【內容提要】就地就近利用粉煤灰修筑路基、路面底基層和基層,既可以變廢為寶,減少占地及環(huán)境污染,又能提高道路質量,降低工程成本,具有較大的技術經濟價值,是一件利國利民的事。路堤施工中使用粉煤灰,可以減少與農業(yè)爭地,采取一定技術措施,能夠滿足不同等級公路的技術要求。施工路面基層和底基層時摻拌粉煤灰后筑路材料更能發(fā)揮其優(yōu)點,使成型且養(yǎng)生的結構層具有良好的力學性能、板結性、水穩(wěn)定性和一定的抗凍性。有些省市結合所在地區(qū)的自然條件和資源特點,通過對影響二灰類使用特性的各種因素——如材料品質、規(guī)格及材料組成設計,施工工藝,含水量,密實度,溫度及養(yǎng)生方法等——進行大量實踐和探索,得出此類材料不同于一般剛性基層和底基層結構的特征;通過對該種材料的路面結構組成設計,施工工藝等進行分析總結,認為二灰類混合材料系一種緩凝性硅酸鹽類材料,用它鋪筑出來的基層和底基層將會形成整體層。在一定溫度、濕度下其強度隨齡期而增加,屬滯后型,其后期工作強度一般情況下均超過初期強度的數倍甚至十多倍。本文就粉煤灰的應用,施工工藝,工程實踐中應注意的事項做一些分析。
1. 概述
隨著國民經濟的發(fā)展,交通量增長非常迅速,我國高等級公路建設近幾年掀起了高潮。路堤的大量填方用土與農業(yè)爭地的現象日益增多,而隨著加上多年陳灰積壓,侵占農田、污染環(huán)境,急待開發(fā)利用。據八十年代末資料統(tǒng)計,我國年粉煤灰排放量就在四千萬噸以上,利用率很低。就地就近利用粉煤灰來修筑公路,變廢為寶,既減少環(huán)境污染,又能減少占用農田,提高道路工程質量,降低成本,具有較大的社會經濟效益。
粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產生的粉狀灰渣。其主要成分是二氧化硅(SiO2)和三氧化二鋁(Al2O3),其總含量常超過70%,氧化鈣(CaO)含量一般在2%~6%,通常稱這種粉煤灰為硅鋁粉煤灰。粉煤灰的燒失量一般小于10%,但由于燃燒工藝等原因,有的粉煤灰燒失量則在20%以上。規(guī)范規(guī)定作為路面用粉煤灰的燒失量不應超過20%,其比表面積宜大于2500cm2/g。
2. 粉煤灰在填筑路基方面的應用
2.1 粉煤灰填筑路堤的應用程序
首先根據擬填筑路基的高度和原地基土質水文條件,采取相應的設計措施,對施工工藝及控制標準提出要求。路堤設計中要根據地基的狀況采取措施排除地下水,加速土的固結,滿足工后沉降和穩(wěn)定性要求,其方法有:設碎石樁,把原基作成一定拱度,鋪碎石墊層或碎石加砂墊層,可以在碎石墊層上敷設兩層土工織物加筋層,每層厚度30cm,填筑砂土或亞砂土,加筋層設置的目的上,一是加筋作用起增加路堤的抗滑穩(wěn)定性,二是隔離毛細水,防止粉煤灰填料含水量過大而引起路堤粉煤灰強度降低。在土工物加筋隔離層上按規(guī)定30 cm一層縱向填筑粉煤灰并碾壓至要求的密實度。路槽標高以下設置50cm的亞砂土覆蓋層封頂。邊坡用寬2m(水平方向)的亞砂土作包邊,形成土質包邊外殼,以保護粉煤灰路堤邊坡的穩(wěn)定性。土質邊坡上要縱橫設置無紡土工織物碎石盲溝。在路堤設計中要對粉煤灰路堤及土質邊坡進行穩(wěn)定驗算。在穩(wěn)定驗算中,不計粘結力C值,內摩擦角φ值也應取用飽水后的φ值為宜,以策安全。
2.2 粉煤灰路堤施工
粉煤灰路堤施工的施工方法和壓實機械基本上與土質路基施工類似,但增加了包邊土攤鋪和設置盲溝等工作內容。路堤施工質量的好壞,特別是粉煤灰壓實度能否滿足要求,取決于攤鋪厚度、含水量控制,壓實機械的種類及碾壓遍數這四項基本要求。
2.2.1 攤鋪厚度 粉煤灰的攤鋪厚度與攤鋪方式(人工或機械)和壓實機械的能力有關。攤鋪厚度要通過施工試驗段來決定。一般講,國產20t振動壓路機要求壓實厚度不大于20cm,不宜太厚,這樣才能保證壓實層中壓實度均勻一致。如有大功率的振動壓路機,如原西德產的BW-217D型50t級振動壓路機,壓實厚度可控制在30cm左右。
根據工地實測,攤鋪的松方系數按下列建議值控制:
用人工攤鋪,松方系數1.6-1.8
用推土機攤鋪,松方系數1.2-1.3
用平地機攤鋪,松方系數1.1-1.2
2.2.2 含水量控制 從粉煤灰的擊實特性可看出,達到90%壓實度(重型)的含水量變化范圍為10%,而比土的變化范圍2-5%要寬得多。而實際上土的含水量超過3-5%是根本不易壓實的。粉煤灰吸水量大,但失水也快,控制好碾壓時的含水量接近或略大于含水量是至關重要的一環(huán)。掌握好含水量可以起到事半功倍的效果。
2.2.3 碾壓 壓實度與碾壓機械壓實能力的大小和碾壓遍數密切相關。鋼三輪壓實效果差。振動壓路機隨其自重噸位由小到大,壓實效果越來越好。
2.2.4 粉煤灰路堤的強度測定和沉降觀測
施工完粉煤灰路堤要進行彎沉值、回彈模量的測定;需要進行路堤的沉降觀測,把測得的沉降量與計算的最終沉降量進行比較,并與同樣高度土質路基的計算沉降量比較。
1. 概述
隨著國民經濟的發(fā)展,交通量增長非常迅速,我國高等級公路建設近幾年掀起了高潮。路堤的大量填方用土與農業(yè)爭地的現象日益增多,而隨著加上多年陳灰積壓,侵占農田、污染環(huán)境,急待開發(fā)利用。據八十年代末資料統(tǒng)計,我國年粉煤灰排放量就在四千萬噸以上,利用率很低。就地就近利用粉煤灰來修筑公路,變廢為寶,既減少環(huán)境污染,又能減少占用農田,提高道路工程質量,降低成本,具有較大的社會經濟效益。
粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒煤粉產生的粉狀灰渣。其主要成分是二氧化硅(SiO2)和三氧化二鋁(Al2O3),其總含量常超過70%,氧化鈣(CaO)含量一般在2%~6%,通常稱這種粉煤灰為硅鋁粉煤灰。粉煤灰的燒失量一般小于10%,但由于燃燒工藝等原因,有的粉煤灰燒失量則在20%以上。規(guī)范規(guī)定作為路面用粉煤灰的燒失量不應超過20%,其比表面積宜大于2500cm2/g。
2. 粉煤灰在填筑路基方面的應用
2.1 粉煤灰填筑路堤的應用程序
首先根據擬填筑路基的高度和原地基土質水文條件,采取相應的設計措施,對施工工藝及控制標準提出要求。路堤設計中要根據地基的狀況采取措施排除地下水,加速土的固結,滿足工后沉降和穩(wěn)定性要求,其方法有:設碎石樁,把原基作成一定拱度,鋪碎石墊層或碎石加砂墊層,可以在碎石墊層上敷設兩層土工織物加筋層,每層厚度30cm,填筑砂土或亞砂土,加筋層設置的目的上,一是加筋作用起增加路堤的抗滑穩(wěn)定性,二是隔離毛細水,防止粉煤灰填料含水量過大而引起路堤粉煤灰強度降低。在土工物加筋隔離層上按規(guī)定30 cm一層縱向填筑粉煤灰并碾壓至要求的密實度。路槽標高以下設置50cm的亞砂土覆蓋層封頂。邊坡用寬2m(水平方向)的亞砂土作包邊,形成土質包邊外殼,以保護粉煤灰路堤邊坡的穩(wěn)定性。土質邊坡上要縱橫設置無紡土工織物碎石盲溝。在路堤設計中要對粉煤灰路堤及土質邊坡進行穩(wěn)定驗算。在穩(wěn)定驗算中,不計粘結力C值,內摩擦角φ值也應取用飽水后的φ值為宜,以策安全。
2.2 粉煤灰路堤施工
粉煤灰路堤施工的施工方法和壓實機械基本上與土質路基施工類似,但增加了包邊土攤鋪和設置盲溝等工作內容。路堤施工質量的好壞,特別是粉煤灰壓實度能否滿足要求,取決于攤鋪厚度、含水量控制,壓實機械的種類及碾壓遍數這四項基本要求。
2.2.1 攤鋪厚度 粉煤灰的攤鋪厚度與攤鋪方式(人工或機械)和壓實機械的能力有關。攤鋪厚度要通過施工試驗段來決定。一般講,國產20t振動壓路機要求壓實厚度不大于20cm,不宜太厚,這樣才能保證壓實層中壓實度均勻一致。如有大功率的振動壓路機,如原西德產的BW-217D型50t級振動壓路機,壓實厚度可控制在30cm左右。
根據工地實測,攤鋪的松方系數按下列建議值控制:
用人工攤鋪,松方系數1.6-1.8
用推土機攤鋪,松方系數1.2-1.3
用平地機攤鋪,松方系數1.1-1.2
2.2.2 含水量控制 從粉煤灰的擊實特性可看出,達到90%壓實度(重型)的含水量變化范圍為10%,而比土的變化范圍2-5%要寬得多。而實際上土的含水量超過3-5%是根本不易壓實的。粉煤灰吸水量大,但失水也快,控制好碾壓時的含水量接近或略大于含水量是至關重要的一環(huán)。掌握好含水量可以起到事半功倍的效果。
2.2.3 碾壓 壓實度與碾壓機械壓實能力的大小和碾壓遍數密切相關。鋼三輪壓實效果差。振動壓路機隨其自重噸位由小到大,壓實效果越來越好。
2.2.4 粉煤灰路堤的強度測定和沉降觀測
施工完粉煤灰路堤要進行彎沉值、回彈模量的測定;需要進行路堤的沉降觀測,把測得的沉降量與計算的最終沉降量進行比較,并與同樣高度土質路基的計算沉降量比較。