粉煤灰用于碎石基层的试验与施工技术研究

刘焕杰

粉煤灰用于碎石基层的试验与施工技术研究

刘焕杰

（中铁十局集团第一工程有限公司 山东省济南市 250001）

我国是世界上最大的煤炭资源生产和消耗的国家，随着经济建设的发展，火力发电消耗的煤炭资源越来越多，由此产生的大量粉煤灰闲置及污染问题越来越严重。因此，粉煤灰如何得到综合利用技术的研究，实现大宗利用、消耗粉煤灰是经济社会发展的现实需要，势在必行。本文对粉煤灰的材料性能及作为基层材料的可行性进行了分析，并开展了施工技术方面的研究，以期对相关技术人员有所帮助。

粉煤灰；碎石基层；施工技术

近年来，我国的高速公路事业飞速发展，在发展交通的同时，更要注重增强环境保护与可持续发展的意识，所以废弃物再利用已成为环保的重要措施之一[1]。粉煤灰综合利用的趋势仍将以大规模利用为重点，解决环境污染、减少灰场占地面积与灰场建设投资；加大开发粉煤灰在道路工程中的广泛应用。由此可见，开展粉煤灰筑路综合技术研究，符合我国目前的经济建设政策要求。

一、粉煤灰用于半刚性基层现状分析

山东地区半刚性材料使用非常广泛。如：京福高速公路曲张段、国道105金乡西环段一级公路、岚济线二期一级公路、肥梁线梁山段二级公路、济微线山拖北段二级公路等主要干线上使用了水稳类、石灰稳定类、水泥或石灰工业废渣稳定类、综合稳定类等各类型的半刚性材料作为基层，特别是粒料类的稳定材料，稳定土都作为底基层材料和路基改善土。

课题组通过调研发现，无论高速公路还是二级公路，在交通荷载和自然环境因素作用下，路面不同程度地存在着因基层性能不佳而导致路面出现早期损坏的现象。针对半刚性基层使用现状，课题组筛选了该区前几年已经竣工并投入使用的一些干道的路面结构资料、使用状况评价、主要损坏形式和养护经历，系统分析不同半刚性基层材料实际路用现状，总结经验教训，为科学合理地利用粉煤灰复合稳定类基层提供依据。调查分析显示：

1、各干线公路所用的半刚性基层材料中，凡粒料含量较高的（一般80%以上时）半刚性基层，路面裂缝较少，使用状态良好；

2、无论是水泥稳定类或综合稳定类基层材料中，水泥掺量较高者，一般路用性能相对较好，而单一石灰稳定类路用状况较差；

3、无论水稳类还是综合稳定类材料，加入粉煤灰后，综合路用性能普遍提高，使用状态也较好；

4、石灰粉煤灰水泥碎石综合稳定类材料作为路面基层，只要配比合理，施工精细，则路用性能良好，而且经济。

二、粉煤灰用于碎石基层的试验研究

1、水泥粉煤灰最佳比例确定

水泥和粉煤灰是水泥粉煤灰稳定碎石的主要粘结力来源，水泥与粉煤灰的协同加固效果与二者的比例、集料性质、粉煤灰性质有关，并影响着混合料强度增长。从水泥与粉煤灰的作用来看，在水泥粉煤灰稳定碎石中，水泥粉煤灰既起填充集料空隙的作用，又起粘结作用[2]。水泥用量过多强度固然高，但不仅造成成本费用过高，而且产生收缩裂缝，降低路面的使用寿命；粉煤灰用量过多，则会有部分的粉煤灰未能参加反应，而且因为水泥比例太低，施工中拌和不易均匀，从而使水泥的存在失去意义。这些均对水泥粉煤灰稳定碎石的刚度和整体性不利。

2、水泥粉煤灰稳定碎石路用性能测试，结合山东某地区高活性粉煤灰物理化学技术性质进行关联性分析。

图1 粉煤灰用于水泥粉煤灰碎石基层材料试验方案设计

三、试验路施工关键技术

修筑试验路不仅为了验证室内试验结果，为粉煤灰优选及合理利用提供依据，更是为了研究总结确定施工过程中的关键技术，确定施工技术参数，以指导生产[3]。本研究中，经监理工程师批准，在已验收合格的底基层路段上铺筑高活性粉煤灰试验段。具体实施步骤如下：

(1) 施工前检查底基层的高程、横坡、平整度、宽度等指标并做详细记录。

(2) 清除工作面上的松散材料、灰尘、泥土和其他杂物。

(3) 进行施工测量放样。由测量人员准确测量出路面中线、宽度线和高程，定出引导摊铺机行走的标高基准控制线。要求用钢钎按直线段10m、曲线段5m 间隔固定于地面上，并用钢弦线拉紧，起到控制摊铺机行走方向的作用。

(4) 按拟定方案组织施工，详细记录摊铺厚度、摊铺机行进速度及其夯锤频率、压路机碾压速度和碾压遍数。

(5) 试验段施工结束后，按部颁标准验收试验路高程、厚度、平整度、压实度、强度和路拱等。

(6) 根据现场获取的数据和验收检测结果，以及试验段施工过程中采用的施工方法、施工工艺、人员机械设备配置等情况，确定大面积施工配合比和施工方案。

(7) 编制试验路总结报告，报请监理工程师审批。

(8) 批准后，进行基层的大面积施工。

结语:

粉煤灰更好的应用于公路工程从工程造价上而言，可以降低工程造价，为正在实施的“村村通”工程节约成本；从环境角度来讲，可以减轻环境负担，长远考虑有利于国家宏观可持续发展战略的实施。施工技术人员必须要明确粉煤灰稳定碎石基层施工技术要点所在,对其进行严格的控制，坚决的保证基层施工质量。

[1]陈凯，低活性粉煤灰在路面基层施工中应用的探讨，黑龙江科技信息，2016(12)：214

[2]潘永红，水泥粉煤灰稳定碎石基层施工质量控制，科技视界，2015(22):138

[3]顾金华，浅谈道路用三渣的施工质量控制和检测方法，建筑施工，2014(7)：862

TU74

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1007-6344（2017）03-0037-01