公路工程粉煤灰路基施工技术分析.pdf

交通世界TRANSPOWORLD1 工程概况某高速公路工程施工中，因工程所在地分布电厂和煤矿，产出大量粉煤灰，因此拟定粉煤灰路基施工方案，在路基中部填筑粉煤灰，采用5%石灰土包边，设置排水设施。为保证施工方案的可行性，选取K89+800K90+000路段作为试验路段，全长200 m，路基宽43.5 m，填筑厚度20 cm，粉煤灰用量为1 580 m，要求粉煤灰路基压实度不小于90%。粉煤灰路基采用5%石灰土包边处理，压实度不小于93%。根据试验路段粉煤灰施工质量验收情况，优化调整正式施工中的粉煤灰路基施工方案，以保证路基工程质量。下面对粉煤灰路基施工技术进行分析。2 公路工程粉煤灰路基施工技术2.1 路基施工技术方案比选试验路段拟定两种路基施工方案，分别为采用素粉煤灰填筑路基与采用3%石灰粉煤灰填筑路基。对两种施工进行比选，比选结果如下：2.1.1 技术比较素粉煤灰路基施工后的弯沉值大于石灰土路基弯沉值，最大弯沉值与最小弯沉值相差0.08 mm，表明弯沉值较为均匀。当素粉煤灰路基做好排水设施后，能够保证路基稳定性达到设计要求，减少对土地资源的消耗。2.1.2 工期比较在同样的施工条件下，当路基宽为30 m，长为200m，压实层厚度为20 cm时，素粉煤灰路基施工需要用时3.03.5 d，3%石灰粉煤灰路基施工需要用时4.05.5 d。通过工期比较可知，素粉煤灰路基施工方案明显快于3%石灰粉煤灰路基施工方案。2.1.3 造价比较每平方米素粉煤灰路基造价为36.46元，每平方米3%石灰粉煤灰路基造价为54.01元，选用素粉煤灰路基施工方案能够有效降低路基工程造价。综合上述因素，本试验路段路基施工技术方案选用素粉煤灰路基施工方案。2.2 施工准备2.2.1 原材料1）粉煤灰。采用工程所在地电厂生产产生的粉煤灰，试验检测粉煤灰性能，需满足以下要求：粒径小于1.18 mm；小于0.075 mm的颗粒含量不少于45%；烧失量小于 20%；实测含水量与最佳含水量相差 5%8%；外观无杂质，无结团，干燥洁净。对含水量偏低的粉煤灰用饮用水润湿，调整粉煤灰含水量，调整后在粉煤灰上加盖帆布1。2）包边土。采用当地土源作为包边土，选择塑性指数较高的黏质土；在黏质土中掺入5%石灰土，现场拌和，实测含水量与最佳含水量相差控制在2%3%，拌和好包边土后再运输到施工现场。3）石灰。采用级及以上的石灰，尽量缩短石灰进场堆放时间，用水消解石灰，清除石灰中的杂质，在存储石灰的场地建设防雨、防风设施。4）碎石。试验路段的碎石盲沟采用砂砾料，含水量不得超过5%，最大粒径不超过75 mm，小于4.75 mm的颗粒含量不超过50%2。2.2.2 施工机械设备采用1台PI65平地机；2台振动压路机；2台3Y18-21光轮压路机；1台20 t胶轮压路机；2台推土机；1台ZL-50装载机；20辆5 t自卸汽车；4台旋耕机；2台路拌机；1台5 t洒水车；10台拖拉机；2台挖掘机。2.2.3 粉煤灰运输在灰场作业过程中，要求施工人员穿戴风镜、防尘工作服等防护用品；采用自卸汽车运输粉煤灰，粉煤灰装车后覆盖上帆布，防止运输途中发生粉尘飞扬；原材料进场后，对粉煤灰、包边土进行重型击实试验，收稿日期：2023-01-11作者简介：王明龙（1991），男，工程师，从事公路桥梁施工工作。公路工程粉煤灰路基施工技术分析王明龙（河北盛通公路建设有限公司，河北 承德 068150）摘要：以某高速公路工程为例，分析粉煤灰路基施工技术的应用。研究结果表明，在路基施工中通过路基施工方案比选确定粉煤灰填筑施工方案，加强材料管理、机械准备、摊铺压实施工工艺流程控制，严格落实施工质量检测和质量管理各项措施，能够保证粉煤灰路基达到压实度设计要求，降低路基工程施工成本。关键词：公路工程；粉煤灰路基；摊铺与压实施工中图分类号：U416文献标识码：B69总651期2023年第21期（7月 下）确定最佳含水量3。2.2.4 清理表层1）清理表层杂质，完成隔离层铺筑，检测压实度、横坡坡度、搭接缝处理是否符合设计要求；隔离层层底路拱横坡度需超过3%，压实度不小于90%。2）处理施工现场水源，临时开挖排水设施，及时排出作业区的水流。2.3 粉煤灰路基施工工艺2.3.1 粉煤灰摊铺1）在试验路段铺筑包边土，检测包边土含水量是否控制在最佳含水量2%以内；测量放样路堤中线、边线，盲沟位置、填筑坡度和填筑高度，包边土多放出3050 cm，满足削坡需要。2）粉煤灰的松铺系数为1.2，压实层厚度为20 cm；摊铺过程中采用推土机和平地机联合作业，作业流程为：自卸车从施工路段的一端后退上料，上完料退出施工现场，使用推土机推平粉煤灰，摊铺厚度为 15cm；后来的自卸车行驶在摊铺过的基层上，不得对基层造成破坏；继续填筑路基，用石灰划出方格，确定自卸车的具体卸料位置4。3）摊铺平整粉煤灰后检测含水量，要求实测含水量为最佳含水量的1.01.1倍。对含水量偏低路段均匀洒水润湿，对含水量偏高的局部路段，翻晒粉煤灰。4）自卸汽车在施工现场运输时要控制行进速度，不允许在粉煤灰基层上调头或加速行驶，避免造成基层松散。5）摊铺粉煤灰前先用胶轮压路机碾压下承层，共碾压2遍，之后铺筑粉煤灰；对多个作业段的粉煤灰填筑，要预先留出分层台阶，相互搭接长度不小于 150cm，检测接头处的压实度是否达到设计要求。6）用胶轮压路机静压粉煤灰和包边土，边碾压边用平地机找平，清理掉包边土表面的粉煤灰；在直线段摊铺过程中，平地机从两侧向路中心刮平粉煤灰；在曲线段摊铺过程中，平地机从内侧向外侧刮平粉煤灰；刮平后做2%的横坡，方便路基排水5。2.3.2 粉煤灰压实1）采用振动压路机碾压粉煤灰路基，优化调整碾压方案，具体为：采用双钢轮振动压路机静压2遍，碾压速度为2.53.0 km/h；再用振动压路机振压1遍，采用220kN激振力，弱振碾压速度为2.53.0 km/h；采用重型压路机振压1遍，采用390 kN强振碾压，碾压速度为2.53.0km/h；采用胶轮压路机碾压2遍，碾压速度为28km/h。2）压路机碾压过程中按照先低后高的顺序，从土质护坡向中心处碾压，保证压路机轮迹重叠不小于轮宽1/3。对无法碾压到的部位，由施工人员操作小型手扶式振动压路机碾压，要求压实度达到设计要求。3）在每层粉煤灰路基碾压后，要检测压实度，待压实度达到设计要求后再继续摊铺下一层粉煤灰。2.3.3 粉煤灰路基施工注意事项1）本工程工期紧、任务重，在阴雨天铺筑粉煤灰时，要设3%横坡，临时修建急流槽和拦水埂，用于排除积水；当阴雨天过后，用胶轮压路机复压，不能采用振动压路机复压，复压检测压实度是否符合设计要求。2）当前一层粉煤灰压实度未达到设计要求时，不允许进入新一层摊铺，并且禁止车辆在粉煤灰层上行驶；向压实度不合格的粉煤灰层适量洒水润湿，覆盖彩条布避免粉煤灰过于干燥，继续碾压粉煤灰，直至压实度达到设计要求为止。3）当粉煤灰路基长期裸露在外未能继续施工时，需要用素土覆盖到粉煤灰上，碾压密实后做路拱横坡，避免形成积水；在恢复施工时，先刮除素土，检查路基结构是否受到破坏，及时修整路基。4）在粉煤灰路基与混凝土结构、金属结构物相连接的地方，为避免粉煤灰遇水后对结构物造成腐蚀，需先在结构物表层涂刷一层沥青6。5）在施工过程中，尽量采用同一货源，即同一灰堆的粉煤灰，不得在同一施工段采用不同来源地的粉煤灰。6）在施工现场下风口处设置粉煤灰临时堆场，集中堆放粉煤灰，在堆场准备油布、塑料布等覆盖物。2.3.4 施工质量检测1）压实度。在路基施工中，每层粉煤灰摊铺碾压后每50 m设1处检测点，采用灌砂法检测压实度，要求不得低于设计值；在包边土压实度检测中，每100 m设2处检测点，采用灌砂法检测，要求不得低于设计值。2）石灰剂量。每100 m取2次试样，采用EDTA滴定法检测包边土中的石灰剂量。3）纵断高程。每200 m设4个检测断面，采用水准仪进行检测，要求实测值允许误差在+10-157。4）弯沉值。每20 m车道设2个检测点，采用贝克曼梁法检测，要求实测值不超过设计要求值。5）中线偏位。每200 m设4处检测点，采用全站仪检测，要求实测值允许偏差不超过50 mm。6）宽度。每200 m设4处检测点，采用米尺测量宽度，要求达到设计值规定。7）平整度。每200 m设2处检测点，采用3 m直尺取最大间隙，要求不得超过15 mm。8）横坡。每200 m取4个断面检测，采用水准仪进行测量，要求横坡允许误差在0.3以内9）外观。用目测的方式检查路基表面是否平整，是否出现坑洼、松散、弹簧以及明显轮迹现象。2.4 施工质量控制2.4.1 含水量控制在试验路段施工中，粉煤灰含水量达到 40%70交通世界TRANSPOWORLD45%，会降低压实质量，使基层表面出现明显轮迹且基层表面不平整，各处深浅不一。为避免在正式施工时出现这一问题，必须加强粉煤灰含水量控制。1）在粉煤灰摊铺前检测含水量，取粉煤灰填料深度一致处进行检测，保证含水量检测结果的准确性；施工过程中不得混合使用不同来源的粉煤灰，使用粉煤灰前要采用击实试验检测粉煤灰工程性质8。2）施工过程中如果出现局部路段粉煤灰含水量远高于最佳含水量的现象，要在整体路段碾压完工后，用旋耕机翻晒局部路段粉煤灰，促使粉煤灰快速降低含水量，之后再进行碾压。2.4.2 粉煤灰质量控制在试验路段施工中，发现粉煤灰内部掺杂草皮、秸秆等杂质，影响路基施工质量。在正式施工中，要加强对粉煤灰质量控制。1）在取料之前，用挖掘机清理灰场表面的杂质，清理运输车辆的车厢并人工清除杂质。2）粉煤灰不得出现结团现象，保证最大粒径符合设计要求。2.4.3 运输质量控制试验路段的粉煤灰运输出现粉尘飞扬现象，对周边环境造成一定程度污染。在正式施工阶段，粉煤灰运输车辆都要配备帆布进行覆盖，在装料前适当增加粉煤灰的含水量，减少粉尘飞扬，确保粉煤灰运输到施工现场后的含水量达到施工要求。2.4.4 压实工艺控制试验路段碾压施工中出现压路机碾压速度过快的现象，造成局部路段的压实度未能达到设计要求。在正式施工中，要加强压实工艺控制，对施工人员开展业务培训，增强质量意识。碾压施工在振压时应避免来回启动振动装置，防止造成压实层破坏。2.4.5 雨天保护试验路段局部位置未采取保护措施，在雨天施工条件下，提前摊铺第二层包边土造成路基积水严重，无法使雨水顺利排出第一层粉煤灰与包边土的交界处，降低此处的施工质量。在正式施工中，施工单位要关注天气变化，尽量在雨天前完成填料静压，或者不要提前摊铺包边土，避免雨水排出不畅。对已经摊铺包边土的路段，临时开挖排水沟，及时排出施工路段上的积水。2.4.6 压实层保护试验路段对运输车辆管理不严，个别车辆在压实层上行驶，对粉煤灰路基结构造成一定程度破坏。在正式施工中，必要加强压实层保护，保证粉煤灰路基施工质量。1）加强运输车辆驾驶员培训，要求驾驶员听从现场指挥人员的指挥，不得随意将车辆行驶在已压实成型的粉煤灰层上。2）在摊铺过程中采用两次摊铺作业方式，第一次在粉煤灰层倒车上料，原路退回继续运料；第二次在粉煤灰层上行走，不得直接在已经压实好的基层上通行车辆，保护路基表层结构。2.4.7 复合土工膜保护在正式施工路段中，局部区域需在粉煤灰下铺设复合土工膜处理软土地基，因此在摊铺第一层粉煤灰时，要控制粉煤灰的含水量，避免在摊铺后翻晒粉煤灰；粉煤灰压实后做碎石盲沟，用彩条布覆盖在粉煤灰层上，避免复合土工膜受到雨水影响；在雨水过后，不能翻晒粉煤灰，而是要直接晾晒粉煤灰，让雨水通过碎石盲沟排出。2.4.8 碎石盲沟施工试验路段施工中，因粉煤灰含水量较大，碎石盲沟封闭，导致排水不畅，产生严重的积水现象。为避免正式施工中发生此类问题，要在施工包边土加宽的同时施工碎石盲沟，保证路基排水顺畅。3 结束语高速公路路基施工应合理采用粉煤灰路基施工技术方案，选取来源于同一料场产出的粉煤灰作为路基填筑材料，做好路基包边处理和排水设施建设，保证路基压实度达到设计要求。在粉煤灰路基施工中，应加强填料含水量控制，保护好粉煤灰压实层不受破坏，从而提高路基施工整体质量，有效控制路基施工总成本，加快路基施工进度。参考文献：1 乔清华，郭虹.公路工程粉煤灰路基填筑施工技术研究J.汽车世界，2019（5）：69.2 宋秀峰，郭莹.公路工程粉煤灰路基填筑技术探讨J.技术与市场，2017（9）：173，176.3 张军.公路工程粉煤灰路堤填筑施工技术要点J.交通世界，2022（4）：183-184.4 付向红.掺加粉煤灰预防公路工程混凝土碱-骨料反应技术经济分析J.混凝土，2012（7）：140-141，144.5 张静.粉煤灰的特性及其在公路工程中的应用J.科技信息，2009（29）：580，546.6 蔡仰松，方德铭.高掺量粉煤灰混凝土在公路工程中的应用J.华东公路，2002（5）：60-62.7 程改艳.谈粉煤灰在公路工程中的应用J.山西建筑，2012（2）：101-102.8 来旭光.粉煤灰在公路工程中的应用J.交通标准化，2004（4）：53-56.71