高速公路路面施工中粉煤灰推广应用的探讨

梁凯 洪蕴春

摘 要：近年来，粉煤灰在公路建设中的应用越来越广泛，在高速公路路面施工中掺入粉灰煤，极大减少了工程材料的耗费，还减少了环境的污染和占地面积，不仅可以提高公路的施工质量，降低施工成本，而且可以提高经济和社会效益。高速公路路面施工对水泥混凝土的路面性能有着特殊要求，要求它既要有良好的工作性能，又要提高抗折强度，掺入粉煤灰，是提高水泥混凝土性能的有效技术手段。文章结合某公路路面工程的施工过程，通过相关实验和施工实践，得出在添加了一定数量的粉煤灰材料之后来建设道路基层以及底基层能够使得道路结构有更好的水稳定性、板结性、抗冻性以及一定的力学性能的结论。

关键词：高速公路；路面施工；粉煤灰；推广使用

引言

随着国民经济的快速发展，交通量也增长迅速，我国的高速公路建设近几年掀起了高潮。不断出现路堤的大量用土与农业争地的问题。由于这种问题备受关注，所以国家开始不断探索，试图找出解决这一问题的办法，他们发现我国年粉煤灰的排放量在四千万吨以上，并且这些粉煤灰的利用率很低，而利用这些粉煤灰来修筑公路可以减少环境污染和农田占用面积，还可以提高道路工程质量，具有较大的社会经济效益。于是国家变废为宝，在高速公路路面的施工建设中广泛使用粉煤灰。

1 我国粉煤灰应用现状研究

我国的粉煤灰综合应用的比较晚，粉煤灰用于道路工程建设所占比例不大，使用范围主要包括：粉煤灰填筑路堤、水泥粉煤灰稳定类基层、碾压混凝土路面、低强度粉煤灰桩处理软基、粉煤灰水泥混凝土等。针对这种现状，国家做出了相关的研究工作。通过多年研究，相关部门和行业对一些地区所产生的粉煤灰的理化标准、颗粒组成、活性、毛细水作用、渗透特性等一些共性进行了初步分析，提出了对粉煤灰的化学成分、颗粒组成、微观结构相应的试验方法，也建立了相关应用领域的粉煤灰分类分级指标和标准。在道路工程领域，也分析了解到粉煤灰的工程性能得出粉煤灰用于公路施工具有密度小、固结作用强、透水性好、压缩性低等的结论。

粉煤灰是一种质地轻、孔隙多、颗粒均匀的无粘性材料，它用与公路路面施工的优点有很多，例如，能充分利用粉煤灰自身重量轻、压缩性小、固结快的特点，减轻路堤的自身重量、减小软土地基的附加应力，从而减少总沉降提高路堤的稳定性。但是，粉煤灰填筑路基也有一定的不利因素，像机械配置高、运输成本高、用水量大、施工设备要求高。尽管如此，用粉煤灰填筑路堤可以变废为宝，可以充分利用资源，这还是十分有社会价值和环保意义的。

2 粉煤灰在填筑路基方面的应用

2.1 粉煤灰应用之前

在粉煤灰进行道路修建的应用之前，要先具体分析道路的路基高度和实际的土质情况，并提出相对应的设计方案，也要对道路路基所需的施工措施以及控制标准提出要求。在对路基进行设计时，要根据施工场地和路基的自身建设状况采用一定的措施来排出施工过程中多余的地下水，从而提高基层材料的凝固速度，以满足公路施工工程的沉降要求和稳定性要求。在施工过程中，公路路面的坡度要做包边处理，以此来保护路面施工粉煤灰填筑路堤的稳定性。在土质的边坡纵横设置一些无妨土工织物所组成的碎石盲沟。在路堤的过程中也要不断的对粉煤灰路堤以及土质边坡自身的强度和稳定性来进行计算，在计算路堤稳定的过程中，要保证计算结果的准确和路基的安全度。

2.2 粉煤灰路堤施工的基本要求

粉煤灰路堤施工的施工方法和压实机械大致上与土质路基施工相似，尤其是粉煤灰压实度能否满足要求取决于以下几点基本要求。

2.2.1 摊铺厚度

粉煤灰的摊铺厚度与摊铺方式以及压实机械的能力有关。摊铺厚度主要通过施工经验来决定，不宜太厚也不宜太薄，只有这样才能保证压实层中压实度均匀一致。

2.2.2 含水量

从粉煤灰的基本特性可以看出，重型的含水量变化范围在百分之十，土的变化范围是百分之二到百分之五，它比土的变化范围还要宽。粉煤灰的吸水量大，失水也快，因此控制好碾压时的含水量接近或略大于最佳含水量十分重要。

2.2.3 碾压

压实度与碾压机械压实能力的大小和碾压遍数密切相关。振动压路机随其自重吨位的由小变大，压实效果会越来越好。

3 路面粉煤灰混凝土材料的要求

粉煤灰水泥混凝土要适应路面大规模滑膜施工的需要，要使路面达到路用指标的要求。为满足这一需要和要求，相关人士和部门通过室内试验和依托工程滑膜施工粉煤灰混凝土路面，并结合其材料特点，探索出了适合路面粉煤灰混凝土的材料要求和配合比设计的方法。

3.1 粉煤灰用于混凝土的品质要求

如果粉煤灰应用于混凝土只是代替粗细集料，对其品质的要求可相应降低，但是如果粉煤灰参量比较多以及希望通过掺加粉煤灰使混凝土产生特殊效果的时候，对粉煤灰的品质要求将是粉煤灰所有应用类型中最为严格的。

3.2 混凝土路面用粉煤灰的品质

在水泥混凝土路面施工工程过程中，使用的干粉煤灰在细度、烧失量、需求水量、二氧化硫等方面要达到技术要求。检查混凝土路面对粉煤灰的安定性时，最好不用高钙粉煤灰，而应使用脱碳煤炭灰。在水泥混凝土路面中使用粉煤灰时，应该明确所有水泥掺加的混合材料的种类和数量，以便在粉煤灰混凝土配合比设计中综合考虑粉煤灰的掺量。水泥混凝土路面最好采用电厂煤粉烟道中采集的干粉煤灰和散粉煤灰。

4 粉煤灰的配合比设计方法

从粉煤灰应用于水泥混凝土路面施工以来，人们就开始研究粉煤灰的配合比问题。与普通混凝土一样，粉煤灰混凝土强度的影响因素比较多，找到适合粉煤灰混凝土的配合比的方法不太容易，需要通过多次试拌调整来确定配合比。

4.1 等量取代法

等量取代法又叫直接取代法，同时根据粉煤灰的重量和体积按照具体比例来直接代替部分水泥。粉煤灰和水泥，两者的材料结构不同，混凝土中火山灰活性即二次水化反应是在水泥一次水化反应的基础上进行的，所以粉煤灰的等量取代会导致混凝土早起强度低，后期強度高的现象发生。

4.2 超量取代法

超量取代法是指加入混凝土中的粉煤灰的数量大于所扣除的水泥用量。这种方法不仅增加了混凝土中总的胶凝材料的用量，而且在设计时考虑了粉煤灰在混凝土中得效应，所以，不仅能改善混凝土的性能，而且可以提高早期强度，且能达到普通水泥混凝土的要求标准。超量取代法配置的混凝土应用范围比较广泛，它可以适用于各种结构混凝土。但是这种设计方法也有诸多不利因素，它的设计方法比较复杂，需要综合考虑强度、和易性、耐久性、经济性、安全性等方面的因素，这就需要做大量的试验和校正工作。

5 结束语

公路施工是设计成果的具体体现，施工质量的优劣直接影响着路面的使用性能。其中施工材料的好坏是公路的基础和关键。综上所述，粉煤灰在高速公路路面施工中得应用能提高路面质量，延长路面使用寿命，还能变废为宝、保护环境。又根据我国有丰富的煤炭资源，电厂排放的大量的粉煤灰及待利用，所以粉煤灰的利用价值大大提高了。以粉煤灰为主要材料生产粉煤灰水泥，不仅有利于解决水泥工业的资源环境问题，而且经济效益也很客观。它的使用既减少了发电厂堆放粉煤灰的占地，减少了扬尘，节约了水泥，减少了有害气体的排放，从而减少了生产水泥所用材料对环境的破坏。因此，为做好我国高速公路的建设工作，相关人员要提高公路的科技含量，积极采用新材料、新技术，研发使用粉煤灰的新技术，推广粉煤灰的使用，促进我国的公路质量更好的发展。

参考文献

[1]谢勇成.粉煤灰在路面混凝土中的应用[C].第三届国际道路和机场路面技术大会论文集，1998，3.

[2]曹成.碾压高掺量粉煤灰混凝土力学性能研究[C].第三届国际路和机场路面技术大会论文集，1998，3.