粉煤灰路堤施工工法

粉煤灰路堤施工工法

龚瑞书 郁晓军

粉煤灰路堤施工工法

粉煤灰是一种理想的轻质填料，为电厂废弃之物，取材容易，无须二次加工，同时路堤用灰量又大，这就缓解了公路路堤大量填方用土与农业争地的矛盾，对开拓筑路材料的新来源、节约能源、减少环境污染、改善路堤稳定性和加快雨季施工进度，都具有实用意义。

一、特点

１、具有重量轻、压缩性小、渗透性好、摩擦系数大、强度高等优点，特别适用于软弱地基上路堤的修筑，沉降量可减少２０％左右，而粉煤灰路堤自身的压缩性也小于填土。

２、粉煤灰吸水量大，泄水能力又强、对施工压实含水量控制范围较宽，尤以雨季施工更能体现出它的优越性。

３、粉煤灰强度主要依靠摩擦力构成，其内摩阻角φ在３８°－４０°之间。饱水后φ值也在３０°－３５°。可满足公路路堤技术要求。

４、修筑粉煤灰路堤的主要技术关键，应掌握好摊铺厚度、水量控制、压实机具和碾压遍数等工序。

二、机理

１、从机理讲，粉煤灰一般可分为二种，一是由一般的煤燃烧而得，称为硅铝型粉煤灰，且有火山灰的性能，另一种是由褐煤燃烧而得，称硫钙型粉煤灰，具有水稳性能。二者均可作为路堤填料。

２、粉煤灰对工程性质有影响的成份是游离石灰和未然尽的碳，前者影响粉煤灰的火山反应，后者影响其压实度和强度。作为高等级公路的填料，粉煤灰的烧失量应小于１０％。 ３、粉煤灰是一种粒状玻璃体组成，园形球状占很大比例，因此没有塑性。当饱水后，粘聚力Ｃ几乎全部丧失，加之毛细水上升高度较大（１．２０ｍ左右），为保证路填稳定性，在底部宜设置隔离层，限制其不利因素，路肩和边坡要采取保护措施，以防淋溶冲刷、飞扬等。

４、粉煤灰颗粒组成与路用性能也有一定的关系，粗粒含量偏多，会影响胶结效应，旱期强度变慢。但作为填料，从压实角度来看，较多粗粒含量，内摩阻角增大，还表现出一定的有利条件。

三。施工工艺

１、工艺

（１）准备工作：熟悉设计文件，清理场地，恢复中桩，截断作业区水源；

（２）粉煤灰储运：粉煤灰含水量宜在堆场进行调节，使之达到１．２－１．３的最佳含水量。运输中宜采应大吨位的自卸车和机械化装卸。

（３）摊铺：以当天摊铺，当天碾压为原则，采用水平分层法施工，当分成不同的作业段时，先填地段应按１：１坡度分层留有台阶，以相互交替衔接，土质护坡应同步进行并作好排水盲沟。

（４）采用平地机摊铺，松铺厚度以１．１５控制，同时作好横坡度以利横向排水。直线段由两侧向中间刮平，曲线段由内侧向外侧刮平，已摊铺好的，因故造成过湿或过干，应翻洒或喷洒调正。其加水量可按下式计算：

Ｑ＝（Ｌ×Ｂ×Ｈ×Δ）０．０１（Ｗ１－Ｗ０）／（１＋０．０１Ｗ０）

式中： Ｑ－－所需加水量（Ｋｇ） Ｌ－－路段长度（ｍ） Ｂ－－路段宽度（ｍ）

Ｈ－－松铺厚度（ｍ）

Δ－－松铺湿容重（Ｋｇ／ｍ”†３”‡）

Ｗ０－粉灰原始含水量（％）

Ｗ１－粉灰要求达到的含水量（％）

（５）压实：２０ｔ－３０ｔ中型振动压路机，压实厚度不大于２０ｃｍ，４０ｔ－５０ｔ重型压路机不大于３０ｃｍ，应遵循先轻后重和先低后高的原则，稳压用Ⅰ挡（１．５－１．７Ｋｍ／ｈ），中型振压用Ⅱ挡（２．０－２．５Ｋｇ／ｈ）碾压６遍即可。

碾压轮迹相互搭接，三轮重叠１／２轮宽，二轮重叠３０ｃｍ，最后以轮胎压路机稳压１－２遍。

（６）由于粉煤灰的最佳含水量较高，为防止含有冰晶，影响压实效果和工程质量，施工汽温宜在０℃以上。

三、工序流程，如图：

１、流程图

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┃ 场地平整 ┃

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┏━→┫ 测量放样 ┃

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┃ ┃ 粉土边坡培土 ┃

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┃ ┃在土基上填筑吗？┣━━━━━→┫ 碎石盲沟 ┃

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┃ ┃粉煤灰运输、摊铺┣←━━━━━━━━━┛

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┃ ┃ 平地机找平 ┃

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┃ ┃ 整理灰土结合部 ┃

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┃ ┃ 含水量测定 ┣━━━━━→┫ 洒水或凉晒 ┃

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┗━━┫ 碾压成型 ┣←━━━━━━━━━┛

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┃ 养 护 ┃

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２、施工中注意事项：

（１）粉煤灰路堤成败关键在于含水量的控制，从施工中表明，当碾压时比最佳含水量高３－４％易成型，效果最好；当低于３％时，容易起皮；大于５％时，又易发生弹簧。

（２）应从三个方环节，观察粉煤灰的含水量，ａ、装车前根据堆场含水量情况且，调整装车；ｂ、摊铺前采用燃烧法和经验判断，低时就洒水，并立即用平地机摊铺中二次洒水，间隔２－３小再碾压；ｃ、当含水量大于最佳含水量４－６％时，可用振碾压路机振动１－２遍，将水分强行折出，当大于６－８％时，采用梅花塘排水法，大于８％时，采用网络排水法。

（３）宜用三轮压路机配合振动压路机为好，同样功能的二轮要比三轮多压１－２遍，尤以在粘土包边与灰的接触部分。

（４）严格控制施工的车速。下雨时，如土质护坡高于粉煤灰层，要作好排水措施，以免影响上层填筑。

四、机械配备

主要配备以下机械，其数量应根据施工段作业面多少和开展情况而定。

１、中型振碾压路机； ２、三轮压路机；

３、胶轮压路机； ４、平地机；

５、推土机； ６、洒水车；

７、装载机； ８、挖掘机；

９、自卸汽车。

五、劳动组织（一个作业面）

１、每台机械司机各一个，约１０人； ━━┓

２、现场技术人员、工长各１人，测工２人，共４人； ┣━共２２人

３、堆场及现场摊铺５人 ┃

４、其它３人。 ━━┛

六、质量标准和效果检测

１、护坡宜采用塑指大于１２的中液限轻粘性土。

２、以灌沙法和环刀法结合检测压实度，采用重型击实标准，距路槽深度为：

（每１００米三个断面，每断面３－５个点）

８０ｃｍ以下 ９３％

８０－１５０ｃｍ ９２％

≥１５０ｃｍ ９０％

３、粉煤灰路堤至设计标高后，用按设计要求的车辆再进行弯沉测定。必要或有凝问时，以承载板测定土基回弹模量值。

４、建立沉降观测点。

七、经济技术分析

１、易于碾压成型，加快了工程进度，特别在雨季，经济效益更显著。取材容易，价格低于填土。

２、社会效益：每使用１０００吨粉煤灰，节省农田１．４市亩（平均取土１．０ｍ

深），可节约土地征用和青苗补偿费约３－４万元，又为电厂节省粉煤灰的排泄费１－２万元。

３、改善环境污染。

４、对软土地基上的高路堤十分有利，由于自重减轻，路堤沉降变形得到改善，相应地减少了为提高地基稳定性而进行的地基处治费。

八、工程应用实例

沪宁高速公路Ａ标段，位于江苏昆山境内，地表下６０米范围内均为第四纪上更新统至全新统沉渍粉，主要由饱水粘性土和细质沙性土组成，其中有一层淤泥质亚粘土软土层，层厚５ｍ－２５ｍ，全线分布。软基处理１５Ｋｍ，平均填高４ｍ，高大填高６．８ｍ，为减轻土基自重、减少沉降量，采用粉煤灰路堤，土质包边。粉煤灰采用苏州望亭电厂的湿排灰，自然含水量４０％左右，重型击实最大干密度为１．１１ｇ／ｃｍ”†３”‡，最佳含水量２８％，实际施工含水量控制在２８％＋３－－５％，实测压实度均能达到９０％以上的要求。