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粉煤灰填筑路基施工工艺研究

时间:10/19/2017 17:36:11

引言

由于各种因素影响,粉煤灰在填筑路基的检测工艺、施工方法、干密度预测、标准压实、质量控制以及机械组合等各种技术性问题中,国内外都还没有比较系统的标准、规范。与土质路堤而言,粉煤灰是一种相对理想的填料,湿度要比普通土料低25%左右;如果粉煤灰路堤重量得到改善,路堤沉降与软弱地基也会随之改变,在提高地基抗滑能效的同时,还能降低20%到30%的总沉降量。在公路路基施工中,只要方法合理,粉煤灰路基就会展现出比普通路基更好的施工效益。

1 粉煤灰的物理性质和工程特性

1.1 物理性质

在公路路基施工过程中,施工人员需要采取有效的措施探索出粉煤灰的含水量,有利于公路路基的密实碾压,同时还能够减少对环境的污染。经过粉煤灰在公路路基施工过程中的具体应用,施工人员总结出粉煤灰的最佳含水量是在5%~10%的范围,只有这样,粉煤灰的应用才会呈现出较好的应用效果。通常情况下,粉煤灰的粒径颗粒大小是在0.002~2mm之间的范围,为了保证路基的密实碾压,需要控制在0.074m/n以下的细石颗粒的含量应该在45%以上。虽然粗颗粒的粉煤灰具有较大的内摩擦力,有利于保证公路路基碾压施工质量。然而在公路路基施工应用粉煤灰的实践过程中,粗颗粒的粉煤灰比较多,造成粉煤灰颗粒尺寸过于单一,加之粗颗粒比较易碎,增加了碾压成型的施工难度,因此施工人员需要严格控制粉煤灰中的粗颗粒,掺入一定数量的细颗粒,只有这样,公路路基的密实碾压才有保证。

1.2 毛细水作用

粉煤灰的毛细水作用比较显著,因此在具体施工过程中,施工人员需要采取有效措施,严格控制粉煤灰的毛细水作用。增加压实度是一个比较显著的措施,施工人员还可以设置隔离层,使用砂性土和石灰土在粉煤灰层的下部,还需要使用透水材料,有利于隔离地下水上升对公路路基造成的不利影响。

1.3 渗透作用

施工人员在具体的施工过程中需要设置横向盲沟,其位置应该在粉煤灰的最下层与隔离层的上部之间,有利于渗透路堤中的多余水分。在具体的施工过程中,施工人员对于粉煤灰的这一特性需要进行充分的利用,在已经碾压成型的粉煤灰路堤表面需要进行洒水施工作业,并需要保证洒水的充分和到位,通过检测从表面到一定深度渗透过后的水分,能够全面掌握粉煤灰的年碾压密实情况,渗透水的增幅和粉煤灰的深度呈反比,如果渗透水的增幅减小的话,粉煤灰的深度比较深,反之亦然。这种情况在下雨之后表现得尤其显著,粉煤灰的碾压密实效果会比较好。所以说,应用粉煤灰在公路路基工程的施工完全可以在雨季进行,对其的影响并不是很大。

2 粉煤灰填筑路基施工工艺

某段路基借土填方面积为90多万m3,由于地处城镇境内,地少人多,征地协调难度非常大,很多老百姓将土地视若珍宝,根本不愿意商谈土地问题。根据公路路基实际状况,在路基施工中使用粉煤灰填筑的方式,不仅避免了征地造成的压力,还能推动施工进程,缩短作业周期,保障填筑质量。在这过程中,粉煤灰路堤主要由:粉煤灰、护坡、封顶层、排水系统以及隔离层组成。根据施工要求,为了进一步保障路基压实程度,两侧路基都会超过标准宽度50cm左右,土质护坡水平厚度为1m,用水泥土底基层作为封顶。在填筑前,先用砂性土或者黏质土做好30cm的隔离层,横坡路拱为3%;考虑到当地降雨量的影响,在护坡设置好盲沟,水平间距一般为15m左右,以交叉的梅花形式进行布置。

2.1 粉煤灰路基施工方法

根据粉煤灰的特性,在公路路基施工中,对于压实的隔离层,必须正确分化护坡界线,并且根据界线进行护坡土摊铺,护坡平均宽度始终在2m以上,压实厚度始终在30cm以上;整平后再利用人工压坡的方式,将坡土护理齐整,避免松散土对粉煤灰造成的不利影响。当粉煤灰与土彻底压实后,由于含水量具有很大差距,所以在碾压中很容易出现软弹现象,所以必须在整平后的护坡设置盲沟位置。

在粉煤灰护坡摊铺中,粉煤灰压实厚度一般在20~30cm之间,为了进一步帮助护坡与粉煤灰碾压过程,压实厚度应该和护坡厚度始终一致,进而确保结合部分的压实程度。当确定碾压合格后,再根据施工要求,沿着盲沟位置进行人工开挖。在实践中可以清晰的知道:下层盲沟排水效果越明显,其他层次的排水效果就明显。在施工中,通常将盲沟间距加大、加密,垂直间距一般为2m,水平间距为8m,通过土工布包裹盲沟,从根本上避免粉煤灰流出。

当粉煤灰按照施工要求加工到顶端后,应该尽量停歇一段时间,让粉煤灰路堤的多余水分及时流出,从而促进排水固结作用。封层一般使用石灰土或者二灰土,厚度一般在30~50cm之间。

2.2 粉煤灰施工工艺流程

在路基施工准备中,必须对相关材料做好试验工作,具体试验包括:密度、化学检验、液限、含水量、颗粒检验、重金属测定、承载比以及抗剪强度等。在机械准备中,粉煤灰路堤一般使用机械填筑的方式,机具主要包括平地机、推土机、自卸汽车、洒水车,以及20~50t的重型、中型振动压路机等。

在粉煤灰储运中,运输方式必须根据实际情况,选用机械化或者自卸运输等方式,尽量减省中转环节和运输成本。为了避免运输中途出现不必要的流失污染以及扬尘,应该事先做好覆盖措施。对于储灰厂,除了必须做好排水规划外,还应该配备雨水沉淀基地,以减小污染。在粉煤灰调节中,通常在储灰场进行,过湿的粉煤灰必须沥干堆高,过高的粉煤灰一般在摊铺前的2~3d内进行闷料洒水。

在粉煤灰摊铺中,应该先放样,再进行土质护坡线、路堤边线、盲沟位置划分,边线不仅要顺直,更要准确,在当天摊铺、碾压中保障施工质量。通过水平填筑,对于不同的作业路段,应该分层设置台阶,让压实层设置好重叠搭接,搭接长度一般在150cm以内。

当粉煤灰碾压完毕后,为了避免水分蒸发对压实造成的影响,应该让粉煤灰始终处于最佳状态。在粉煤灰分层填筑时,应该使用振动压路机,以先轻后重为原则进行。在人工摊铺中,先用履带式机具碾压1~2遍,在稳压后,再振碾3~4遍,当碾压结束后再上报进行检验,检验合格后再继续填筑。

对于公路路基局部边角部分,除了必须检查桥台、井边、沟槽、挡墙后背等不能碾压的部分,还必须使用小型压路机、夯实机进行夯实,进而达到施工标准。由于粉煤灰压实含水量相对较高,所以为了防止冰晶对压实成果造成影响,施工气温一般保持在0度或者以上。当整个公路路基碾压结束后,再使用灌砂法对其检验。

在粉煤灰路堤养护中,一旦灰面低于土质护坡,必须及时做好护坡排水沟,排除多余积水,减小对上层铺筑的不良影响。而对于湿软的区域,则应该采用挖换以及翻晒的方式进行处理。当压实曾达到施工标准后,如果不能立即进行上层粉煤灰铺筑,应该立即限制车辆或者采用适当洒水的方式,避免表层过于松散造成的不良影响。对于长时间不能连续施工的路段,除了必须碾压密实,还必须做好表明排水与横坡,在确保排水实施完好的同时,增强防护作用。从应用结果看,粉煤灰与室内压缩系数结果基本一致,所以粉煤灰路堤具有很高的稳定性与强度。

3 结语

综上所述,现阶段在公路路基施工过程中,粉煤灰得到了广泛的应用,并取得了较好的效果,不仅提高了公路路基的施工质量,同时还降低了粉煤灰对环境造成的污染,能够缓解城市用地紧张的情况。为了保证粉煤灰在公路路基中的应用效果,施工人员需要全面掌握粉煤灰材料的物理性质和毛细水作用情况,只有这样,才能保证公路路基施工中粉煤灰的应用效果,提高公路路基的承载能力,保证车辆和人们的出行安全。

摘自:《粉煤灰填筑路基施工工艺研究》,作者:赵记昆



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