崔亞林

摘要：我國發(fā)電廠每年排放的粉煤灰量超過3億噸，將其用于路基填料可以很好的解決粉煤灰對環(huán)境的污染問題，提高資源的利用率，本文就粉煤灰用作高速公路路基填料的技術問題進行分析，以期為此類工程的施工提供借鑒。

關鍵詞：高速公路；粉煤灰；填筑技術

本文就粉煤灰用于2008年遼寧沿海產業(yè)基地，把鲅魚圈電廠囤積的海排灰與電廠粉煤灰按照比例應用到路面底基層和基層下面層中去進行分析，對粉煤灰路基施工過程中基底處理、含水量控制、以及壓實等的關鍵工藝進行研究，并提出粉煤灰路基施工質量控制的關鍵要素，以期為此類工程的施工提供借鑒。該項目創(chuàng)造了良好的社會效益，獲得營口市科技進步一等獎，遼寧省科技進步二等獎，到目前為止道路完好。

1.粉煤灰工程性質

粉煤灰是火力發(fā)電廠的固體排放物，經除塵器所收集的，灰白色散粒狀物質，如果粉煤灰含水量偏高，則呈黑色。由于其來源的特殊性，使其具有特殊的物理化學性質。粉煤灰的性質與煤源有著密切的關系，此外煤炭的細度、燃燒方式、除塵效率等，都會對其性質產生影響。不同地區(qū)、甚至相同地區(qū)不同發(fā)電廠所生產的粉煤灰的性質也有差異，這使得粉煤灰的二次利用受到一定限制。但是，根據(jù)國內關于粉煤灰的工程性質的試驗結果表明，粉煤灰與傳統(tǒng)的細集料相比，具有自重輕、強度高、固結速度快、低壓縮性等優(yōu)點，是路基填料的較好選擇。但是另一方面，由于粉煤灰的黏聚力較低、毛細現(xiàn)象較為明顯，不利于路基邊坡的穩(wěn)定。同時，在使用粉煤灰時，還需要對其化學成分進行分析，避免重金屬超標對環(huán)境造成污染。

2.粉煤灰施工關鍵問題

2.1準備工作

施工前應先對路基關鍵位置進行準確放樣，即坡腳、邊溝等位置。在設計邊溝旁修建臨時的排水溝，并在修建截水溝或者攔水帶攔截可能流向路基的水，確保施工期粉煤灰的含水量在可控的狀態(tài)。在施工前應在試驗路段對粉煤灰的進行測試，確定最佳含水量，施工時應確保粉煤灰的含水量與最佳含水量的差值在2%以內，如果超過需要進行晾曬或者澆水增濕。

2.2含水量控制

影響路基壓實度的主要是路基填料的含水量，在施工過程中必須確保粉煤灰的含水量與最佳含水量的差值在2%以內。如果粉煤灰的含水量偏低，以孔隙水為主，在碾壓的過程中，不能起到潤滑作用，另一方面，由于顆粒之間的引力較大，粉煤灰顆粒很難克服引力發(fā)生相對移動，導致壓實效果差，隨著含水量的增加，結合水膜變厚，分子間的引力大大降低，顆粒相對移動擠密，提高壓實質量，如果含水量過大，空隙內填充自由水，同樣也會阻礙顆粒的移動，不利于壓實。因此嚴格控制粉煤灰的含水量是路基填筑的關鍵問題。由于粉煤灰吸水快，含水量升高較快，同時在運輸過程以及碾壓過程中由于多種因素其降低也較快，在高速公路路基施工中利用灑水車增濕在經濟上不合理，而且未碾壓的路面較為松散，不利于載重車輛通行。因此對于含水量的控制可以通過以下兩個方面完成：①加強施工管理，確保當天出廠攤鋪，當天完成碾壓成型；②富余蒸發(fā)量，即使粉煤灰的出廠含水量高于最佳含水量，充分考慮運輸、施工過程中的蒸發(fā)量，加水量可以通過Q=（L×B×H×ρ）×（W1-W0），公式中，L、B、H分別為路基的長度、寬度、厚度，ρ為濕密度，W1、W0分別為目標含水量、最佳含水量。

2.3攤鋪工藝

粉煤灰路基施工前應先設置隔離層，隔離層的橫向坡度應≥3%，以利于施工階段的排水，粉煤灰路基橫斷面示意圖如圖1所示。同時壓實度應滿足規(guī)范要求。攤鋪的長度的確定因遵循當天攤鋪當天碾壓成型的原則。粉煤灰路基的填筑應采取水平分層填筑碾壓法，同時預留下一階段的施工臺階，以確保路基搭接的連續(xù)性，臺階的寬度應大于1.5m，同時壓實度應滿足要求，粉煤灰的攤鋪系數(shù)應根據(jù)現(xiàn)場試驗確定，如無試驗結果，可以按以下值進行調整：人工攤鋪取1.5～1.7，平地機取1.1～1.2，推土機攤鋪時取1.2～1.3。

2.4碾壓工藝

碾壓應遵循當天攤鋪當天碾壓的原則，以保證碾壓時粉煤灰的含水量在最佳含水量附近，避免蒸發(fā)或者降雨對含水量的擾動，影響壓實效果。在高速公路工程中，粉煤灰的碾壓宜采用振動壓實機分層碾壓，分層厚度應根據(jù)壓實機械的型號和壓實功通過現(xiàn)場試壓確定，一般情況下，20～30t的壓路機分層厚度≤0.2m，當采用40～50t或者中型振動壓路機時分層厚度應控制在0.3m以內。

3.粉煤灰施工質量控制

粉煤灰路基施工時，應嚴格控制以下問題，以確保施工質量減少環(huán)境污染。

3.1含水量控制

攤鋪前應嚴格控制含水量，取灰的深度要保持一致，不同灰源由于工程性質存在差異不能混用；碾壓過程中如果出現(xiàn)局部含水量過高（達到40%以上），則應該在路基成型后，用旋耕機或者鏵犁將其翻開晾曬，直至含水量滿足要求，然后對該區(qū)域進行局部碾壓。

3.2粉煤灰質量控制

運送至施工現(xiàn)場的粉煤灰應不含秸稈或者其他雜物，以免影響路基施工的質量，在出廠前應先將表面雜物清除再進行裝車，至現(xiàn)場后及時檢查并清除其中的雜物。另一方面，還有確保運送至現(xiàn)場的粉煤灰滿足施工的要求，對于大粒徑、級配差、瀝水快、難碾壓成型的粉煤灰應及時清除，以免影響施工質量。

3.3環(huán)保控制

粉煤灰施工過程中會造成粉塵污染，尤其是在夏季或者刮風的季節(jié)，粉煤灰不僅會危害施工人員的身體，還會對沿線下風口的農作物、居民造成影響，因此在運輸過程中必須用帆布進行遮蓋，施工過程中控制揚塵，及時噴霧，降低粉塵。另一方面，在使用粉煤灰前需要對其重金屬含量進行檢測，對于重金屬含量超標的粉煤灰禁止直接使用。

3.4壓實層保護

壓實過程中避免采用“來、去”震動碾壓，宜采用去時振動來時靜壓。施工過程中未經允許載重處理應禁止駛入壓實層，攤鋪過程分兩次，一次攤鋪時倒車上灰原路返回，二次攤鋪時在以及攤鋪的灰層行車。

3.5雨天保護

粉煤灰路基施工時應密切關注天氣狀況，應在降雨前完成碾壓成型，在降雨前不要提前攤鋪包邊土，如果已經攤鋪，則需要在包邊土開挖臨時的排水溝，避免雨水在施工區(qū)匯聚。

4.結束語

本文首先介紹了粉煤灰的工程性質，其具備用作路基填料的優(yōu)點，同時其毛細作用、重金屬。粉塵污染也需要注意，然后介紹粉煤路基填筑的關鍵技術問題，應嚴格控制含水量，選擇合適的攤鋪系數(shù)以及科學的碾壓工藝，最后對粉煤灰路基的質量控制進行討論，列出主要的控制要素以及控制措施，以期為類似工程提高參考和借鑒。

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