公路工程粉煤灰路堤填筑施工技术

公路工程粉煤灰路堤填筑施工技术

王秋红,裴迎新

河南省第一公路工程有限公司，郑州 450000

摘要：重点分析了公路工程粉煤灰路堤填筑施工技术要点。研究结果表明，粉煤灰作为路堤填筑材料符合路用规范的相关规定，通过采用规范的路堤填筑施工放样、基底处理、分层摊铺、分层碾压等施工工艺，能够保证粉煤灰路堤填筑质量，有效降低路堤变形和沉降。

关键词：公路工程;粉煤灰路堤;填筑施工;

在高速公路建设中，路堤填筑是重要的分项工程，需要使用大量的填料，易引发公路工程取土与占地之间的矛盾。粉煤灰作为一种轻质、廉价的废弃材料，具备良好的工程特性和路用性能。在高速公路路堤施工中，可以将发电厂废弃的粉煤灰作为填筑材料，提高废弃资源利用率，拓展填筑材料来源，实现良好的经济效益、社会效益和生态环保效益。

1 工程概况

某高速公路工程线路全长170km，公路沿线煤炭资源丰富，坐落四家大规模火力发电厂，发电厂堆积粉煤灰上千吨。本工程在综合考虑资源再利用、路堤填筑施工成本、工程工期要求紧等多重因素，试验检测粉煤灰的力学性质，分析粉煤灰的路用性能，根据检测结果评价粉煤灰作为路堤填料的可行性。在试验检测基础上，制定和实施粉煤灰路基填筑施工技术方案。

2 公路工程粉煤灰路堤填筑施工技术要点

2.1 粉煤灰工程特性检测

本工程对来源于四座发电厂的粉煤灰工程特性开展试验检测，检测项目主要包括最大干密度、最佳含水量、CBR值、抗剪强度、回填模量。

2.1.1 最大干密度和最佳含水量

(1）对四座发电厂粉煤灰取样，采用击实试验方法确定样品的最大干密度。实验设备参数为：锤底直径5.0cm，锤质量4.5kg，落高45.0cm，试筒高12.70cm，内径10.0cm，单层锤击数27，击实功2 678KJ/m³。

(2）试验检测结果显示：四座发电厂粉煤灰样品最大干密度分别为1.43g/cm³、1.33g/cm³、1.26g/cm³、1.35g/cm³，最大干密度平均值为1.343g/cm³。因粉煤灰最大干密度比一般黏性土低，所以可起到减小路基沉降的作用。

(3）试验检测结果显示：四座发电厂粉煤灰样品最佳含水量分别为19.20%、19.30%、19.40%、20.20%，平均值为19.53%。

2.1.2 CBR值

(1) CBR值是评定粉煤灰强度的重要指标之一，在CBR值试验检测中采用现场试验方法，要求粉煤灰样品在最佳含水率状态下成型，分别测定浸水96h和未浸水条件下的粉煤灰CBR值。

(2）试验检测结果显示：四座发电厂粉煤灰样品浸水96h的CBR值分别为3.52%、4.31%、3.32%、5.50%；未浸水的CBR值分别为11.5%、12.2%、10.6%、12.3%。由检测数据可知，无论何种试验条件下的CBR值都存在较高的线性相关，表明粉煤灰是一种塑性较低的材料，能够保证路堤填筑强度达到规范要求。

2.1.3 抗剪强度

(1）粉煤灰抗剪强度检测采用室内直接剪切试验，测定粉煤灰黏聚力和内摩擦角，试验样品处于最佳含水量和100%压实度状态。

(2）试验检测结果显示：四座发电厂粉煤灰样品黏聚力分别为11.4kPa、9.5kPa、10.7kPa、13.6kPa；内摩擦角分别为25.33°、27.41°、27.80°、24.12°。根据检测数据得知，粉煤灰的抗剪强度介于沙土与黏土之间。

2.1.4 回弹模量

(1）回弹模量是评价粉煤灰应力应变特性的指标，本工程采用室内杠杆压力仪测定粉煤灰回弹模量，承载板直径为5cm，样品处于最佳含水量、100%压实度试验条件。

(2）试验检测结果显示：四座发电厂粉煤灰样品的回弹模量分别为45.6MPa、47.4MPa、48.8MPa、46.6MPa，上述试验数据均高于一般路基填料，满足路基强度要求。

2.2 填筑施工技术要点

本工程路基主体部分为粉煤灰填料，路基护坡、封顶层选用黏土，隔离层选用砂砾石。粉煤灰路堤填筑的施工工艺流程为：施工准备→基底处理→填料运卸→分层摊铺→分层碾压→质量检测。

2.2.1 施工准备

(1）根据设计图纸确定路堤坡脚、护坡道、边沟的位置，截断流向路堤的水流，在边沟处设置临时排水沟，及时排除积水。

(2）准备就位施工机械，包括推土机、自卸汽车、洒水车、平地机、振动压路机等，维护保养施工机械，避免出现运行故障。

(3）试验检测粉煤灰，确定粉煤灰的最佳含水量；施工前检测粉煤灰的实际含水量。当实际含水量过大时，要先晾晒粉煤灰，用推土机摊开粉煤灰晾晒；当实际含水量过低时，在修筑路段堆放粉煤灰，浇水润湿，在粉煤灰达到最佳含水量±2%时方可用于填筑施工。

(4）在正式施工前，选定试验填筑路段，试验路段长度不小于200m，根据试验路段的试验数据确定压实设备类型、碾压遍数、碾压速度、松铺厚度、粉煤灰含水量等指标，将其作为正式施工的执行标准。

2.2.2 基底处理

(1）清理干净填筑路堤范围内的杂草、植物根茎、淤泥、杂物等，本工程沿线局部地区分布低洼地段软土地基，在施工中要抽干积水并进行清淤处理，将粒料回填到坑洼处，实施分层碾压。

(2）检测路堤基地压实度，要求压实度不得低于85%，在路堤填土高度不足80cm的情况下，适当提高基地压实度要求。

2.2.3 填料运卸

(1）采用自卸汽车运输粉煤灰，装入粉煤灰后盖上防护材料，避免粉煤灰在运输途中出现扬尘问题，造成空气污染。

(2）设置粉煤灰中转站，对中转站场地硬化处理并做好排水设施；在大型粉煤灰场地建设雨水沉淀池，及时收集流失的粉煤灰；在粉煤灰堆场内，配备洒水设备，用于向含水量过低的粉煤灰洒水润湿，从而调节粉煤灰的最佳含水量。

(3）在粉煤灰装料、卸料过程中，要求施工人员穿戴齐全劳动保护用具，减少粉煤灰对施工人员身体健康带来的危害。

2.2.4 分层摊铺

(1）在路堤上铺筑隔离层，路拱横坡不小于3%，对隔离层碾压，达到压实度要求。

(2）放样划出路堤边线，保证边线位置准确，合理确定每天的铺筑长度。

(3）采用水平分层填筑法划分多个作业段，分层留出填筑地段的台阶，保证相邻作业段接头范围的压实度，接头长度不得小于1.5m，保证搭接部位重叠压实。

(4）控制土质护坡摊铺宽度，设置排水盲沟，削坡后的土质护坡净宽符合设计要求。

(5）在填方区内，按照每层摊铺30cm厚度计算卸料数量；设置松铺厚度控制桩，根据控制桩控制每层的松铺厚度。

(6）在路堤铺筑中，不允许卸料汽车在基面上调头、刹车操作，防止对基面压实度造成影响。

2.2.5 分层碾压

(1）采用分层碾压施工技术，根据压实机械确定压实厚度，本工程选用20t压路机，每层压实厚度不超过20cm，先振动碾压3遍，再静压2遍，从土质护坡向中心线碾压；在碾压曲线段时，由内侧向外侧碾压，保证碾压轮迹相互搭接，碾压后检测压实度。

(2）对压路机无法碾压的局部边角部位，由施工人员操作小型手扶式振动压路机进行碾压，严格控制碾压质量；在每层压实施工后，采用灌砂法检测路堤压实度，检测合格后方可进入上层填筑工序。

(3）在粉煤灰路堤建筑中，采用全站仪每天观测一次测点位移情况，判断地基的沉降状态，如果发现测点位移超出规定值范围，则要停止填筑施工，对此处地基进行处理后才能继续施工。

3 结语

高速公路工程建设要深入调研沿线地区填料供给情况，合理利用火力发电厂生产过程中会产生的大量粉煤灰作为填筑材料，降低路堤填筑的材料成本。在粉煤灰路堤填筑施工前，要通过试验检测粉煤灰各项工程性能指标是否满足路基施工要求，在试验检测合格后安排施工工序，加强对路堤填筑全过程的施工技术质量控制。

参考文献

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