m；現場配備40～50t 的重型振動壓路機進行施工作業時，壓實厚度控制在0.3m 上下。根據本工程項目情況，最終所確定的壓實厚度為0.3m，利用環刀法與灌砂法相結合檢測粉煤灰路基的結構性能，相應結果如表1 所示。依據表1 中的結果，施工作業中的壓實性能基本達到了施工技術要求。

表1 試驗段壓實方案效果統計

（3）松鋪系數

粉煤灰路基填筑作業中，松鋪系數也是影響路基性能的重要因素。為減少路基質量問題，在現場應根據有關試驗段試驗結果確定松鋪系數。依據行業規范及施工經驗，人工攤鋪與推土機攤鋪的松鋪系數分別為1.5～1.7、1.2～1.3。本工程項目中大部分路段均采用的是推土機攤鋪、平地機找平方式，利用標高測量的方式測定了松鋪系數。根據相應的測定結果，最終選定的松鋪系數為1.25。如施工作業期間供應粉煤灰材料產地有變化，現場作業需再次根據壓實效果測定松鋪系數，依據測定結果調整現場的施工方法。

5.2.3 保護與養護

路基填筑施工效果受養護工作的影響較大，如在現場未做好養護工作，將影響路基的強度等性能。因此，在路基壓實作業全面結束后，需立即根據路基實際情況進入養護環節。在養護作業期間施工人員需選擇恰當的養護方法，比如，針對陰雨天氣的粉煤灰攤鋪作業，在相應位置挖好護坡臨時排水溝，排除灰面積水，以免影響上層鋪筑；當粉煤灰路基因故較長時間不能繼續施工時，應進行表層覆土封閉并碾壓密實，做好路拱橫坡以利表面排水；如不能立即開始下一層施工作業，則應該由專人負責現場的交通管制，在此期間任何車輛不得通行，在路基上適量灑水，利用撒布條遮蓋[5]。

結語：

粉煤灰是當下工程建設中廣受歡迎的施工材料,作為路基填料的輕質骨料,在許多公路工程的路基施工中具有性能優勢。探究優化粉煤灰填料性能和填筑施工技術，以此加強粉煤灰路基施工質量管理，保障路基填筑施工效果，提高粉煤灰路基施工作業的規范性、合理性，保障路基性能。