浅析粉煤灰路基施工方法

摘要：文章结合济徐高速公路铜山段粉煤灰路基施工经验，从粉煤灰原材料、标准试验、试验段、粉煤灰路基施工工艺、素粉煤灰与掺石灰粉煤灰效果比较，通过试验数据分析提出了粉煤灰路基施工中应该注意的问题及解决方法。

关键词：粉煤灰路基施工工序问题建议

1.概述：

济徐高速公路铜山段附近有华润电厂、茅村电厂，产出的粉煤灰作为废品常年通过排污管道排向庞庄采煤塌陷区，造成资源浪费环境污染。济徐高速公路建设需要大量土方，为节约耕地、废物利用、减少粉煤灰的环境污染，设计部门将铜山段部分路基填筑设计成粉煤灰路基。作者结合江苏省高等级公路粉煤灰路堤施工经验，特别是徐州西绕城高速公路已经采用的粉煤灰路堤施工经验，通过试铺，解决施工中可能存在的一些问题，为指导后续大面积施工提供一套完整的施工技术参数，具有指导性意义。

2.原材料及标准试验

2.1粉煤灰

采用徐州庞庄华润电厂的排灰场交通科研院指定的4个灰堆。粉煤灰试验结果：三个试样烧矢量设计值为45%实测值

包边土：塑性指数Ip=10~13,碾压方式压实度同同层次的灰土，即采用5％灰土包边。

石灰：产地为茅村的到场的石灰经检验钙镁含量56%，符合三级灰的等级要求。

复合土工膜：经试验各项技术指标均符合设计文件要求。

碎石盲沟：采用优质碎石并用渗水土工布包裹。

2.2击实标准见下表：（项目部及总监办分别平行试验后总监办批复标准）

3.粉煤灰的运输

采用自卸汽车运输和机械化装车。

4.素粉煤灰路基施工

4.1施工准备

4.1.1准备下承层：下承层必须报验并合格；保证3%横坡度及压实度要求，并且表面平整无局部弹簧不松散。

4.1.2铺设复合土工膜：复合土工膜铺设前要提供必要的检测报告，满足设计文件的要求铺设时，从低到高纵向铺设，重叠搭接的宽度不小于20cm，按设计要求搭接处缝合；结合现场实际情况用耙钉间断的进行固定，防止上灰过程中对土工膜的破坏。

4.1.3包边土的运输和摊铺：包边土采用在取土场拌和粉碎好的成品灰土，其含水量调节至最佳含水量2％左右后再运输至施工段落，运输车辆不得直接在铺好的复合土工膜上行驶，更不可以在上调头，以减少对下承层的破坏，包边土的宽度要超宽35～50cm，松铺系数控制在1.2左右，高度略高于粉煤灰；

4.1.4粉煤灰的运输和摊铺：粉煤灰运输至现场后要注意车辆的行驶方向和速度，不得在铺设好的复合土工膜上行驶，车辆应倒车进入施工段落，卸车后立即用推土机摊开，第二车要在摊铺过的粉煤灰上倒车、卸料，依次作业。粉煤灰分两次摊铺，第一次摊铺15cm厚左右，第二次摊铺至本层顶。粉煤灰的摊铺系数控制在1.15～1.20左右；

4.1.5摊铺系数的测定

采用标高法，测定粉煤灰路堤填筑的摊铺系数。

4.2机械设备和人员

现场机械设备要求18T振动压路机1台，22T振动压路机1台，22~26T（配重后）胶轮压路机1台，推土机1台，平地机1台，必要的测量仪器、检测仪器和技术人员，现场管理人员和施工人员等；

4.3施工过程控制情况

粉煤灰摊铺好后用推土机大致整平，当粉煤灰含水量达到30％左右时开始碾压。碾压前用水准仪测量粉煤灰松铺厚度，先用18T振动压路机静压一遍，然后用平地机按3％横坡找平，再用振动压路机静压一遍，紧接着用18T或者22T振动压路机弱振一遍，再用18T振动压路机强震二遍，检查压实度，满足设计要求后用26T胶轮压路机碾压二遍进行表面收光。包边土的施工和粉煤灰同步进行，施工同同层次石灰土路基。

4.4第二层及后续粉煤灰施工

上灰和碾压同第一层，但是由于粉煤灰的含水量过高，可以采用翻晒和旋耕的方法，使粉煤灰的含水量快速下降至适合碾压的含水量。

4.5工艺流程

5. 掺3％石灰粉煤灰路基

施工工艺同素粉煤灰，不同的只是在摊铺。为防止翻拌二灰对土工膜的破坏，第一层采用已掺拌均匀的二灰进行摊铺。以后的摊铺和布灰都可以在成型段落上进行。含水量合适后再布灰，布灰采用打方格的方法人工布灰，然后用旋耕机翻拌均匀，保证石灰含量符合设计要求。

下图为K78+663~K78+943.5素粉煤灰试验段第一层压实度与碾压遍数的关系曲线（图1为K78+740右侧距边缘1.5m，图2为K78+760右侧距边缘1.5m，碾压组合相同）

从整个趋势来看，两遍振动后压实度都能够达到要求，因而施工中所采用的碾压遍数是合理的。通过试验段验证：含水量在最佳含水量上2～4%时碾压；击实标准1.18g/cm3能够指导施工；现场外观看表面松散层对压实效果有影响，对检测结果也有一定的影响；碾压组合两种均经济有效；为克服表面松散保证表面美观最后用22T胶轮碾压两遍；从曲线的趋势看碾压遍数18T静碾两遍、振动两遍后现场干密度（压实度）变化不大，但表面松散却在加重，这也是造成4、5、6、7遍数据离散的主要原因。

在随后的施工中，通过对压实度（灌砂法）的检查，无论用那种碾压组合，都能满足规范要求。

6.素粉煤灰和掺3％石灰粉煤灰的比较

单从施工的碾压和成型情况看，掺3％石灰粉煤灰经过一段时间的养生，成型较好，外观质量好。从施工工艺和经济性上看，采用素粉煤灰明显具有优势：

6.1素粉煤灰只要含水量达到要求即可碾压，而3％石灰＋粉煤灰还需要增加一道布灰环节，同时需要用拌合机充分拌和，做到掺灰的均匀性。掺灰后强度尤其是后期强度会很好，从经济性和施工进度以及如何将有限的消石灰均匀性的加入到含水量很高的湿粉煤灰中几个方面考虑，总监办认为适合用素粉煤灰填筑。

6.2时间上，素粉煤灰更容易施工，在一施工周期上明显比掺灰的粉煤灰所用的时间短。

6.3素粉煤灰施工的厚度可以适当提高，根据几个段落碾压厚度看，由于现在的压实机械和以往相比型号更新，压实功更大，素粉煤灰施工中小于18cm厚度的地方（例如TS1标K70＋002～K70＋160，K71+440~K71+540,K75+540~K75+670段厚度在16～18cm，碾压3遍后压实度仍达不到要求，而且出现松散现象，后重新在上面加铺粉煤灰后达到20cm以上才达到压实度）往往压实度不容易达到要求，反而是厚度在24～28cm的段落压实效果更好，更容易达到所需要的压实度。但是掺石灰的粉煤灰由于厚度较厚，翻拌机械不能翻拌到底，直接影响掺灰的均匀性。

建议：采用素粉煤灰填筑，适当增加压实厚度。

7.施工中存在的问题及建议

7.1粉煤灰的运输

运输运量不足直接影响粉煤灰路堤的施工进度。成型的段落迟迟无灰可上，直接暴露在太阳下，表面失水严重，容易形成2～3cm的松散层，增加施工单位的养护成本。建议施工单位尽快解决运输问题，加快施工进度，减少粉煤灰路堤直接暴露的时间。

7.2上灰环节

个别运输车辆未按照要求从一侧倒车卸料，在已经成型的粉煤灰路堤段落行驶，导致已经成型的段落表面破坏。要求施工单位派专人在现场指挥车辆，避免在已经成型的段落行驶、调头。

7.3含水量的控制

粉煤灰均是在排灰口附近用挖机打堆经过淋水，通过对灰堆的上中下不同部位取样做含水量试验，经淋水后同层位含水量差异不大，不同层位含水量存在较大的差异，含水量基本在28%~40%之间波动。要求施工单位在取灰时一定要取同层位灰使用。

由于原来的4个灰堆不足以供应全部的粉煤灰路堤施工段落，新开辟的取灰点上下层含水量差异较大，灰场的打堆方量不够，导致运至施工现场的粉煤灰含水量差异较大，造成局部出现湿弹簧。施工单位要加强后场粉煤灰的含水量控制，尽可能在后场将粉煤灰的含水量降到高于最佳含水量3～5％。

7.4杂质含量

由于庞庄灰场是在原煤矿坍陷区直接排放水灰混合物，周围及下面的杂草和芦苇丛生，取灰时无法将杂质直接清除，造成运至施工现场的粉煤灰含有较多的杂质，而且全部清除困难，影响路堤的填筑质量。要求施工单位加强对粉煤灰的质量控制，在上灰、整平、翻拌过程中人工挑拣。

7.5运输车辆吨位太大，对便道及已成型的下承层造成一定的破坏，建议采用吨位小的自卸车辆运输。

参考文献：

【1】 中华人们共和国交通部 JTG F10-2006《公路路基施工技术规范》 人民交通出版社 北京.2006

【2】 中华人们共和国交通部JTG 40-2007《公路土工试验规程》人民交通出版社 北京.2007

【3】 中华人们共和国交通部JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》人民交通出版社 北京.2008

【4】 中华人们共和国交通部JTG E50-2006《公路工程土工合成材料试验规程》人民交通出版社 北京.2006

【5】 中华人们共和国交通部.JTJ059-95《现场检测规程》人民交通出版社 北京.2006

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。