粉煤灰在路面基层施工中的应用研究

郭治统 洛阳市路桥建设集团责任有限公司

一、粉煤灰原材性质分析

目前，我国仍以火力发电为主，作为燃煤发电厂排出的固体废物，粉煤灰细度极低。从外观看，粉煤灰与水泥相似，颜色以灰白色、灰黑色为主，以多孔型蜂窝状呈现。从物相上分析，粉煤灰矿物组成具有较大范围，属于晶体矿物和非晶体矿物的混合物，具有干缩性低、水化热小及抗裂能力强等优势。表1 为原材性能技术要求。

二、工程概况

某扩建工程全长34km，起讫桩号为K116+000～K150+000。原公路等级为二级公路，随着沿线交通压力的不断增大，为提高通车质量，决定改建为一级公路，路基宽度为26m，部分宽32m。在本工程中I 标段、II 标段原设计路面底基层采用二灰稳定土填筑，厚度为20cm。基于经济性考虑，结合当地建设情况，决定采用电石渣替换石灰，在II 标段决定填筑电石渣粉煤灰稳定土。

三、粉煤灰性能试验分析

本工程采用当地发电厂的粉煤灰材料，为验证粉煤灰各项技术指标是否满足规范要求，必须对其烧失量、细度、比表面积等进行试验分析，具体情况如下：

1.烧失量试验。取粉煤灰样品称量后放入烤箱内，温度设定为105～110℃。试样烘干后取1g 放置到瓷钳埚（灼烧），逐步加温，在高温下灼烧至恒量。

2.细度。试验时，筛分的孔筛为0.075 mm、0.3mm，筛分的介质以气流为准，在气流作用下，筛网内的粉煤灰样品将以流态化呈现，随后通过负压作用（4000～6000pa），由筛网抽取细粒料，由此实现筛分目标，获取待检材料细度。

3.比表面积试验。比表面积是粉煤灰性能检测的主要技术指标，本工程采用勃氏比表面积透气仪进行测定。

4. SiO2、AI2O3、Fe2O3总含量试验。根据试验要求，SiO2、AI2O3、Fe2O3含量均可通过化学反应测定。

经上述试验分析，可得检测结果如表2所示。

由此可见，此粉煤灰质量可满足现行规范标准，质量达标，能够用于本项目路面底基层施工。

四、施工技术要点

本文I 标段仍采用二灰稳定土填筑，II标段则采用电石渣粉煤灰稳定土填筑。本文仅对电石渣粉煤灰稳定土施工技术要点展开探讨，针对二灰稳定土施工工艺将不再赘述。

表1 粉煤灰原材性能技术要求

表2 粉煤灰原材试验结果

（一）施工准备

施工前，为保证后期施工顺利进行，必须做好施工准备工作。具体如下：

（1）原材料检验。对粉煤灰、电石渣、石灰等各类原材料进行检验，待保证质量合格后采用用于公路施工。

（2）清理场地。本工程属于扩建工程，施工前必须将施工场地内的杂物清理干净，如草皮、树根、碎石块等，并根据设计要求，若为填方段，需做好整平碾压施工。

（3）测量放样。根据平曲线或直线段的标准要求，提前放出中心桩位。并将中点、左、右边坡在其横断面内合理设置，做好各点高程测量。为保证路基边缘压实度满足施工要求，一般情况下，路基外侧需多一些，可放宽50cm 左右。随后将钢签搭设在各个点位，做好标记。同时标出松铺厚度，纵向通过尼龙绳拉三条先，用于土方松铺厚度控制。

（4）下承层处理。施工前，需检查验收下承层的所有技术指标，如压实度、标高、平整度等，待确定全面满足施工要求后，才能进行下一道工序。同时，还要拉毛下承层表面，做好洒水湿润施工。

（5）确定电石渣粉煤灰稳定土剂量。施工前，需提前确定电石渣粉煤灰稳定土剂量，为2%。

（二）布灰拌和

土方整平后，根据设计尺寸，通过电石渣将方格网画出，并指派专人负责在指定位置卸料。摊铺时，可采用“刮平机+人工”结合的方式，保证均匀、连续摊铺，随后进行1～2 遍振动稳压。粉煤灰土混合料拌和可采用拌和机完成，拌和颜色要一致，且无素土夹层出现。拌和后，以静压模式通过振动压路机进行碾压，一般为2～3 遍。在碾压过程中，应合理控制压实时间，保证最短时间内即可达到压实度要求。若混合料的含水量太高或太低，都不得进行碾压，需做好含水率控制。待保证达到最佳含水率允许范围内时，才能碾压施工，避免出现粘轮情况。若施工面太长，无法在短时间内结束碾压，则必须在稳定土填层表面及时进行水分补充，保证充分浸透，待基本吹干表面多余水分的条件下，才能重新补压。

表3 底基层质量检验结果

（三）接缝处理

稳定土层末端完成碾压之后，沿稳定土开挖一条30cm 宽的槽，且横贯铺筑层，开挖深度直达下承层顶面。槽内其他部位可回填原挖出的素土。次日，拌和相邻段后，即可将方木去除，并回填混合料。整平过程中，相比完成断面，接缝位置的稳定土需高出一点距离，可多出5cm，保证接缝平顺。随后，通过平地机去除塑料布上的土，在整个碾压环节，不断进行修整，始终保持接缝平顺。

（四）洒水养生

强度形成的快与慢，稳定土的湿度、养护温度起主要作用。为此，在碾压成型之后，需做好交通封闭工作，避免表层或内部结构被碾压损坏。养护周期一般为14d，采用保湿养护法。若遇到下雨天气，需做好防排水措施，避免经水泡出现软化现象，导致强度下降。

五、施工质量检测

工后，对I 标段和II 标段底基层质量进行检验，主要检验内容为7d 无侧限抗压强度、压实度、厚度、平整度。所测结果如表3 所示。

1. 7d 无侧限抗压强度。电石渣粉煤灰土实测值为0.83MPa，石灰粉煤灰土实测值为0.81MPa，均可满足规定值≥0.6MPa 的要求。

2.压实度。电石渣粉煤灰土压实度实测范围为95.9～98.8%，平均值为96.8%；石灰粉煤灰土压实度实测范围为95.7～97.1%，平均值为96.3%，均可满足规定要求。

3.厚度。电石渣粉煤灰土实测代表值为19.92mm，标准值为20.01mm；石灰粉煤灰土实测代表值为19.83mm，标准值为19.83mm，均可满足规定要求。

4.平整度。电石渣粉煤灰土实测平整度范围为4.3～9.6mm，平均值为7.1mm；石灰粉煤灰土实测平整度范围为4.7～9.2mm，平均值为6.9mm，均可满足平整度＜12mm 的规定要求。

由此可见，上述两种粉煤灰混合料各项指标均能满足施工要求，具有良好的施工应用效果。

六、结语

综上所述，随着运输市场的日益繁荣，我国交通基础建设规模持续扩大。在公路建设中，石灰是一种常见的施工原材料，用量巨大，致使石灰等材料价格不断攀升，从而大幅增加了施工成本。如何有效降低工程建设成本成为亟待解决的难题。作为一种工业废料，粉煤灰产量多，若直接堆放或填埋，不仅不利于环境保护，还会造成严重的资源浪费。将其用于路面基层施工，可有效提升路面的力学性能和耐久性，有利于公路事业的可持续发展，并能达到良好的环保效益。