梁凱 洪蘊(yùn)春

摘 要：近年來(lái)，粉煤灰在公路建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)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(fèi)，還減少了環(huán)境的污染和占地面積，不僅可以提高公路的施工質(zhì)量，降低施工成本，而且可以提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。高速公路路面施工對(duì)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(qiáng)度，摻入粉煤灰，是提高水泥混凝土性能的有效技術(shù)手段。文章結(jié)合某公路路面工程的施工過(guò)程，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和施工實(shí)踐，得出在添加了一定數(shù)量的粉煤灰材料之后來(lái)建設(shè)道路基層以及底基層能夠使得道路結(jié)構(gòu)有更好的水穩(wěn)定性、板結(jié)性、抗凍性以及一定的力學(xué)性能的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：高速公路；路面施工；粉煤灰；推廣使用

引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通量也增長(zhǎng)迅速，我國(guó)的高速公路建設(shè)近幾年掀起了高潮。不斷出現(xiàn)路堤的大量用土與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)地的問(wèn)題。由于這種問(wèn)題備受關(guān)注，所以國(guó)家開(kāi)始不斷探索，試圖找出解決這一問(wèn)題的辦法，他們發(fā)現(xiàn)我國(guó)年粉煤灰的排放量在四千萬(wàn)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(lái)修筑公路可以減少環(huán)境污染和農(nóng)田占用面積，還可以提高道路工程質(zhì)量，具有較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。于是國(guó)家變廢為寶，在高速公路路面的施工建設(shè)中廣泛使用粉煤灰。

1 我國(guó)粉煤灰應(yīng)用現(xiàn)狀研究

我國(guó)的粉煤灰綜合應(yīng)用的比較晚，粉煤灰用于道路工程建設(shè)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(wěn)定類基層、碾壓混凝土路面、低強(qiáng)度粉煤灰樁處理軟基、粉煤灰水泥混凝土等。針對(duì)這種現(xiàn)狀，國(guó)家做出了相關(guān)的研究工作。通過(guò)多年研究，相關(guān)部門和行業(yè)對(duì)一些地區(qū)所產(chǎn)生的粉煤灰的理化標(biāo)準(zhǔn)、顆粒組成、活性、毛細(xì)水作用、滲透特性等一些共性進(jìn)行了初步分析，提出了對(duì)粉煤灰的化學(xué)成分、顆粒組成、微觀結(jié)構(gòu)相應(yīng)的試驗(yàn)方法，也建立了相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的粉煤灰分類分級(jí)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。在道路工程領(lǐng)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(jié)作用強(qiáng)、透水性好、壓縮性低等的結(jié)論。

粉煤灰是一種質(zhì)地輕、孔隙多、顆粒均勻的無(wú)粘性材料，它用與公路路面施工的優(yōu)點(diǎn)有很多，例如，能充分利用粉煤灰自身重量輕、壓縮性小、固結(jié)快的特點(diǎn)，減輕路堤的自身重量、減小軟土地基的附加應(yīng)力，從而減少總沉降提高路堤的穩(wěn)定性。但是，粉煤灰填筑路基也有一定的不利因素，像機(jī)械配置高、運(yùn)輸成本高、用水量大、施工設(shè)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(huì)價(jià)值和環(huán)保意義的。

2 粉煤灰在填筑路基方面的應(yīng)用

2.1 粉煤灰應(yīng)用之前

在粉煤灰進(jìn)行道路修建的應(yīng)用之前，要先具體分析道路的路基高度和實(shí)際的土質(zhì)情況，并提出相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，也要對(duì)道路路基所需的施工措施以及控制標(biāo)準(zhǔn)提出要求。在對(duì)路基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)施工場(chǎng)地和路基的自身建設(shè)狀況采用一定的措施來(lái)排出施工過(guò)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(wěn)定性要求。在施工過(guò)程中，公路路面的坡度要做包邊處理，以此來(lái)保護(hù)路面施工粉煤灰填筑路堤的穩(wěn)定性。在土質(zhì)的邊坡縱橫設(shè)置一些無(wú)妨土工織物所組成的碎石盲溝。在路堤的過(guò)程中也要不斷的對(duì)粉煤灰路堤以及土質(zhì)邊坡自身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性來(lái)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算路堤穩(wěn)定的過(guò)程中，要保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)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(shí)機(jī)械大致上與土質(zhì)路基施工相似，尤其是粉煤灰壓實(shí)度能否滿足要求取決于以下幾點(diǎn)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(shí)機(jī)械的能力有關(guān)。攤鋪厚度主要通過(guò)施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定，不宜太厚也不宜太薄，只有這樣才能保證壓實(shí)層中壓實(shí)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(shí)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(shí)度與碾壓機(jī)械壓實(shí)能力的大小和碾壓遍數(shù)密切相關(guān)。振動(dòng)壓路機(jī)隨其自重噸位的由小變大，壓實(shí)效果會(huì)越來(lái)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(yīng)路面大規(guī)?；な┕さ男枰?，要使路面達(dá)到路用指標(biāo)的要求。為滿足這一需要和要求，相關(guān)人士和部門通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和依托工程滑膜施工粉煤灰混凝土路面，并結(jié)合其材料特點(diǎn)，探索出了適合路面粉煤灰混凝土的材料要求和配合比設(shè)計(jì)的方法。

3.1 粉煤灰用于混凝土的品質(zhì)要求

如果粉煤灰應(yīng)用于混凝土只是代替粗細(xì)集料，對(duì)其品質(zhì)的要求可相應(yīng)降低，但是如果粉煤灰參量比較多以及希望通過(guò)摻加粉煤灰使混凝土產(chǎn)生特殊效果的時(shí)候，對(duì)粉煤灰的品質(zhì)要求將是粉煤灰所有應(yīng)用類型中最為嚴(yán)格的。

3.2 混凝土路面用粉煤灰的品質(zhì)

在水泥混凝土路面施工工程過(guò)程中，使用的干粉煤灰在細(xì)度、燒失量、需求水量、二氧化硫等方面要達(dá)到技術(shù)要求。檢查混凝土路面對(duì)粉煤灰的安定性時(shí)，最好不用高鈣粉煤灰，而應(yīng)使用脫碳煤炭灰。在水泥混凝土路面中使用粉煤灰時(shí)，應(yīng)該明確所有水泥摻加的混合材料的種類和數(shù)量，以便在粉煤灰混凝土配合比設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)方法

從粉煤灰應(yīng)用于水泥混凝土路面施工以來(lái)，人們就開(kāi)始研究粉煤灰的配合比問(wèn)題。與普通混凝土一樣，粉煤灰混凝土強(qiáng)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(guò)多次試拌調(diào)整來(lái)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(shí)根據(jù)粉煤灰的重量和體積按照具體比例來(lái)直接代替部分水泥。粉煤灰和水泥，兩者的材料結(jié)構(gòu)不同，混凝土中火山灰活性即二次水化反應(yīng)是在水泥一次水化反應(yīng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以粉煤灰的等量取代會(huì)導(dǎo)致混凝土早起強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高的現(xiàn)象發(fā)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(shù)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(shè)計(jì)時(shí)考慮了粉煤灰在混凝土中得效應(yīng)，所以，不僅能改善混凝土的性能，而且可以提高早期強(qiáng)度，且能達(dá)到普通水泥混凝土的要求標(biāo)準(zhǔn)。超量取代法配置的混凝土應(yīng)用范圍比較廣泛，它可以適用于各種結(jié)構(gòu)混凝土。但是這種設(shè)計(jì)方法也有諸多不利因素，它的設(shè)計(jì)方法比較復(fù)雜，需要綜合考慮強(qiáng)度、和易性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面的因素，這就需要做大量的試驗(yàn)和校正工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

公路施工是設(shè)計(jì)成果的具體體現(xiàn)，施工質(zhì)量的優(yōu)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(chǔ)和關(guān)鍵。綜上所述，粉煤灰在高速公路路面施工中得應(yīng)用能提高路面質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命，還能變廢為寶、保護(hù)環(huán)境。又根據(jù)我國(guó)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(jià)值大大提高了。以粉煤灰為主要材料生產(chǎn)粉煤灰水泥，不僅有利于解決水泥工業(yè)的資源環(huán)境問(wèn)題，而且經(jīng)濟(jì)效益也很客觀。它的使用既減少了發(fā)電廠堆放粉煤灰的占地，減少了揚(yáng)塵，節(jié)約了水泥，減少了有害氣體的排放，從而減少了生產(chǎn)水泥所用材料對(duì)環(huán)境的破壞。因此，為做好我國(guó)高速公路的建設(shè)工作，相關(guān)人員要提高公路的科技含量，積極采用新材料、新技術(shù)，研發(fā)使用粉煤灰的新技術(shù)，推廣粉煤灰的使用，促進(jìn)我國(guó)的公路質(zhì)量更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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