路基层施工技术

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1、路基层施工技术低活性粉煤灰在路面基层施工中应用的探讨［摘要］用硫酸钠作为化学添加剂，改善低活性粉煤灰的活性，使其在路面基层施工中具有良好的技术性、工艺性和经济性。通过大量的试验、分析以及工程实体强度的检测结果，提出了低活性粉煤灰的化学改善方法，重点阐述了低活性粉煤灰在二灰稳定碎石中的应用，并对配合比设计以及施工提岀了注意事项和要求关键词化学添加剂低活性粉煤灰改善路面基层工程实体强度1引言粉煤灰作为筑路材料大量用于公路工程的历史不长。最先人们将粉煤灰作为路基填料，以解决环保问题和路基填料用土问题。随着对粉煤灰研究的进一步深化，人们逐渐认识到粉煤灰中的活性物质在一定条件下可以形

2、成较高的强度，并有较好的理化性质，于是开始将粉煤灰作为路面基层材料使用。近年来的研究和工程实践证明，石灰、粉煤灰综合稳定土（含粗、中、细粒土，以下简称二灰稳定土）具有较高的中、后期强度，水稳性好，刚度大，工艺性好，与石灰稳定土或水泥稳定土相比具有良好的抗裂性。由于其工程性质优势明显，且具有环保意义，有利于公路建设的可持续发展,因此，二灰稳定土很快成为路面基层材料的主要混合料类型之一。山东、浙江、陕西、河南等省份先后在一般路网项目甚至高速公路上都有大量使用。但是，粉煤灰并非尽善尽美的筑路材料，它的许多弱点仍有待人们去研究、去克服。特别是低活性粉煤灰的利用问题，如何避其所短，扬

3、其所长，使其能在公路建设中发挥作用，是摆在我们面前的一大课题。2低活性粉煤灰的工程特性及其应用前景粉煤灰早期强度偏低。以二灰稳定碎石为例，一般7天饱水无侧限抗压强度（以下简称抗压强度）仅为IMPa左右。低活性粉煤灰则更差，一般仅为0.4-0.8MPa,有些甚至没有强度，中期和后期强度也偏低。造成低活性粉煤灰二灰稳定类材料强度偏低的原因主要有：活性含量不足、颗粒偏粗、烧失量过大等。所谓低活性粉煤灰是指SiO2、AI2O3、Fe2O3总含量小于70%,或烧失量大于20%的粉煤灰。细度过粗的粉煤灰由于其比表面积偏小，表面活性利用率低，亦可划入此列。研究表明，造成粉煤灰活性偏低的原

4、因主要有：燃煤的品质、燃烧的程度以及粉煤灰存放的吋间长短等等。由于种种条件的影响，低活性粉煤灰仍在不断地产生。《公路路面基层施工技术规范》JTJ034-2000明确规定：粉煤灰中SiO2、AI2O3、Fe2O3的总含量应不小于70%；烧失量不应超过20%；比表面积宜大于2500cm2/g（或90%通过0・3mm筛孔，70%通过0.075mm筛孔）。也就是说，低活性粉煤灰是不宜直接作为路面基层材料使用的。如果将这部分粉煤灰弃之不用，对于粉煤灰排放单位来讲，就必须占用更多的土地存放这些工业废渣；对于公共环境而言,则相当于增加了一个非常庞大的污染源；对于公路建设而言，则相当于放弃

5、了一种有用的筑路材料资源。如果我们能够通过一定的方法改善低活性粉煤灰强度偏低的特性，使其能够成为一种正常的筑路材料，就能兴利除弊，无论是对于环境保护、还是对于公路建设，都将是一项非常有益的事情。为了能使这些低活性粉煤灰物尽其用，2999年，在借鉴前人经验的基础上,我们尝试采用化学添加剂的方法改善粉煤灰的活性，以期提高低活性粉煤灰稳定材料的强度，改善其特性，成为有价值的筑路材料。3二灰稳定材料强度形成的机理粉煤灰用于路曲基层材料，其主要类型有：石灰稳定粉煤灰（简称二灰）；石灰、粉煤灰稳定土（二灰稳定土、二灰稳定碎石、二灰稳定沙砾等）。这些材料的强度构成除二灰稳定屮、粗粒土在早

6、期强度中含有骨架嵌挤力外，其它主要是依靠石灰和粉煤灰的活性物质通过一定的理化过程来完成的。通常，石灰和粉煤灰在一定条件下混合后将发生如下反应：SiO2+xCaO+mH2O—xCaO.SiO2.nH20AI2O3+yCaO+mH2O^yCaO.AI2O3.nH20Fe2O3+AI2O3+zCaO+mH2O—zCaO.AI2O3.Fe2O3.nH20其中生成的3CaO.Si02.（硅酸三钙）、2CaO.Si02.（硅酸二钙）、3CaO.AI2O3（铝酸三钙）、4CaO.AI2O3.Fe2O3（铁铝酸四钙），与水泥中的主要成份相同，它们的水合物是水泥石的主要成份。这些反应通常称作

7、火山灰反应。火山灰反应必须在有水的条件下才能进行。石灰、粉煤灰、化学添加剂在火山灰反应中的作用如下：3.1石灰生石灰（CaO）水解后成为熟石灰（Ca（OH）2）,在过量水的作用下，形成石灰水溶液，并电离成Ca2+和0H—,对稳定土产生以下几点影响：1、使石灰产生碳化反应而形成强度；2、为石灰与土进行离子交换创造了条件；3、有利于石灰形成结晶；4、为二灰稳定土制造了一个初步的碱环境，便于火山灰反应的形成。3.2粉煤灰粉煤灰的主要成分是硅、铝、铁的氧化物，也是火山灰反应的主要物质。这些物质多是以玻璃体的形式存在的，不利