浅谈粉煤灰在沿海公路路基施工中的应用

2011-06-13袁明省

山西建筑 2011年22期

袁明省

0 引言

近些年粉煤灰被大量应用于公路路基填筑工程，用粉煤灰填筑路基不仅可以减小路基对原地面的压应力，同时可以减少工业废渣对耕地的占用以及粉煤灰对环境的污染。粉煤灰应用于公路工程，是一项符合国家环境保护，可持续发展的措施，应用前景十分广阔。

1 工程概况

唐山滨海大道海港开发区至曹妃甸段第四标段位于唐山市大清河盐场，路线整体呈东西走向，路线K13+000～K19+000长度6.00 km。本标段内路基基底处理为碎石挤密桩。上部地层为淤泥质粉质粘土、粉砂、海陆相沉积，地基承载力低，粉砂层地震烈度7度时地层产生液化，设计采用振动挤密沉管碎石桩、砂垫层、钢塑格栅、防渗土工布对软基进行处理。沿线为海相冲积平原，地势低洼，无场地取土，而本工程均为填方路基，经实地考察发现，位于一标K2+060处河北大唐国际王滩发电有限公司，与主线交叉，距标段运距18 km，储有大量粉煤灰，给粉煤灰路基填筑工程提供了极大的方便。因此，本工程决定采用粉煤灰进行路基填筑。路基剖面图如图1所示。

2 粉煤灰路基施工工艺

粉煤灰路基填筑在施工前应铺筑试验路段，确定粉煤灰路基的施工工艺流程如图2所示。

2.1 施工准备

粉煤灰路基施工前应铺筑试验段并对粉煤灰进行原材料试验，用于高速公路，一级公路的粉煤灰烧失量宜小于20%［1］，烧失量超过标准的粉煤灰应做对比试验，分析论证后采用;粒径宜在0.001mm ～ 1.18mm 之间，小于 0.075mm 颗粒含量宜大于45%［2］，且粉煤灰中不得含有固结的团块及腐殖质等有害杂质。采用的粉煤灰在使用前必须选择有代表性的试样进行击实试验，确定最大干密度和最佳含水量。唐山滨海大道海港开发区至曹妃甸段第四标段粉煤灰路基所使用的粉煤灰采用河北大唐国际王滩发电有限公司生产的粉煤灰，施工前对其物理性能进行了测试，测试结果全部满足规范要求，选用的粉煤灰最佳含水率和最大干密度分别为24.2%和1.20 g/cm3，试验结果见表1，表2。

表1 粉煤灰物理性能测试结果

表2 粉煤灰击实试验

粉煤灰的颗粒组成以及最大干密度和最佳含水量有显著差别的灰源应分别堆放，分段填筑，分段检测。

2.2 粉煤灰路基填筑施工

2.2.1 粉煤灰储运

应事先在灰池中对粉煤灰的含水量进行调整，过湿的粉煤灰堆高沥干，过干的粉煤灰在使用前2 d～3 d洒水焖料，含水量应控制在略高于最佳含水量。然后根据运距的远近、气候条件、运输途中水分的蒸发速度等因素确定，以粉煤灰运到现场摊铺后即可直接碾压为原则，以提高工效。粉煤灰的储运宜采用封闭式自卸汽车运输。粉煤灰在运输途中应用苫布覆盖，以防止扬尘污染和水分散失。堆料场应设有洒水设备，以利控制、调节粉煤灰的含水量，并防止干灰扬尘污染环境［3］。

2.2.2 粉煤灰摊铺

粉煤灰运至施工现场后用推土机摊铺平整，采用水平分层填筑法施工。施工程序为:恢复路线中桩、边桩→培筑包边粘土→填筑粉煤灰→摊平。摊铺时做成2%向外的双向横坡，并安排专人指挥。摊铺要均匀，严格按确定的松铺厚度摊铺，试验室进行含水量检测，含水量偏大进行晾晒，含水量偏小进行洒水拌和，使含水量控制在最佳含水量的±2%以内。每层虚铺厚度不宜超过400mm。每段应分层留台阶，便于每个压实层相互重叠搭接，搭接长度应大于1.5 m，保证相邻作业段接头范围内的压实度。粉煤灰的含水量宜在灰场调节后再运到工地直接摊铺碾压。已摊铺的粉煤灰如因故造成过湿或过干，应晾晒或喷洒水分调整含水量，以达到1.0倍～1.1倍最佳含水量为宜。

包边土护坡应与粉煤灰填筑同步进行。土质护坡摊铺宽度应保证削坡后的净宽满足设计要求，同时应按设计要求做好土质护坡的排水盲沟。摊铺前应在路基中心、路基边缘等处设置松铺厚度控制桩，控制摊铺厚度。

2.3 粉煤灰的压实

粉煤灰路基应分层填筑，分层碾压，碾压时，应使粉煤灰接近最佳含水量，并宜采用振动压路机碾压。粉煤灰碾压，应遵循先轻后重原则。静压1遍～2遍后用平地机精平，再振动碾压3遍～4遍，最后静压1遍～2遍。碾压的顺序应遵循先低后高的原则，直线段由土质护坡向路中心碾压，曲线段由弯道内侧向外侧碾压。碾压速度，稳压时采用1.5 km/h～1.7 km/h，振动碾压以2.0 km/h～2.5 km/h为宜。碾压的轮迹应相互搭接，后轮必须超过两段的接缝，确保无漏压、无死角，碾压均匀。碾压完毕应及时检验压实度，符合规定要求后方可继续填筑上层。当粉煤灰碾压完毕后，应采用灌砂法检测干密度及含水率，计算压实度，如不合格，应重新进行碾压，直到符合规范要求为止。摊铺后的粉煤灰必须及时碾压，做到当天摊铺当天碾压完毕。不能做到及时碾压的，应及时铺篷布覆盖，防止扬尘对环境造成污染。

粉煤灰路基采用水平分层填筑法施工。每层虚铺厚度不宜超过400mm。每段应分层留台阶，便于每个压实层相互重叠搭接，搭接长度应大于1.5 m，保证相邻作业段接头范围内的压实度。粉煤灰的松铺系数应通过实验确定，无实测资料时，可按下列数值选用并在施工中给予调整:人工摊铺为1.5～1.7;推土机摊铺1.2 ～1.3;平地机摊铺1.1 ～1.2［4］。唐山滨海大道海港开发区至曹妃甸段第四标段采用推土机摊铺，采用标高测量法对粉煤灰路基的松铺系数进行测定，根据测定结果确定粉煤灰路基的摊铺系数为1.30。当灰源发生改变时，应重新测定摊铺系数，并随时根据测定结果进行调整。

试验段粉煤灰路基在振动碾压两遍后，采用灌砂法检测干密度及含水率，计算压实度，压实质量不合格。当振动碾压至4遍后，采用灌砂法检测干密度及含水率，计算压实度。

通过对以上结果的分析，第四遍压实后，压实度平均值为97.6%，满足规范对一级公路粉煤灰路基压实度不小于95%的要求。

3 粉煤灰路基养护及封层

因线路处于沿海地区常年风速较大，特别是春季多风时节，粉煤灰较轻，会产生不可避免的扬尘污染，必须考虑采用洒水养生。如因故需要延续一段时间，则应经常洒水，保持湿润，并控制车辆通行。如较长时间不能继续施工时，应进行表面覆土封闭并做好路拱横坡，以利表面排水。下层粉煤灰经验收合格后，应及时铺筑上层级配碎石或风化岩土层作为封层。路堤封面土层应采用符合设计要求的粘性土铺筑，并达到相应的压实度要求。土层表面的高程，横坡等应符合设计要求。

4 施工注意事项

粉煤灰路基施工时应注意:1)应根据粉煤灰的特性、沿海潮汐及常水位情况，确定粉煤灰填筑的底层标高，并在粉煤灰填筑前，铺设抗渗土工布，在粉煤灰施工时同时进行包边土施工，以防粉煤灰路基遇水软化及下雨流失，粉煤灰施工完成后及时施工封层。2)为确保粉煤灰路基的填筑质量，应在施工前，通过试验确定粉煤灰路基各种施工参数和施工流程。3)应加强粉煤灰含水率及粉煤灰的污染控制，晴天根据情况及时洒水，雨天对已施工完成的粉煤灰路基应及时采取保护措施。