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摘要:从本质上来说粉煤灰可以说是一种工业废渣,主要是在火力发电厂生产过程中出现。如果不能对粉煤灰进行科学处理后直接排放就会导致土壤以及水污染现象的出现,这对生态环境以及人体健康都是一种较为严重的威胁。粉煤灰具有一定的利用價值,可作为掺合料加入到混凝土中,也可以作为路基填料进行施工工作。因此我们必须正确认识粉煤灰的作用与不足,借助必要的措施手段对其进行有效处理,从根本上避免污染环境现象的出现。
关键词:粉煤灰;物理性质;公路路基;应用价值
路基施工是公路工程中不可缺少的组成部分,同时占据相当重要的位置。在提升公路质量以及行车舒适性方面路基稳定性的保障起着不可替代的重要作用,在公路施工过程中经常会遇到不可避免的土壤含水量过高的软土土质,这需要我们对其进行有效处理,进而保障路基安全。物理强度以及渗透能力较强是粉煤灰的明显特征,在施工中进行使用可实现对软土地基的有效改善,这也是其在公路路基施工中得到不断应用的主要原因。
一、粉煤灰的性质
1.粉煤灰的物理性质
粉煤灰其实是一种颗粒,主要呈现出蜂窝的状态,吸附活性较强是其明显优势与特征。粉煤灰的表面以及孔隙内非常容易对粉尘进行吸附,因此在运输过程当中我们必须对其进行一定处理,处理方式为洒水。这不仅可促使粉煤灰的密实性得到有效增加,同时也可在提升运输效率的同时避免扬尘现象的出现,最终实现就环境安全的有效保证。
粉煤灰的使用性能会受到物理性质的直接影响,在判断其质量过程当中我们可将外观颜色作为主要依据,如果颜色较深就可说明其含碳量较高,细度越细使用质量则越高。粉煤灰在颜色上呈现出灰白的状,则说明含有较高的钙,利用价值较低。公路施工单位在实际施工过程当中需要结合实际科学选择粉煤灰,尤其是提升对粉煤灰质量的重视程度,进而促使路基施工质量得到根本上的保障。
2.粉煤灰的渗透作用
在路基施工中,所用材料的渗透能力是需要重点关注的要素之一。尤其是在一些粘土地质环境下进行公路路基施工时,如果不进行地基土的科学处理,地基因为含水率较高而导致承载能力达不到设计标准,后期公路通车后,地基受到较大的荷载压力容易出现不均匀沉降现象。粉煤灰自身多孔的结构,决定了本身具有较强的渗透能力,并且由于粉煤灰中主要以无机盐、氧化物为主,因此即便是吸水后也不会发生结构、性质上的改变。利用粉煤灰换填地基土,可以提高公路路基的稳定性,在一些地下水含量较高、降水丰富的地区具有良好的应用效果。
3.粉煤灰的毛细水作用
在干燥状态下,粉煤灰颗粒之间的距离比较大,应用在路基工程中会出现毛细水现象。土壤中的水分在粉煤灰颗粒间距作用下不断的上升,会影响到路基的使用稳定性。与粘土材料相比较,毛细水作用有明显的增强,这并不利于路基建设任务进行,因此需要采取解决措施。常用的技术手段是对材料进行碾压,使颗粒直径减小,但这种方法效果并不能满足使用续期。现用方法是在粉煤灰底层摊铺一层隔离材料,这样使用期间粉煤灰没有与水分直接接触,毛细水现象也得到了解决。
二、粉煤灰在公路路基施工中的应用
施工前要在路基表面铺设隔离材料,避免粉煤灰与土壤基层直接接触,保障基层的排水性能并不单是材料的选择,基础设施配合程度也十分重要,尤其是排水盲沟的布设位置,关系到积水排出是否能够正常进行,要对位置进行设计规划。隔离层应使粉煤灰底部离开地下水或地表水50cm以上。所以土质隔离层应大于50cm,采用砾料等透水性好的材料大于30cm。隔离层应做成向两边排水且大于3%的横坡,以利水排出。
在压实的隔离层上,划出两边护坡界线,两边护坡的平均宽度不小于2m,每层压实厚度不大于30cm;整平后静压一遍,用人工沿护坡的内界线将护坡土整理齐整,防止有松散土混入粉煤灰中。土和粉煤灰混合后,因两者的含水量相差很大,碾压时容易成软弹而难以压实。在整平的护坡上划出盲沟位置。在两边土质护坡之间进行粉煤灰的摊铺,每层粉煤灰的压实厚度一般为20~30cm。为了有利于粉煤灰与护坡同层碾压,护坡土层厚度与同层粉煤灰的压实厚度应相当,以保证结合部位的压实度。为了减少中间污染环节,粉煤灰应直接从灰池运输到工地摊铺碾压,施工中尽量不设粉煤灰料场。
实践中发现最下层盲沟排水效果较好,其它层次的盲沟排水效果不明显。施工中我们将最下层盲沟水平间距加密而加大垂直间距的盲沟设置。盲沟水平间距采用8m、垂直间距2m,盲沟进水口用土工布包裹,以防粉煤灰流出,出水口应伸出边坡外。为什么在碾压后再设盲沟呢?因为可以防止在碾压时损坏盲沟管。
粉煤灰施工至顶层后,尽可能放置一段时间,最好经过一两次雨。其目的使粉煤灰路堤中多余的大部分水分渗透出来,加速排水固结过程。施工中观察至15d盲沟管开始出水,45d左右排水基本结束。在此期间应做好养护工作;晴天洒水防止表层干燥松散,雨天做好表面排水。封层采用石灰土,二灰土等材料,厚度为30~50cm。
三、粉煤灰路堤沉降观测
粉煤灰路堤成功的关键在于它的整体稳定性。施工完成后检测压实度、CBR值、弯沉等主要指标都能满足规范要求的情况下,选择相同地质条件下的土质路堤和纯粉煤灰路堤进行了沉降观测比较,粉煤灰路堤的沉降范围为1~2.2cm,表明粉煤灰路堤沉降量比土质路堤小。这与室内试验土的压缩系数比灰的压实系数大40%~50%的结果相吻合。因此粉煤灰路堤的强度和稳定性是安全可靠的。另外,也要根据公路行车荷载的设计要求,决定粉煤灰铺设的厚度,例如在一些交通要道或是车流量比较密集的路段,可以在路基施工中适当增加粉煤灰的用量,对于提高路基稳定性、防治路基沉降也有一定效果。
结语
火力发电是现阶段我国电力的主要来源,因此在生产过程中一定会导致大量的粉煤灰出现,在适当的处理基础之上我们可将粉煤灰变成有利用价值的原材料,不仅可实现对环境污染问题的有效解决,同时可将廉价的材料提供给一系列的工程建设工作。通过对公路路基施工工作进行分析后我们可以发现结合实际填铺适当厚度的粉煤灰可促使路基稳定性得以有效提升,有效减少地下水对路基所造成的破坏,帮助公路实现对使用寿命的有效延长。
参考文献:
[1]刘云晋,罗兆青.粉煤灰掺用技术在桥梁路基伸缩缝中的应用[J].山西建筑,2017,33(06):335-337.
[2]邓剑涛,朱春森,李述良,等.粉煤灰混凝土沉管桩在软土路基中的应用[C]//中国土木工程学会土力学年会.2015.
关键词:粉煤灰;物理性质;公路路基;应用价值
路基施工是公路工程中不可缺少的组成部分,同时占据相当重要的位置。在提升公路质量以及行车舒适性方面路基稳定性的保障起着不可替代的重要作用,在公路施工过程中经常会遇到不可避免的土壤含水量过高的软土土质,这需要我们对其进行有效处理,进而保障路基安全。物理强度以及渗透能力较强是粉煤灰的明显特征,在施工中进行使用可实现对软土地基的有效改善,这也是其在公路路基施工中得到不断应用的主要原因。
一、粉煤灰的性质
1.粉煤灰的物理性质
粉煤灰其实是一种颗粒,主要呈现出蜂窝的状态,吸附活性较强是其明显优势与特征。粉煤灰的表面以及孔隙内非常容易对粉尘进行吸附,因此在运输过程当中我们必须对其进行一定处理,处理方式为洒水。这不仅可促使粉煤灰的密实性得到有效增加,同时也可在提升运输效率的同时避免扬尘现象的出现,最终实现就环境安全的有效保证。
粉煤灰的使用性能会受到物理性质的直接影响,在判断其质量过程当中我们可将外观颜色作为主要依据,如果颜色较深就可说明其含碳量较高,细度越细使用质量则越高。粉煤灰在颜色上呈现出灰白的状,则说明含有较高的钙,利用价值较低。公路施工单位在实际施工过程当中需要结合实际科学选择粉煤灰,尤其是提升对粉煤灰质量的重视程度,进而促使路基施工质量得到根本上的保障。
2.粉煤灰的渗透作用
在路基施工中,所用材料的渗透能力是需要重点关注的要素之一。尤其是在一些粘土地质环境下进行公路路基施工时,如果不进行地基土的科学处理,地基因为含水率较高而导致承载能力达不到设计标准,后期公路通车后,地基受到较大的荷载压力容易出现不均匀沉降现象。粉煤灰自身多孔的结构,决定了本身具有较强的渗透能力,并且由于粉煤灰中主要以无机盐、氧化物为主,因此即便是吸水后也不会发生结构、性质上的改变。利用粉煤灰换填地基土,可以提高公路路基的稳定性,在一些地下水含量较高、降水丰富的地区具有良好的应用效果。
3.粉煤灰的毛细水作用
在干燥状态下,粉煤灰颗粒之间的距离比较大,应用在路基工程中会出现毛细水现象。土壤中的水分在粉煤灰颗粒间距作用下不断的上升,会影响到路基的使用稳定性。与粘土材料相比较,毛细水作用有明显的增强,这并不利于路基建设任务进行,因此需要采取解决措施。常用的技术手段是对材料进行碾压,使颗粒直径减小,但这种方法效果并不能满足使用续期。现用方法是在粉煤灰底层摊铺一层隔离材料,这样使用期间粉煤灰没有与水分直接接触,毛细水现象也得到了解决。
二、粉煤灰在公路路基施工中的应用
施工前要在路基表面铺设隔离材料,避免粉煤灰与土壤基层直接接触,保障基层的排水性能并不单是材料的选择,基础设施配合程度也十分重要,尤其是排水盲沟的布设位置,关系到积水排出是否能够正常进行,要对位置进行设计规划。隔离层应使粉煤灰底部离开地下水或地表水50cm以上。所以土质隔离层应大于50cm,采用砾料等透水性好的材料大于30cm。隔离层应做成向两边排水且大于3%的横坡,以利水排出。
在压实的隔离层上,划出两边护坡界线,两边护坡的平均宽度不小于2m,每层压实厚度不大于30cm;整平后静压一遍,用人工沿护坡的内界线将护坡土整理齐整,防止有松散土混入粉煤灰中。土和粉煤灰混合后,因两者的含水量相差很大,碾压时容易成软弹而难以压实。在整平的护坡上划出盲沟位置。在两边土质护坡之间进行粉煤灰的摊铺,每层粉煤灰的压实厚度一般为20~30cm。为了有利于粉煤灰与护坡同层碾压,护坡土层厚度与同层粉煤灰的压实厚度应相当,以保证结合部位的压实度。为了减少中间污染环节,粉煤灰应直接从灰池运输到工地摊铺碾压,施工中尽量不设粉煤灰料场。
实践中发现最下层盲沟排水效果较好,其它层次的盲沟排水效果不明显。施工中我们将最下层盲沟水平间距加密而加大垂直间距的盲沟设置。盲沟水平间距采用8m、垂直间距2m,盲沟进水口用土工布包裹,以防粉煤灰流出,出水口应伸出边坡外。为什么在碾压后再设盲沟呢?因为可以防止在碾压时损坏盲沟管。
粉煤灰施工至顶层后,尽可能放置一段时间,最好经过一两次雨。其目的使粉煤灰路堤中多余的大部分水分渗透出来,加速排水固结过程。施工中观察至15d盲沟管开始出水,45d左右排水基本结束。在此期间应做好养护工作;晴天洒水防止表层干燥松散,雨天做好表面排水。封层采用石灰土,二灰土等材料,厚度为30~50cm。
三、粉煤灰路堤沉降观测
粉煤灰路堤成功的关键在于它的整体稳定性。施工完成后检测压实度、CBR值、弯沉等主要指标都能满足规范要求的情况下,选择相同地质条件下的土质路堤和纯粉煤灰路堤进行了沉降观测比较,粉煤灰路堤的沉降范围为1~2.2cm,表明粉煤灰路堤沉降量比土质路堤小。这与室内试验土的压缩系数比灰的压实系数大40%~50%的结果相吻合。因此粉煤灰路堤的强度和稳定性是安全可靠的。另外,也要根据公路行车荷载的设计要求,决定粉煤灰铺设的厚度,例如在一些交通要道或是车流量比较密集的路段,可以在路基施工中适当增加粉煤灰的用量,对于提高路基稳定性、防治路基沉降也有一定效果。
结语
火力发电是现阶段我国电力的主要来源,因此在生产过程中一定会导致大量的粉煤灰出现,在适当的处理基础之上我们可将粉煤灰变成有利用价值的原材料,不仅可实现对环境污染问题的有效解决,同时可将廉价的材料提供给一系列的工程建设工作。通过对公路路基施工工作进行分析后我们可以发现结合实际填铺适当厚度的粉煤灰可促使路基稳定性得以有效提升,有效减少地下水对路基所造成的破坏,帮助公路实现对使用寿命的有效延长。
参考文献:
[1]刘云晋,罗兆青.粉煤灰掺用技术在桥梁路基伸缩缝中的应用[J].山西建筑,2017,33(06):335-337.
[2]邓剑涛,朱春森,李述良,等.粉煤灰混凝土沉管桩在软土路基中的应用[C]//中国土木工程学会土力学年会.2015.