粉煤灰用于碎石基層的試驗(yàn)與施工技術(shù)研究

劉煥杰

粉煤灰用于碎石基層的試驗(yàn)與施工技術(shù)研究

劉煥杰

（中鐵十局集團(tuán)第一工程有限公司 山東省濟(jì)南市 250001）

我國是世界上最大的煤炭資源生產(chǎn)和消耗的國家，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，火力發(fā)電消耗的煤炭資源越來越多，由此產(chǎn)生的大量粉煤灰閑置及污染問題越來越嚴(yán)重。因此，粉煤灰如何得到綜合利用技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)大宗利用、消耗粉煤灰是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要，勢在必行。本文對粉煤灰的材料性能及作為基層材料的可行性進(jìn)行了分析，并開展了施工技術(shù)方面的研究，以期對相關(guān)技術(shù)人員有所幫助。

粉煤灰；碎石基層；施工技術(shù)

近年來，我國的高速公路事業(yè)飛速發(fā)展，在發(fā)展交通的同時(shí)，更要注重增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的意識，所以廢棄物再利用已成為環(huán)保的重要措施之一[1]。粉煤灰綜合利用的趨勢仍將以大規(guī)模利用為重點(diǎn)，解決環(huán)境污染、減少灰場占地面積與灰場建設(shè)投資；加大開發(fā)粉煤灰在道路工程中的廣泛應(yīng)用。由此可見，開展粉煤灰筑路綜合技術(shù)研究，符合我國目前的經(jīng)濟(jì)建設(shè)政策要求。

一、粉煤灰用于半剛性基層現(xiàn)狀分析

山東地區(qū)半剛性材料使用非常廣泛。如：京福高速公路曲張段、國道105金鄉(xiāng)西環(huán)段一級公路、嵐?jié)€二期一級公路、肥梁線梁山段二級公路、濟(jì)微線山拖北段二級公路等主要干線上使用了水穩(wěn)類、石灰穩(wěn)定類、水泥或石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定類、綜合穩(wěn)定類等各類型的半剛性材料作為基層，特別是粒料類的穩(wěn)定材料，穩(wěn)定土都作為底基層材料和路基改善土。

課題組通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，無論高速公路還是二級公路，在交通荷載和自然環(huán)境因素作用下，路面不同程度地存在著因基層性能不佳而導(dǎo)致路面出現(xiàn)早期損壞的現(xiàn)象。針對半剛性基層使用現(xiàn)狀，課題組篩選了該區(qū)前幾年已經(jīng)竣工并投入使用的一些干道的路面結(jié)構(gòu)資料、使用狀況評價(jià)、主要損壞形式和養(yǎng)護(hù)經(jīng)歷，系統(tǒng)分析不同半剛性基層材料實(shí)際路用現(xiàn)狀，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為科學(xué)合理地利用粉煤灰復(fù)合穩(wěn)定類基層提供依據(jù)。調(diào)查分析顯示：

1、各干線公路所用的半剛性基層材料中，凡粒料含量較高的（一般80%以上時(shí)）半剛性基層，路面裂縫較少，使用狀態(tài)良好；

2、無論是水泥穩(wěn)定類或綜合穩(wěn)定類基層材料中，水泥摻量較高者，一般路用性能相對較好，而單一石灰穩(wěn)定類路用狀況較差；

3、無論水穩(wěn)類還是綜合穩(wěn)定類材料，加入粉煤灰后，綜合路用性能普遍提高，使用狀態(tài)也較好；

4、石灰粉煤灰水泥碎石綜合穩(wěn)定類材料作為路面基層，只要配比合理，施工精細(xì)，則路用性能良好，而且經(jīng)濟(jì)。

二、粉煤灰用于碎石基層的試驗(yàn)研究

1、水泥粉煤灰最佳比例確定

水泥和粉煤灰是水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的主要粘結(jié)力來源，水泥與粉煤灰的協(xié)同加固效果與二者的比例、集料性質(zhì)、粉煤灰性質(zhì)有關(guān)，并影響著混合料強(qiáng)度增長。從水泥與粉煤灰的作用來看，在水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石中，水泥粉煤灰既起填充集料空隙的作用，又起粘結(jié)作用[2]。水泥用量過多強(qiáng)度固然高，但不僅造成成本費(fèi)用過高，而且產(chǎn)生收縮裂縫，降低路面的使用壽命；粉煤灰用量過多，則會(huì)有部分的粉煤灰未能參加反應(yīng)，而且因?yàn)樗啾壤停┕ぶ邪韬筒灰拙鶆?，從而使水泥的存在失去意義。這些均對水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石的剛度和整體性不利。

2、水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石路用性能測試，結(jié)合山東某地區(qū)高活性粉煤灰物理化學(xué)技術(shù)性質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析。

圖1 粉煤灰用于水泥粉煤灰碎石基層材料試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

三、試驗(yàn)路施工關(guān)鍵技術(shù)

修筑試驗(yàn)路不僅為了驗(yàn)證室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，為粉煤灰優(yōu)選及合理利用提供依據(jù)，更是為了研究總結(jié)確定施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)，確定施工技術(shù)參數(shù)，以指導(dǎo)生產(chǎn)[3]。本研究中，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，在已驗(yàn)收合格的底基層路段上鋪筑高活性粉煤灰試驗(yàn)段。具體實(shí)施步驟如下：

(1) 施工前檢查底基層的高程、橫坡、平整度、寬度等指標(biāo)并做詳細(xì)記錄。

(2) 清除工作面上的松散材料、灰塵、泥土和其他雜物。

(3) 進(jìn)行施工測量放樣。由測量人員準(zhǔn)確測量出路面中線、寬度線和高程，定出引導(dǎo)攤鋪機(jī)行走的標(biāo)高基準(zhǔn)控制線。要求用鋼釬按直線段10m、曲線段5m 間隔固定于地面上，并用鋼弦線拉緊，起到控制攤鋪機(jī)行走方向的作用。

(4) 按擬定方案組織施工，詳細(xì)記錄攤鋪厚度、攤鋪機(jī)行進(jìn)速度及其夯錘頻率、壓路機(jī)碾壓速度和碾壓遍數(shù)。

(5) 試驗(yàn)段施工結(jié)束后，按部頒標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收試驗(yàn)路高程、厚度、平整度、壓實(shí)度、強(qiáng)度和路拱等。

(6) 根據(jù)現(xiàn)場獲取的數(shù)據(jù)和驗(yàn)收檢測結(jié)果，以及試驗(yàn)段施工過程中采用的施工方法、施工工藝、人員機(jī)械設(shè)備配置等情況，確定大面積施工配合比和施工方案。

(7) 編制試驗(yàn)路總結(jié)報(bào)告，報(bào)請監(jiān)理工程師審批。

(8) 批準(zhǔn)后，進(jìn)行基層的大面積施工。

結(jié)語:

粉煤灰更好的應(yīng)用于公路工程從工程造價(jià)上而言，可以降低工程造價(jià)，為正在實(shí)施的“村村通”工程節(jié)約成本；從環(huán)境角度來講，可以減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，長遠(yuǎn)考慮有利于國家宏觀可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。施工技術(shù)人員必須要明確粉煤灰穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)要點(diǎn)所在,對其進(jìn)行嚴(yán)格的控制，堅(jiān)決的保證基層施工質(zhì)量。

[1]陳凱，低活性粉煤灰在路面基層施工中應(yīng)用的探討，黑龍江科技信息，2016(12)：214

[2]潘永紅，水泥粉煤灰穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量控制，科技視界，2015(22):138

[3]顧金華，淺談道路用三渣的施工質(zhì)量控制和檢測方法，建筑施工，2014(7)：862

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