粉煤灰用作路堤填料的特点研究

粉煤灰用作路堤填料的特点研究摘要：现阶段，粉煤灰是排放量巨大的工业原料废渣。据可靠资料记载，我国的各级火力电厂现阶段年排放粉煤灰量最少在1.8亿吨，并且随着我国电力发展的需要，这些废渣还以每年700万吨的速度增加。这些粉煤灰废渣长期大量堆放，导致大量土地、农田资源被侵占，又造成严重的污染环境。但国内粉煤灰目前利用率仍很低，利用粉煤灰的一系列技术问题成为一个十分重要的课题。关键词：粉煤灰；路基填料；轻质填料；路堤稳定这些年来，随着我国高等级公路的快速发展，高等级公路的普遍特点是路堤较高，所以需要大量优质路堤填料。但在现实下，一般广阔的地区就存在严重的大量取土从而侵占良田的矛盾；并且，有的道路基地软弱，因而如何采用一种质轻、价廉的填料，无疑对高填方路堤的稳定有这重要的意义。一般情况下，粉煤灰的压实密度是粘性土压实密度的四分之三，它不但是一种廉价材料而且是一种质轻填料，况且粉煤灰在我国的数量巨大，既占用农田，又严重污染了周边环境，如何让这些废料变废为宝呢？作者认为，大量修筑粉煤灰路堤，从而“已灰代土”，既能提高工程质量，降低工程造价，还可以为电厂、社会、环境带来可观的经济效益、社会效益和环保效益。第4页共4页 粉煤灰的道路特性：粉煤灰是利用煤经过粉碎加工后在高温炉里充分燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。呈大量细小的玻璃质球体颗粒结构。外观类似水泥，颜色呈灰黑色。在电子显微镜下观察，可见粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个混合体。颗粒多为颗粒结构，玻璃体包括光滑的球体形玻璃体粒子、形状不规则孔隙少的小颗粒，颗粒表面疏松，且有漏斗状的玻璃体球，未燃炭多呈疏松多孔形式。其特性决定粉煤灰比表面积较大，因而具有较高的吸附活性，并且具有的多孔结构，使其孔隙率高达50%-80%，具有很强的吸水性。质量轻是粉煤灰的一大特点（见表1）。粉煤灰质量轻的原因有两个，第一个是因为粉煤灰属于CaO、Al2O3-SiO2系统，其化学成分以Al2O3和SiO2为主，次要成分为CaO和Fe2O3以及少量的MgO和SO3等。而这些矿物成分的质量本身很轻；第二个原因，粉煤灰本身颗粒是由空心球形玻璃体和一些微粒组成的一个混合体，并且，粉煤灰的颗粒比较均匀，其良好的颗粒级配决定了其比表面积较大，具有很大的孔隙比。这就是其在公路中利用的基础和优势。表1不同填料的压实容重及其它有关指标的比较第4页共4页 无粘性或粘性极小，不具有可塑性是粉煤灰的第二个特点，表2比较了不同类型的粉煤灰的颗粒组成，一般粉煤灰经高炉燃烧后主要是粉粒状，粉煤灰的颗粒正好填使得细颗粒的级配更加合理，需水量减少。并且粉煤灰一般不具有可塑性，很难揉搓成条状，所以没有塑指。但粉煤灰的液限比较大，据有关资料记载，粉煤灰的颗粒越大，其液限值也越大，其原因可能是粉煤灰的空心球颗粒含量决定了它的液限值，当粉煤灰的颗粒越大，其中的空心球颗粒含量就越多。该规律性还须进一步证实。透水性较大是粉煤灰的第三个特点，并且在饱水的情况下强度会很快降低，所以在在施工中要控制好含水量，因为粉煤灰比土的含水量变化范围要大得多，虽然粉煤灰吸水量大，但泄水也快，所以控制碾压时的含水量应略大于最佳含水量是至关重要的一环。现场压实作业的实践证明，含水量偏小，表层容易松散，在压路机作用下有推移现象产生，影响压实效果当含水量略大于最佳含水量3%～5%时，碾压过程中表层有溅水，碾压结束时比较密实，且能达到要求的压实度。表3列出粉煤灰部分物理性质及击实试验资料。从总体上来说，粉煤灰具有自重轻、内摩擦角大、透水性好、压缩性好、施工压实含水量范围宽等优点，可以在公路中充分利用粉煤灰路堤，尤其是在软土地基路段，能充分利用粉煤灰质量轻的特点，减轻路堤自重、减轻软土地基的附加应力，从而减少总沉降并提高路堤的稳定性。粉煤灰的物理性质包括天然容重、细度、比表面积、毛细管上升高度等，这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。由于粉煤灰的组成波动范围很大，这就决定了其物理性质的差异也比较大。在一定程度上粉煤灰颜色反映了粉煤灰的细度，颜色越深粉煤灰颗粒越细。所以使用时要对粉煤灰进行分类，以便施工中更能合理有效的安排施工。并且粉煤灰没有粘性，较难成型，所以利用粉煤灰填筑路堤必须要做好防排水。当采用粉煤灰高路堤时，还必须对高路堤进行稳定性验算，从而在设计和施工中采取相关有效措施，以保证高路堤的整体稳定。第4页共4页 参考文献[1]赵汉涛.路面结构检验与测试技术[M].人民交通出版社，1987.[2]魏汝龙.软粘土的强度和变形[M].人民交通出版社，1987.[3]罗新余.粉煤灰在路堤中的应用[J].交通世界（建养.机械），2007（4）.[4]吴凤龙.粉煤灰填筑路堤的可行性及施工中的注意事项[J].交通世界（建养.机械），2010（10）.[5]张鑫.粉煤灰路基施工技术研究[J].科技视界，2016（4）.作者简介：陈浩（1987-），男，陕西韩城人，大学本科学历，韩城市交通运输局，助理工程师，研究方向：公路工程。第4页共4页