晏青

（贛州市公路發(fā)展中心南康分中心，江西贛州 341000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和交通運(yùn)輸量的不斷增長，公路路基工程建設(shè)面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。尋找一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)的路基材料成為當(dāng)務(wù)之急。粉煤灰是燃煤過程中產(chǎn)生的一種工業(yè)廢棄物，有較高的細(xì)度和活性，適合在公路路基工程中應(yīng)用。粉煤灰材料具備多種優(yōu)勢，包括來源豐富、環(huán)境友好、成本低廉等，在公路路基工程中有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。因此，對粉煤灰材料在公路路基工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究和探討有重要意義。

1 粉煤灰材料概述

粉煤灰材料是一種在燃煤過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物。煤炭在燃燒過程中，其中的不可燃物質(zhì)會通過煤炭燃燒設(shè)備的過濾系統(tǒng)被捕捉和收集起來，形成灰渣。灰渣經(jīng)過處理和粉碎，得到的細(xì)粉末狀物質(zhì)就是粉煤灰，粉煤灰主要由硅酸鹽、鋁酸鹽和氧化物等組成。根據(jù)燃燒過程中的不同階段，粉煤灰可分為三種類型：飛灰、爐渣和底渣。

飛灰是燃燒過程中懸浮在煙氣中的細(xì)小顆粒，爐渣是煤炭燃燒設(shè)備中的渣滓，底渣是在燃燒設(shè)備底部形成的較重的渣滓。

爐渣是在冶煉鐵和鋼的高爐中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。爐渣主要由硅酸鹽、氧化鈣和氧化鎂等成分組成，具有顆粒狀和玻璃質(zhì)的特點(diǎn)，常用于水泥和混凝土中，可以增強(qiáng)材料的耐久性、減少熱裂紋和提高抗腐蝕性能。

底渣是從燃煤鍋爐的底部收集的殘?jiān)?，通過去污等處理可以用作骨料。

根據(jù)粉煤灰的性質(zhì)和用途，可以將其分為兩種主要類型：活性粉煤灰和非活性粉煤灰?；钚苑勖夯揖哂休^高的細(xì)度和活性，其反應(yīng)性較強(qiáng)，能與水和氫氧化鈣等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成膠凝物質(zhì)，具備類似水泥的硬化性能。非活性粉煤灰則主要用作填充料，用于改善混凝土的工作性能和強(qiáng)度。

粉煤灰材料在公路路基施工中應(yīng)用廣泛，可以用作填充料或改性劑，加入瀝青混合料中，用于提高路基的強(qiáng)度、耐久性和抗裂性能。

粉煤灰還可以用于制備水泥穩(wěn)定碎石料和應(yīng)用于混凝土路基，提高路基的承載能力和耐久性。此外，粉煤灰還可以用于土壤穩(wěn)定和路基加固，提高路基的穩(wěn)定性和抗沉降能力[1]。

總之，粉煤灰材料是一種具有多種優(yōu)勢的工業(yè)廢棄物，可以在公路路基施工中發(fā)揮重要作用。通過合理的處理和應(yīng)用，粉煤灰可以提高路基工程的性能和質(zhì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的有效利用和環(huán)境保護(hù)。

2 粉煤灰路基填筑施工技術(shù)

2.1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目建設(shè)長度為150km，設(shè)計(jì)為雙向四車道，路基結(jié)構(gòu)寬度為28m。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等角度出發(fā)，分析路基填筑作業(yè)施工要求，選擇粉煤灰作為填筑施工材料，并采取必要的措施提升粉煤灰材料的強(qiáng)度性能，各項(xiàng)工作順利完成，整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量合格。

2.2 碾壓方案

施工開始之前，需要選擇試驗(yàn)路段進(jìn)行參數(shù)驗(yàn)證，確定現(xiàn)場施工的松鋪系數(shù)、壓實(shí)厚度、碾壓機(jī)械、壓實(shí)遍數(shù)等相關(guān)信息，進(jìn)而提高施工效果，確保路基的性能合格。綜合考慮工程施工需要，結(jié)合粉煤灰的性質(zhì)選擇最佳的碾壓機(jī)械，盡量使用重型壓路機(jī)械，其激振力超過260kN，最好采用輪胎壓路機(jī)。

在該公路項(xiàng)目施工中，施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇如下設(shè)備組合方式：

首先，應(yīng)用18t 壓路機(jī)進(jìn)行2 遍靜壓、1 遍弱振壓實(shí)、1 遍強(qiáng)振壓實(shí)。

其次，應(yīng)用22t 壓路機(jī)弱振壓實(shí)1 遍。

最后，應(yīng)用26t 壓路機(jī)進(jìn)行2 遍碾壓施工，總計(jì)碾壓7 遍。

對該組合方式碾壓效果進(jìn)行分析，壓實(shí)度性能合格，將該方式確定為最終碾壓方案，以達(dá)到結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2.3 壓實(shí)厚度

在公路路面施工中，壓實(shí)厚度的確定和選擇合適的壓實(shí)機(jī)械均是極為重要的步驟。因此，為滿足工程建設(shè)需要，必須確保對壓實(shí)效果的控制。對粉煤灰路基結(jié)構(gòu)而言，最佳的壓實(shí)厚度一般為20～30cm。在振動(dòng)壓實(shí)施工中，建議選擇20～30t 級的壓路機(jī)，以確保每層結(jié)構(gòu)的壓實(shí)厚度在30cm 以上。在現(xiàn)場施工過程中，在粉煤灰路基填筑環(huán)節(jié)，一般將壓實(shí)厚度控制在20cm。

為確保路基結(jié)構(gòu)的性能，可采用灌砂法進(jìn)行現(xiàn)場檢測作業(yè)。通過在路基上進(jìn)行砂漿灌注和壓實(shí)處理，評估壓實(shí)效果和路基密實(shí)度，進(jìn)而及時(shí)調(diào)整路基的壓實(shí)厚度，以滿足公路建設(shè)和運(yùn)營的基礎(chǔ)要求。

2.4 松鋪系數(shù)

松鋪系數(shù)的設(shè)定十分重要，必須經(jīng)過試驗(yàn)檢測以確定該參數(shù)。進(jìn)行粉煤灰路基攤鋪時(shí)，根據(jù)施工方式選擇最佳松鋪系數(shù)，具體如下：人工攤鋪1.5～1.7；推土機(jī)1.2～1.3；平地機(jī)1.1～1.2。在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，選用推土機(jī)攤鋪方式，進(jìn)行標(biāo)高檢測后確定松鋪系數(shù)。結(jié)合該工程項(xiàng)目的情況，確定松鋪系數(shù)為1.2。若是施工材料發(fā)生變化應(yīng)及時(shí)進(jìn)行松鋪系數(shù)調(diào)整，結(jié)合實(shí)際測量結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，以滿足路基性能標(biāo)準(zhǔn)。

3 粉煤灰路基施工控制要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備工作

在粉煤灰路基施工準(zhǔn)備階段，應(yīng)做好下述幾方面工作：

第一，準(zhǔn)備合格的原材料。在粉煤灰材料選擇和制作中，需加強(qiáng)粉煤灰燒失量控制，應(yīng)在20%以內(nèi)，粒徑設(shè)定在0.001～1.18mm 之間，0.075mm 以下的材料占比控制在45%以上。在材料選擇環(huán)節(jié)，加強(qiáng)材料性能檢測，并確?；叶褍?nèi)的雜質(zhì)得到有效清除，沒有結(jié)團(tuán)、腐殖質(zhì)及其他有害物質(zhì)，材料的各方面性能均符合要求。加強(qiáng)粉煤灰材料含水量控制，合格后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場開始攤鋪、碾壓施工。如果經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)粉煤灰的含水量超出標(biāo)準(zhǔn)，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，如采用晾曬等方式；如果粉煤灰含水量不足，應(yīng)及時(shí)加入指標(biāo)合格的水，達(dá)到濕潤效果。含水量調(diào)整工作結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行覆蓋處理，以免發(fā)生水分流失問題。

第二，準(zhǔn)備施工機(jī)械。在粉煤灰公路路基施工過程中，機(jī)械設(shè)備的選擇和性能發(fā)揮直接影響工程質(zhì)量和效率。因此，合理選用和精確操作施工機(jī)械，是確保公路路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

首先，在粉煤灰公路路基施工中，各種機(jī)械設(shè)備的選擇至關(guān)重要。裝載機(jī)、平地機(jī)、路拌機(jī)和灑水車等設(shè)備在施工中扮演著重要角色。裝載機(jī)用于裝載和運(yùn)輸材料，平地機(jī)用于路基的平整，路拌機(jī)用于拌和路基材料，灑水車用于濕潤工作面，保證施工順利進(jìn)行。因此，選擇這些機(jī)械設(shè)備時(shí)，應(yīng)充分考慮工程需要、設(shè)備性能以及施工現(xiàn)場的實(shí)際情況。

其次，選用機(jī)械設(shè)備前應(yīng)進(jìn)行性能檢測。對于裝載機(jī)和平地機(jī)等設(shè)備，應(yīng)檢測其動(dòng)力性能、作業(yè)效率和平整度等指標(biāo)；對于路拌機(jī)，應(yīng)檢測其拌和均勻度和拌和效果；對于灑水車，應(yīng)檢測其噴水均勻性和濕潤效果等。只有通過性能檢測，確保設(shè)備達(dá)到要求，才能投入實(shí)際施工。

最后，在使用過程中，要精確操作施工機(jī)械。操作人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備的操作原理和技巧，能夠合理調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，保證機(jī)械設(shè)備處于最佳性能。例如，在使用裝載機(jī)時(shí)，操作員應(yīng)準(zhǔn)確控制鏟斗的傾角，確保裝載材料的均勻和穩(wěn)定；在平地機(jī)操作中，應(yīng)根據(jù)地形調(diào)整刀頭的角度，保證路基的平整度。

第三，運(yùn)輸環(huán)節(jié)管理。粉煤灰材料制作完畢且經(jīng)檢測合格后，組織車輛和人員開始材料運(yùn)輸作業(yè)，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，環(huán)境因素影響較大，因此必須采取必要的覆蓋處理措施。同時(shí)，需要合理優(yōu)化運(yùn)輸路線，防止路線設(shè)定不當(dāng)而影響運(yùn)輸效率或材料性能。將粉煤灰材料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場之后，需要存放在合理的位置，并加強(qiáng)含水率檢測，達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)才能投入使用。此外，現(xiàn)場存放區(qū)域應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施，以免降雨造成材料性能變化。不同類型的材料必須分開存放，中間設(shè)置間隔設(shè)施，防止不同材料混合，影響材料性能。

3.2 施工作業(yè)

3.2.1 攤鋪和整形

第一，先進(jìn)行包邊土攤鋪施工，然后進(jìn)行粉煤灰攤鋪施工。在包邊土攤鋪環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案向外延伸30～50cm 寬度，確保削坡后結(jié)構(gòu)的凈寬能夠滿足工程需要。在粉煤灰、包邊土攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，需要將含水量調(diào)整至最佳含水量范圍內(nèi)，并加強(qiáng)攤鋪長度控制。在攤鋪施工中，粉煤灰材料卸載之后，應(yīng)用平地機(jī)、推土機(jī)進(jìn)行攤鋪，局部采用人工方式修補(bǔ)處理，曲線段采取從內(nèi)到外的順序進(jìn)行。并且，攤鋪應(yīng)分兩次開展，且攤鋪設(shè)備不能中途調(diào)頭、高速行駛、急剎車等，避免產(chǎn)生松散問題[3]。

第二，在新一層結(jié)構(gòu)攤鋪開始之前，需要對下承層結(jié)構(gòu)的含水量進(jìn)行全面檢查，處于最佳含水量的1～1.1 倍最為適宜。如果含水量比較低，容易出現(xiàn)松散的問題，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)噴水，使含水量符合要求，并應(yīng)用20t 膠輪壓路機(jī)碾壓2 遍后再進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，同時(shí)使用平地機(jī)進(jìn)行找平處理，將表面的松散施工材料清理干凈，沿直線方向進(jìn)行刮平處理，保證結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量合格。刮平結(jié)束后，制作2%的橫坡，以達(dá)到良好的排水效果。

第三，攤鋪施工時(shí)應(yīng)合理預(yù)留臺階，使每一層都有足夠的搭接尺寸，重疊搭接施工長度應(yīng)在150cm 以上，確保相鄰結(jié)構(gòu)部位的接頭質(zhì)量合格，形成整體結(jié)構(gòu)。如果檢查發(fā)現(xiàn)搭接長度或者寬度不符合要求，需要及時(shí)采取調(diào)整措施，盡快恢復(fù)到最佳狀態(tài)，防止產(chǎn)生質(zhì)量問題。

3.2.2 壓實(shí)

粉煤灰攤鋪工作全部完成后，立即組織開展碾壓施工，以充分發(fā)揮材料性能，提高結(jié)構(gòu)性能，滿足路基結(jié)構(gòu)的使用標(biāo)準(zhǔn)。一般需要采用分層填筑、碾壓的施工方式，單層結(jié)構(gòu)的碾壓施工厚度應(yīng)不超過30cm，碾壓3～4 遍即可滿足要求。在碾壓施工環(huán)節(jié)，速度控制極為重要，如果選用振動(dòng)壓路機(jī)，速度一般設(shè)定在2～2.5km/h，且遵循“先輕后重”的基本原則。

公路工程的粉煤灰路基在施工中，各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)處于監(jiān)督管理之下，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量問題或者缺陷。通常來說，應(yīng)用壓路機(jī)碾壓3～4 遍，結(jié)束后及時(shí)組織人員進(jìn)行壓實(shí)度的檢測，壓實(shí)度符合工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的施工，否則需要進(jìn)行返工處理[4-5]。

3.2.3 養(yǎng)護(hù)

第一，在粉煤灰路基的養(yǎng)護(hù)過程中，工作人員需時(shí)刻關(guān)注天氣變化，避免陰雨天氣給粉煤灰路基施工造成不利影響。如果遇到陰雨天氣，應(yīng)在現(xiàn)場設(shè)置3%的橫坡，且需在現(xiàn)場設(shè)置臨時(shí)攔水壩與集流槽，及時(shí)將表面積水排出，防止給結(jié)構(gòu)上層施工帶來不利影響，同時(shí)在表面覆蓋一層彩條布。

第二，養(yǎng)護(hù)期間禁止任何車輛駛?cè)氍F(xiàn)場，并進(jìn)行灑水保濕處理，預(yù)防出現(xiàn)干燥松散的問題，表面覆蓋彩條布。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路路基工程施工中應(yīng)用粉煤灰材料，需要結(jié)合路基工程的施工要求，對粉煤灰材料進(jìn)行深入分析，做好材料配比以及各方面的控制，同時(shí)注重對粉煤灰材料施工過程的管理，確保各方面施工參數(shù)滿足施工需求，能夠?yàn)槁坊こ痰捻樌_展提供保障，提高路基工程的穩(wěn)定性。