高速公路路面施工中粉煤灰技術(shù)

萬睿智

（江西省交通工程集團(tuán)有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

高速公路路面施工中，粉煤灰是一種重要的填料材料。粉煤灰是燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的一種灰狀物質(zhì)，具有較好的物理和化學(xué)性質(zhì)。合理應(yīng)用粉煤灰技術(shù)，可以有效改善路面的力學(xué)性能，提高路面的穩(wěn)定性和耐久性，還能減少材料的成本、降低對(duì)環(huán)境的影響污染。但當(dāng)前，在粉煤灰技術(shù)的應(yīng)用中，存在配比不夠精確、施工質(zhì)量控制不到位等問題。因此，對(duì)粉煤灰技術(shù)在高速公路路面工程中的具體應(yīng)用深入分析，以確定最佳含水量等參數(shù)，對(duì)路面工程的開展有積極作用。

1 粉煤灰概述

粉煤灰是煤炭燃燒產(chǎn)生的灰狀物質(zhì)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗图庸?，可作為一種路面施工輔助材料。粉煤灰在路面工程中的應(yīng)用主要有兩種形式，分別為填料和添加劑。

第一，作為填料材料，粉煤灰可以與其他材料混合使用，用于填充路面表層的空隙，提高路面的平整度、密實(shí)性、穩(wěn)定性、承載力、耐久性和抗剪切性，有助于延長(zhǎng)路面的使用壽命。

第二，作為添加劑，粉煤灰可以與瀝青混合使用，用于改良瀝青混合料的性能。粉煤灰可以調(diào)整瀝青混合料的黏度和流變性，改善其抗老化和耐久性能，還可以提高瀝青混合料的穩(wěn)定性和抗裂性，減少路面的變形和龜裂現(xiàn)象。添加粉煤灰還可以減少瀝青混合料中的瀝青用量，能夠降低成本并減少對(duì)環(huán)境的污染。

為了保證粉煤灰的有效應(yīng)用，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)路面工程的具體要求和環(huán)境條件合理選用粉煤灰材料。使用粉煤灰時(shí)，還需要進(jìn)行充分的試驗(yàn)，確定其適當(dāng)?shù)膿搅?。此外，在施工過程中還需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，確保粉煤灰與其他材料充分混合均勻。

2 粉煤灰技術(shù)應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備工作是工程項(xiàng)目成功實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括選擇合適的施工技術(shù)、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行全面的技術(shù)交底、確保各項(xiàng)技術(shù)措施有效地落實(shí)以及提高施工現(xiàn)場(chǎng)的總體管理水平。

在技術(shù)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中，需要明確技術(shù)規(guī)范、配合比設(shè)計(jì)、試驗(yàn)檢測(cè)、工序準(zhǔn)備等方面的要求。各個(gè)管理者，如項(xiàng)目經(jīng)理、副經(jīng)理、工程師等，都要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的檢查，確保技術(shù)準(zhǔn)備充分充足，施工能夠順利進(jìn)行。試驗(yàn)檢測(cè)人員需要對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)規(guī)程有足夠的了解，掌握試驗(yàn)檢測(cè)操作技術(shù)，每一項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)都嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，工序管理人員需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工過程進(jìn)行全面的檢測(cè)，排除任何影響工程質(zhì)量的不利因素。配合比的設(shè)計(jì)通常是在試驗(yàn)室進(jìn)行的，設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)混合料的強(qiáng)度、耐久性、工藝等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，確保全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求才能投入使用[1]。

2.1.2 材料準(zhǔn)備

材料準(zhǔn)備是粉煤灰技術(shù)應(yīng)用中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此不僅需要準(zhǔn)備充足的施工材料，還需做好各項(xiàng)材料的質(zhì)量檢驗(yàn)和性能檢測(cè)工作，以滿足工程需要，加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)配合比參數(shù)的控制，以保證混合料的性能。

第一，對(duì)于石料，應(yīng)按照配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)備，粒徑和規(guī)格需符合工程要求，并且各項(xiàng)質(zhì)量參數(shù)都必須達(dá)到規(guī)范性要求。

第二，對(duì)石灰材料進(jìn)行消解試驗(yàn)分析，用以評(píng)估石灰材料質(zhì)量。

第三，石灰的含量應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)，以免影響材料的使用性能。

第四，石灰細(xì)度是重要參數(shù)之一，細(xì)度越好均勻性越好，反應(yīng)也會(huì)更加充分，因此應(yīng)加強(qiáng)石灰細(xì)度控制。

2.1.3 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

機(jī)械設(shè)備是高速公路施工中不可缺少的硬件設(shè)施。為保證機(jī)械設(shè)備的性能，需要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案和工藝要求準(zhǔn)備機(jī)械設(shè)備，并對(duì)設(shè)備的性能進(jìn)行全面的檢測(cè)，以確保不存在任何故障或性能不足問題。

其中，拌和設(shè)備必須能夠達(dá)到連續(xù)拌和的要求，且具備自動(dòng)稱量功能。同時(shí)，在粉煤灰材料拌和環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各種材料加入比例的控制，以保證拌和工作順利完成。攤鋪機(jī)也是非常關(guān)鍵的設(shè)備，是保證路面平整性和安全性的關(guān)鍵設(shè)備，因此需要合理配套攤鋪機(jī)。

2.2 技術(shù)工藝

2.2.1 試鋪

在高速公路粉煤灰施工正式開始前，需要先選擇一段相應(yīng)的路段進(jìn)行試驗(yàn)施工，嚴(yán)格執(zhí)行施工設(shè)計(jì)方案和工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)完成后，對(duì)路面結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量進(jìn)行全面檢測(cè)，分析是否出現(xiàn)嚴(yán)重問題，以調(diào)整相關(guān)技術(shù)參數(shù)，保證后續(xù)施工順利進(jìn)行。

在試驗(yàn)施工中，檢測(cè)攤鋪機(jī)速度、攤鋪厚度、攤鋪尺寸、碾壓方法、碾壓程序、碾壓遍數(shù)和密實(shí)度。掌握各技術(shù)參數(shù)，與設(shè)計(jì)方案比對(duì)，確定是否符合要求。如果試驗(yàn)路段部分性能不合格，應(yīng)組織技術(shù)人員改進(jìn)和處理，調(diào)整施工工藝，避免影響正式施工[2]。

2.2.2 混合料拌和

在粉煤灰技術(shù)應(yīng)用中，混合料拌和非常重要?；旌狭嫌啥喾N材料組合而成，主要包括石灰、粉煤灰、細(xì)集料等。在混合料拌和環(huán)節(jié)，材料配比應(yīng)符合要求，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)含水量控制，實(shí)際含水量超過最佳含水量1%～2%為宜。

確定混合料配比后，需要使用設(shè)備進(jìn)行拌和以達(dá)到混合均勻的效果。在拌和過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行有效的控制，以保證材料順利加入設(shè)備，材料加入量合理，從而保證材料的性能和質(zhì)量合格。此外，需要加強(qiáng)拌和時(shí)間控制，以免材料混合不均勻而影響性能。

目前，在拌和環(huán)節(jié)主要使用連續(xù)性拌和機(jī)，該設(shè)備的性能較好，且在運(yùn)行過程中一般不會(huì)發(fā)生中途停頓的情況。在現(xiàn)場(chǎng)拌和過程中，專業(yè)技術(shù)人員需要使用專業(yè)儀器設(shè)備對(duì)混合料進(jìn)行分批次檢測(cè)，以確?；旌狭系男阅芎唾|(zhì)量達(dá)到要求，如果發(fā)現(xiàn)問題，需要立即采取調(diào)整措施[3]。

2.2.3 混合料運(yùn)輸

目前，粉煤灰混合料的運(yùn)輸主要通過自卸車完成。在裝載過程中，需要控制一次裝載的量，避免裝載過多導(dǎo)致混合料離析。

同時(shí)，必須合理規(guī)劃運(yùn)輸路線，選擇平整度高的路線進(jìn)行運(yùn)輸，以避免長(zhǎng)時(shí)間顛簸導(dǎo)致混合料變質(zhì)?；旌狭线\(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，可以直接將其傾卸到攤鋪機(jī)的料斗內(nèi)。如果需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混合料進(jìn)行存放，必須合理規(guī)劃存放場(chǎng)地，避免在存放過程中發(fā)生混合料性能變質(zhì)的情況。因此，需要在場(chǎng)地規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮存放環(huán)節(jié)的要求，以確?；旌狭系男阅芎唾|(zhì)量不受影響。

2.2.4 混合料攤鋪

在攤鋪施工過程中，加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的控制非常重要，其中主要對(duì)厚度、平整度、離析、壓實(shí)度、寬度和含水量等方面進(jìn)行檢測(cè)，每一項(xiàng)參數(shù)都會(huì)對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

在攤鋪施工中，加強(qiáng)厚度管理至關(guān)重要，需要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢測(cè)工作，以確保松鋪厚度合格，不會(huì)影響路面結(jié)構(gòu)的使用效果。目前，主要采用兩層攤鋪施工方式，攤鋪完成后，需要進(jìn)行高程檢測(cè)，以免因厚度不合格而影響路面性能。

攤鋪平整度直接受攤鋪機(jī)性能的影響。因此，在施工之前需要對(duì)攤鋪機(jī)進(jìn)行全面檢查，如設(shè)備的各個(gè)部件以及傳感器等，確保各方面性能和質(zhì)量均合格，不會(huì)影響機(jī)器的正常工作。同時(shí)，需加強(qiáng)對(duì)攤鋪機(jī)施工作業(yè)環(huán)節(jié)的控制，保持?jǐn)備仚C(jī)連續(xù)穩(wěn)定地作業(yè)[4]。

2.2.5 混合料碾壓

在高速公路路面粉煤灰施工中，碾壓環(huán)節(jié)對(duì)路面結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量有直接影響，壓實(shí)度對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形情況等方面的影響最為明顯，因此在現(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)加強(qiáng)密實(shí)度的控制。

當(dāng)前，碾壓設(shè)備不斷更新，自動(dòng)化、智能化壓路機(jī)的應(yīng)用，能夠有效提升路面壓實(shí)效果。盡管現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，設(shè)備水平也在日益提高，但在碾壓環(huán)節(jié)仍容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響高速公路路面的質(zhì)量和性能。因此，在現(xiàn)場(chǎng)碾壓工作開始之前，技術(shù)人員應(yīng)綜合分析現(xiàn)場(chǎng)具體情況，合理確定碾壓施工技術(shù)參數(shù)，明確碾壓施工工藝，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，提高碾壓施工水平。

目前，在高速公路路面碾壓施工中，可以使用的壓路機(jī)形式比較多，如振動(dòng)壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)等。各種壓路機(jī)都有獨(dú)特的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)碾壓施工的需要，合理配置各項(xiàng)施工設(shè)備。

攤鋪工作結(jié)束后，應(yīng)立即應(yīng)用鋼壓路機(jī)進(jìn)行表面靜壓施工，通常為1～2 遍，輪跡之間的重疊寬度一般在1/4～1/3 之間，再應(yīng)用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)，保證振動(dòng)頻率和振幅都處于合理范圍內(nèi)，從而達(dá)到高速公路路面密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，質(zhì)檢人員隨時(shí)跟蹤碾壓施工情況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的壓實(shí)度進(jìn)行全面檢測(cè)。如果發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度存在不合格的情況，應(yīng)立即組織人員進(jìn)行補(bǔ)壓處理，從而達(dá)到路面結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3 粉煤灰混合料質(zhì)量控制

3.1 混合料級(jí)配

粉煤灰混合料的級(jí)配參數(shù)對(duì)整個(gè)混合料的性能和質(zhì)量有直接的影響，特別是石灰、粉煤灰、粗細(xì)集料的級(jí)配，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行效果都會(huì)產(chǎn)生直接影響。根據(jù)行業(yè)慣例，一般每日進(jìn)行兩次抽檢，計(jì)算各種材料的含量，并繪制級(jí)配曲線。為了使混合料的級(jí)配參數(shù)和設(shè)計(jì)方案達(dá)到要求，在現(xiàn)場(chǎng)拌和制作過程中應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)控管理，并使用相關(guān)設(shè)備控制各種材料，確保不會(huì)影響混合料的總體性能。

3.2 離析情況

在粉煤灰技術(shù)應(yīng)用過程中，容易發(fā)生混合料離析問題，這與現(xiàn)場(chǎng)施工管理控制不到位有關(guān)，尤其是沒有進(jìn)行深入的分析和檢查，會(huì)導(dǎo)致混合料性能不合格，引發(fā)離析情況。如果在混合料投入使用之前發(fā)現(xiàn)存在離析問題，應(yīng)及時(shí)作廢處理；對(duì)于施工之后發(fā)現(xiàn)的離析問題，應(yīng)對(duì)受影響的施工部位進(jìn)行全面清理，然后重新進(jìn)行鋪設(shè)施工。

3.3 密實(shí)度控制

粉煤灰混合料的密實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，才能保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性合格，否則會(huì)給整個(gè)高速公路的運(yùn)行效果和質(zhì)量帶來不利的影響，因此需要加強(qiáng)控制與檢測(cè)，以提升密實(shí)度的性能。

目前，對(duì)于高速公路路面的密實(shí)度檢測(cè)，主要采用灌砂法，使用鉆芯取樣的方式進(jìn)行復(fù)核檢測(cè)，一般每日進(jìn)行一次抽檢即可，確定是否達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。若是發(fā)現(xiàn)密實(shí)度不達(dá)標(biāo)，應(yīng)立即組織人員進(jìn)行返修處理，以避免對(duì)高速公路的正常使用產(chǎn)生不良影響[5]。

3.4 粉煤灰碎石強(qiáng)度檢驗(yàn)

在高速公路項(xiàng)目施工之前，如果決定采用粉煤灰施工技術(shù)，應(yīng)對(duì)之前的類似工程進(jìn)行分析，總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，分析粉煤灰施工要求，并分析強(qiáng)度參數(shù)。然后根據(jù)工程的實(shí)際情況，加強(qiáng)強(qiáng)度檢測(cè)和控制，以保證其強(qiáng)度性能合格。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度應(yīng)與設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)保持一致，達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。

第一，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制備符合規(guī)定尺寸和比例的試樣（通常采用圓柱形或立方體試樣），并保證試樣表面平整。

第二，將試樣放置在壓力試驗(yàn)機(jī)上，并逐漸增加壓力，記錄加載過程中的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。根據(jù)加載曲線和試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出石灰粉煤灰碎石的抗壓強(qiáng)度值。

第三，進(jìn)行彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，通常采用梁狀試樣，試樣制備后，將之放置在彎曲試驗(yàn)機(jī)上，逐漸增加彎曲力，測(cè)定試樣的抗彎強(qiáng)度。試驗(yàn)過程中需要記錄加載過程中的應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算出石灰粉煤灰碎石的彎曲強(qiáng)度值。

除了抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)，還可以進(jìn)行其他相關(guān)強(qiáng)度檢驗(yàn)，如抗凍強(qiáng)度試驗(yàn)、抗滑移強(qiáng)度試驗(yàn)等，以全面評(píng)估粉煤灰混合料的力學(xué)性能。

4 結(jié)語

粉煤灰材料本質(zhì)上屬于工業(yè)生產(chǎn)的廢料。以往，很少有人使用粉煤灰材料進(jìn)行工程建設(shè)，導(dǎo)致大量粉煤灰材料被直接排放，這種情況容易引發(fā)環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題。隨著現(xiàn)代工程技術(shù)的不斷發(fā)展，粉煤灰材料的應(yīng)用越來越深入，尤其是與石灰、細(xì)集料等充分混合，能夠形成性能合格的工程施工材料。為了保證高速公路項(xiàng)目的順利實(shí)施，提高高速公路后期運(yùn)營(yíng)水平，減少環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，需加強(qiáng)對(duì)粉煤灰施工技術(shù)的研究與改進(jìn)，促進(jìn)高速公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。