內容提要：就地就近利用粉煤灰修筑路基、路面底基層和基層，既可以變廢為寶，減少占地及環(huán)境污染，又能提高道路質(zhì)量，降低工程成本，具有較大的技術(shù)經(jīng)濟價(jià)值，是一件利國利民的事。路堤施工中使用粉煤灰，可以減少與農業(yè)爭地，采取一定技術(shù)措施，能夠滿(mǎn)足不同等級公路的技術(shù)要求。施工路面基層和底基層時(shí)摻拌粉煤灰后筑路材料更能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，使成型且養生的結構層具有良好的力學(xué)性能、板結性、水穩定性和一定的抗凍性。有些省市結合所在地區的自然條件和資源特點(diǎn)，通過(guò)對影響二灰類(lèi)使用特性的各種因素——如材料品質(zhì)、規格及材料組成設計，施工工藝，含水量，密實(shí)度，溫度及養生方法等——進(jìn)行大量實(shí)踐和探索，得出此類(lèi)材料不同于一般剛性基層和底基層結構的特征；通過(guò)對該種材料的路面結構組成設計，施工工藝等進(jìn)行分析總結，認為二灰類(lèi)混合材料系一種緩凝性硅酸鹽類(lèi)材料，用它鋪筑出來(lái)的基層和底基層將會(huì )形成整體層。在一定溫度、濕度下其強度隨齡期而增加，屬滯后型，其后期工作強度一般情況下均超過(guò)初期強度的數倍甚至十多倍。本文就粉煤灰的應用，施工工藝，工程實(shí)踐中應注意的事項做一些分析。

　　1.概述

　�。�.隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展，交通量增長(cháng)非常迅速，我國高等級公路建設近幾年掀起了高潮。路堤的大量填方用土與農業(yè)爭地的現象日益增多，而隨著(zhù)加上多年陳灰積壓，侵占農田、污染環(huán)境，急待開(kāi)發(fā)利用。據八十年代末資料統計，我國年粉煤灰排放量就在四千萬(wàn)噸以上，利用率很低。就地就近利用粉煤灰來(lái)修筑公路，變廢為寶，既減少環(huán)境污染，又能減少占用農田，提高道路工程質(zhì)量，降低成本，具有較大的社會(huì )經(jīng)濟效益。

　　粉煤灰是火力發(fā)電廠(chǎng)燃燒煤粉產(chǎn)生的粉狀灰渣。其主要成分是二氧化硅（SiO2）和三氧化二鋁（Al2O3），其總含量常超過(guò)70%，氧化鈣（CaO）含量一般在2%~6%，通常稱(chēng)這種粉煤灰為硅鋁粉煤灰。粉煤灰的燒失量一般小于10%，但由于燃燒工藝等原因，有的粉煤灰燒失量則在20%以上。

　　2. 粉煤灰在填筑路基方面的應用

　　2.1 粉煤灰填筑路堤的應用程序首先根據擬填筑路基的高度和原地基土質(zhì)水文條件，采取相應的設計措施，對施工工藝及控制標準提出要求。路堤設計中要根據地基的狀況采取措施排除地下水，加速土的固結，滿(mǎn)足工后沉降和穩定性要求，其方法有：設碎石樁，把原基作成一定拱度，鋪碎石墊層或碎石加砂墊層，可以在碎石墊層上敷設兩層土工織物加筋層，每層厚度30cm，填筑砂土或亞砂土，加筋層設置的目的上，一是加筋作用起增加路堤的抗滑穩定性，二是隔離毛細水，防止粉煤灰填料含水量過(guò)大而引起路堤粉煤灰強度降低。在土工物加筋隔離層上按規定30cm一層縱向填筑粉煤灰并碾壓至要求的密實(shí)度。路槽標高以下設置50cm的亞砂土覆蓋層封頂。邊坡用寬2m（水平方向）的亞砂土作包邊，形成土質(zhì)包邊外殼，以保護粉煤灰路堤邊坡的穩定性。土質(zhì)邊坡上要縱橫設置無(wú)紡土工織物碎石盲溝。在路堤設計中要對粉煤灰路堤及土質(zhì)邊坡進(jìn)行穩定驗算。在穩定驗算中，不計粘結力C值，內摩擦角φ值也應取用飽水后的φ值為宜，以策安全。

　　2.2 粉煤灰路堤施工粉煤灰路堤施工的施工方法和壓實(shí)機械基本上與土質(zhì)路基施工類(lèi)似，但增加了包邊土攤鋪和設置盲溝等工作內容。路堤施工質(zhì)量的好壞，特別是粉煤灰壓實(shí)度能否滿(mǎn)足要求，取決于攤鋪厚度、含水量控制，壓實(shí)機械的種類(lèi)及碾壓遍數這四項基本要求。

　　2.2.1 攤鋪厚度 粉煤灰的攤鋪厚度與攤鋪方式（人工或機械）和壓實(shí)機械的能力有關(guān)。攤鋪厚度要通過(guò)施工試驗段來(lái)決定。一般講，國產(chǎn)20t振動(dòng)壓路機要求壓實(shí)厚度不大于20cm，不宜太厚，這樣才能保證壓實(shí)層中壓實(shí)度均勻一致。如有大功率的振動(dòng)壓路機，如原西德產(chǎn)的BW-217D型50t級振動(dòng)壓路機，壓實(shí)厚度可控制在30cm左右。

　　根據工地實(shí)測，攤鋪的松方系數按下列建議值控制：用人工攤鋪，松方系數1.6-1.8用推土機攤鋪，松方系數1.2-1.3用平地機攤鋪，松方系數1.1-1.2 2.2.2 含水量控制 從粉煤灰的擊實(shí)特性可看出，達到90%壓實(shí)度（重型）的含水量變化范圍為10%，而比土的變化范圍2-5%要寬得多。而實(shí)際上土的含水量超過(guò)3-5%是根本不易壓實(shí)的。粉煤灰吸水量大，但失水也快，控制好碾壓時(shí)的含水量接近或略大于最佳含水量是至關(guān)重要的一環(huán)。掌握好含水量可以起到事半功倍的效果。

　　2.2.3 碾壓 壓實(shí)度與碾壓機械壓實(shí)能力的大小和碾壓遍數密切相關(guān)。鋼三輪壓實(shí)效果差。振動(dòng)壓路機隨其自重噸位由小到大，壓實(shí)效果越來(lái)越好。

　　2.2.4 粉煤灰路堤的強度測定和沉降觀(guān)測施工完粉煤灰路堤要進(jìn)行彎沉值、回彈模量的測定；需要進(jìn)行路堤的沉降觀(guān)測，把測得的沉降量與計算的最終沉降量進(jìn)行比較，并與同樣高度土質(zhì)路基的計算沉降量比較。

　　2.3 結論與建議

　　2.3.1 粉煤灰是一種質(zhì)輕、多孔隙、顆粒均勻，具有一定水穩定性的無(wú)粘結性材料。其路用性能滿(mǎn)足公路路堤的技術(shù)要求。采用粉煤灰修筑路堤是完全可行的，為開(kāi)發(fā)利用粉煤灰找到了一條有效途徑。

　　2.3.2 粉煤灰具有重量輕、壓縮性小、滲透性好、摩擦系數大、強度高等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于軟弱地基上高路基的修筑。

　　2.3.3 粉煤灰吸水量大，泄水能力強，施工壓實(shí)含水量要求范圍比較寬，給施工帶來(lái)方便，尤其是雨季施工，更能體現出其優(yōu)越性。

　　2.3.4 粉煤灰是一種細顆粒材料，其強度主要由顆粒間摩擦力構成，其內阻角φ一般在35-40度，飽水后φ值降低到25-35度，而粘結力C值飽水后幾乎喪失，為偏于安全，驗算穩定時(shí)，不計C值，值應取飽水后的φ值為宜，設計時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。

　　2.3.5 修筑粉煤灰路堤必須掌握好攤鋪厚度、含水量控制、壓實(shí)機械的選擇和壓實(shí)遍數等幾項關(guān)鍵因素。

　　2.3.6 應充分重視粉煤灰路堤的邊坡防護及隔離層設置，防止地表水或地下水進(jìn)入路堤，使路基的土質(zhì)地面高于周?chē)�田地，設置必要的排水系統。

　　2.3.7 急需國家有關(guān)部門(mén)制訂相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)濟法規。粉煤灰作為路堤材料，應就其設計和施工制訂規程，使設計和施工人員有法可依；還要制訂政策鼓勵設計單位和施工單位盡可能利用粉煤灰，為大規模利用粉煤灰創(chuàng )造條件。

　　3 粉煤灰在路面基層和底基層施工中的應用3.1 二灰混合料將石灰、粉煤灰及其他摻入材料，按照合適的比例、最佳含水量、合理的工藝過(guò)程拌和均勻，經(jīng)壓實(shí)、養生后具有規定抗壓強度的混合料，稱(chēng)為石灰、粉煤灰混合料（簡(jiǎn)稱(chēng)二灰混合料）。常見(jiàn)的有二灰碎石、二灰砂礫、二灰砂和二灰土等。據我國交通部頒布《公路路面基層施工技術(shù)規范》（JTJ034-93）之規定，二灰土禁止用作高等級路面的基層，而只能用作底基層。

　　二灰穩定土，具有良好的力學(xué)性能、板結性、水穩定性和一定的抗凍性，其抗凍性比純石灰土高得多。

　　3.2 材料在做二灰混合料配合比之前，所使用的各單質(zhì)材料要做試驗檢測，使之符合JTJ034技術(shù)規范的要求。

　　3.3 二灰混合料的配合比設計

　　3.3.1 配合比設計的目的 根據設計規定的強度標準，選擇滿(mǎn)足設計要求的二灰穩定的材料，以確定各種材料的最佳比例、混合料的最大干密度和最佳含水量。

　　3.3.2 配合比設計的步驟A. 根據技術(shù)規范和設計文件，檢測擬用各單質(zhì)材料理化指標，對料源儲量、質(zhì)量、運距和運輸道路狀況進(jìn)行綜合考察。

　　B. 材料的采集和處理 取有代表性石灰進(jìn)行有效成分檢驗，確定其等級，消解備用；取粉煤灰送檢，復核其各項指標是否符合技術(shù)規范要求。以上兩試樣過(guò)篩備用。拌和用土或碎石也按規范進(jìn)行檢驗；風(fēng)干后放入烘箱內烘干待用。

　　C. 原材料的摻配 按照交通部規范JTJ034-93和設計建議的各種材料比例進(jìn)行摻配。按不同比例確定各相應比例的材料數量，用拌和器材進(jìn)行充分拌和后制作試件。一般各材料比例確定是按石灰劑量一一個(gè)百分點(diǎn)在設定最佳劑量附近變化。

　　D. 擊實(shí)試驗 對上述制作的一系列試件進(jìn)行擊實(shí)試驗，得出準確結果，作出含水量—最大干密度曲線(xiàn)，求得最大干密度和最佳含水量。制作試件前可以預估最佳含水量，上下按兩個(gè)百分點(diǎn)增減，即含水量級差2%，進(jìn)行試件的制作。

　　E. 無(wú)側限抗壓強度試驗 強度試驗的目的，是核實(shí)一下同一種粉煤灰和石灰及土或碎石，在不同石灰劑量時(shí)混合料的標準試件標養后其強度變化情況。影響強度的因素主要有：石灰有效成分、結合料所占比例以及制件時(shí)所用干密度。制件時(shí)一定要考慮到施工要求的壓實(shí)度。無(wú)側限抗壓強度試件平均抗壓強度R平應符合公式（1）的要求：R平≥R設/（1-ZαCν） （1）

　　Zα——試驗結果的偏差系數Cν——標準正態(tài)分布隨保證率而變化的系數，高速公路、一級公路：保證率95%，Zα=1.645，其它公路：保證率90%，Zα=1.282. F.石灰劑量的確定 根據《技術(shù)規范》規定，石灰增加而強度無(wú)明顯改進(jìn)時(shí)石灰含量，即為設計石灰含量。施工實(shí)際劑量允許比設計含量高1%. 3.4 二灰類(lèi)混合料的施工

　　3.4.1 施工一般要求 劑量準確、拌和均勻、碾壓密實(shí)、封閉交通、及時(shí)養生。二灰土施工，可以采用廠(chǎng)拌或路拌，二灰碎石施工則必須廠(chǎng)拌。另外一定要把好材料質(zhì)量關(guān)，毫無(wú)疑問(wèn)，沒(méi)有合格的原材料是施工不出來(lái)合格的產(chǎn)品。

　　3.4.2 施工程序

　　3.4.2.1 二灰土施工程序 路拌法：準備下承層à施工放樣à土料運輸碼方、灑布à粉煤灰運輸碼方、灑布à運輸石灰并灑布于粉煤灰上à人工培路肩及分隔帶土方à推土機排壓à路拌機拌和à整型à排壓à測量人員跟蹤找平à刮平à碾壓à養生。

　　3.4.2.2 二灰土（二灰碎石）廠(chǎng)拌法施工程序：準備下承層à人工培路肩及中央分隔帶土方à拌制混合料à運輸混合料à按每延米用量布料à測量放樣à推土機攤鋪à推土機排壓à測量標高à平地機初平à再人工找平à平地機精平à振動(dòng)壓路機碾壓（先靜后振）à膠輪壓路機終壓à封閉交通養生à交下道工序施工。

　　3.4.3 施工應特別注意的幾個(gè)事項

　　3.4.3.1 材料要用合格的設備來(lái)均勻拌和，拌和過(guò)程中嚴格控制石灰劑量，尤其要防止給料機口堵塞，這就要求石灰含水量要控制好，并在石灰下料口處設置振動(dòng)器。各給料皮帶要作好標定，最好是采用電子稱(chēng)計量。路拌施工時(shí)，邊緣布灰要適量增加。

　　3.4.3.2 混合料含水量要掌握好，要根據季節及氣溫酌定。在沒(méi)加水泥的情況下，混合料可以悶放一定時(shí)間再鋪筑。

　　3.4.3.3 下承層的壓實(shí)度必須合格，不能存在軟彈等不良情況。水準點(diǎn)要引到附近，恢復好中線(xiàn)。二灰混合料鋪筑時(shí)一定按規定分層，否則壓實(shí)質(zhì)量將無(wú)法保證。還要注意施工中寧高勿低，寧刮勿補。倘若一定要補，就要把先施工的路面翻松一定深度，互相拌和，控制好混合料的含水量，嚴格碾壓。

　　3.4.3.4 接頭處理 二灰土施工到達端頭時(shí)，可留下5~8米不進(jìn)行碾壓，后段施工時(shí)將前一段未壓實(shí)部分一起碾壓。二灰碎石混合料也可以照此辦理，但如果近期不連續施工，就要把端頭壓好，待下次施工前切斷成直茬，再望前鋪筑。

　　3.4.3.5 養生 二灰類(lèi)基層或底基層施工壓實(shí)成型后，從適當時(shí)間開(kāi)始灑水養生，使成型段保濕并嚴格控制車(chē)輛通行。養生期在夏季一般為3~4天，春秋季為7~9天，在此期間防止出現表面過(guò)分干燥、松散、起灰現象。要及時(shí)進(jìn)行下道工序。

　　3.5 結論與建議3.5.1 二灰土用于高級路面底基層具有良好的力學(xué)性能、板結和水穩定性。二灰土中粉煤灰用量越多，混合料初期強度越低，三個(gè)月齡期的增長(cháng)幅度也越大。二灰碎石中如果加入少量水泥，可以提高其早期強度，但給施工帶來(lái)難度。

　　3.5.2 養生溫度對二灰類(lèi)基層或底基層的抗壓強度有明顯影響，養生溫度越高，其抗壓強度提高越快。在氣溫低于4度時(shí)，石灰穩定混合料的強度幾乎沒(méi)有增長(cháng)。所以在施工時(shí)必須嚴密注意天氣氣溫變化，一般日平均氣溫低于5度，嚴禁二灰類(lèi)的施工。

　　3.5.3 粉煤灰開(kāi)發(fā)利用的前景非常廣闊，公路上用其填筑路堤、修筑路面基層和底基層是一件利國利民的好事。有將粉煤灰用于水泥中的，這個(gè)利用項目的技術(shù)經(jīng)濟價(jià)值也是很可觀(guān)的。

　　3.5.4 粉煤灰的路用價(jià)值還有待開(kāi)發(fā)，有許多新的課題有待進(jìn)一步探索。