公路路基过湿土的粉煤灰处理方法小议

公路路基过湿土会影响路基的稳定性和承载能力。粉煤灰处理是一种有效的解决方式。粉煤灰具有颗粒小、自重轻且具有一定活性等特点。在处理过湿土路基时，将适量的粉煤灰掺入过湿土中，能起到改善土质结构的作用。它可以降低过湿土的含水量，增加土的强度。粉煤灰中的活性成分还能与土中的某些物质发生反应，进一步提高土体的稳定性。同时，这种处理方法成本相对较低，还能实现对工业废料粉煤灰的有效利用，在公路建设中具有积极意义，但要注意合理控制粉煤灰的掺入量和施工工艺，以确保处理效果。

摘 要：高速公路路基填筑施工期遇到雨水频繁，土场地下水丰富或土的天然含水量高会造成路基过湿土的现象，过湿土有不少处理方法，主要探讨了利用粉煤灰处理过湿土可行性及有关研究。
    关键词：粉煤灰；处理；过湿土
    1 粉煤灰材料
    1.1产地：某市热电厂干排粉煤灰。
    1.2基本性能：
    （1）化学成分
    结论：
    （2）细度：通过筛分0.075筛余8%（水泥要求＜10%，故已达到水泥细度标准)。
    （3）二灰强度（试验方法同水泥强度检验）：
    （4）绝对吸水率：50%。
    2 过湿土处理降水性能
    2.1降低过湿土含水量对比分析。对比试验解决两个问题：（1）是否可以用纯粉煤灰？（2）与石灰处理相比是否达到同样效果，成本如何？试验采用了含水量为28.7%的过湿土，在不同时间观察含水量降低情况。对比分四个类型：a.纯土不掺结合料自然降水。b.掺纯生石灰降水。c.掺纯粉煤灰降水。d.掺石灰加粉煤灰降水。
    可知，没经处理的土自身有一个风干过程，但降低速度很慢。掺入改善料的含水量其中也包括了自然风干效应，那么，必须除去纯土的含水量降低部分，作为掺入改善料的降低含水量的作用。
    说明，掺入这些改善料，即使处在封闭状态（即实际施工时土处在大堆存在状态）结合料与土产生水化作用直接吸水，可以产生明显的降低含水量作用。也就是说改善土在碾压封闭后还有一个持续降水的作用。
    2.2小结。
    （1）掺入5%生石灰，可以使施工碾压含水量由28.7%下降到15.2%，完全能满足压实度100%的要求，碾压后含水量还可持续下降，使路基迅速固化成型。（2）掺入2%熟石灰加6%粉煤灰，基本可以达到与石灰同等效果。造价明显降低。（3）掺入10%纯粉煤灰，其降低含水量的效果相当于掺4%的生石灰。但其水化作用不显著，因为粉煤灰需要石灰（而且是熟石灰）才能激发其活性，主要是产生火山灰反应。
    3 粉煤灰改善土的强度性能
    过湿土的另一个主要改善作用是改善土的CBR值，提高土的承载力，使土基不产生后期压缩沉降。
    3.1取典型CBR不合格的粉质土（其值为2.87%），直接利用天然含水量（31%）掺各类改善剂击实成型，压实度在86%的状态下处理后CBR值比较处理结果。
    3.2取土质最差的青黑色淤泥土（含腐殖质，天然含水量61%），参照粉喷桩处理软基室内试验方法，掺入各类改善剂，抗压强度结果。
    3.3小结。
    （1）石灰粉煤灰改善土CBR值提高到10%以上。（2）石灰粉煤灰改善土无侧限抗压强度，达到了一般二级路底基层强度要求，和粉喷桩强度要求。
    4 粉煤灰改善土的膨胀性能估计
    4.1过湿土改善后是要有良好的水稳定性，也是应慎重考虑的问题。与改良前作比较，CBR试验中浸水4天的膨胀量情况。
    4.2小结。石灰粉煤灰处理过湿土与其他改善剂处理过湿土都具有十分良好的耐水性，膨胀率由5.83%，降低到了0.06%，无明显的膨胀变化。这对解决过去工程出现的土基早期强度衰减有着十分重要的作用。
    5 粉煤灰改善土的抗收缩的性能估价
    限于试验设备限制，需做具体试验。但是，大量文献表明，在众多的改善剂中，粉煤灰是降低土的收缩性的最好材料。在《公路路面基层施工技术规范》中指出“石灰稳定细粒土最大干缩应变为3120～6030μ；水泥稳定细粒土最大干缩应变为2780～3950μ；二灰稳定细粒土最大干缩应变为340～2630μ”，沙庆林指出：“稳定细粒土水泥剂量越大，温缩系数越大，而二灰则与之相反。”几乎可以说，对改善土而言，二灰的剂量可以视降水需要无限制增加。证明由于石灰粉煤灰对过湿土有很强的沙化作用，有减少土基开裂的性能。对此毋庸置疑。
    6 结论
    6.1利用粉煤灰处理过湿土有如下优点：
    （1）可以直接掺入处理不须闷料，加快工程进度。（2）吸水率高，吸水快，对于改善水田土，解决土源缺乏问题有极其重要的作用。（3）掺入过湿土早期硬化速率较慢，压实性能好。（4）明显提高土基的强度和水稳性，压缩沉降小。（5）总量10%的二灰（石灰：粉煤灰=2：8）与掺6%石灰相比，可以降低结合料造价30%左右。
    6.2粉煤灰的其它工程用途。
    （1）提高土的CBR值，解决上路床料源问题，而且成型后可立即保证施工车辆通行，对二期施工有利。（2）可以用于填筑路堤包边土改善，使之与填沙保持材料的性能一致，防止包边界面出现纵向开裂。同时，可用作填沙运输车临时垫底，防止陷车。（3）可以考虑用作构造物轻质材料台背回填，既可以单独回填也可以与河沙掺用回填。其构造稳定，透水性好，重量轻，并且可以一次性用振动器振动密实，避免振动压实。但此问题有待另行研究论讨论。（4）粉煤灰与水泥细度相同，也可以用于粉喷桩的施工，降低造价。增加桩下部粉喷桩量，解决粉喷桩深层拌和不均、吸水率低的问题。目前国内已有水泥加粉煤灰施工粉喷桩的先例，至于二灰在粉喷桩的施工应用，目前暂没有现成的经验和较为完整的资料介绍。必要时，可参考研究。（5）可以广泛用于泵送水泥砼、大体积砼，高温季节降低水化热，提高砼流动性。但如需大量使用时，应进行试验验证。（6）在软基稳定处理工程中，有进行石灰挤密桩施工需要时，如要相对降低造价，粉煤灰也是较为适用的材料。
    参考文献
    [1]贾江立.利用粉煤灰处理过湿土的可行性试验[J].山西建筑，2004（22）. 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/200906/12977.htm