摘 要：現(xiàn)階段，粉煤灰是排放量巨大的工業(yè)原料廢渣。據(jù)可靠資料記載，我國(guó)的各級(jí)火力電廠現(xiàn)階段年排放粉煤灰量最少在1.8億噸，并且隨著我國(guó)電力發(fā)展的需要，這些廢渣還以每年700萬(wàn)噸的速度增加。這些粉煤灰廢渣長(zhǎng)期大量堆放，導(dǎo)致大量土地、農(nóng)田資源被侵占，又造成嚴(yán)重的污染環(huán)境。但國(guó)內(nèi)粉煤灰目前利用率仍很低，利用粉煤灰的一系列技術(shù)問(wèn)題成為一個(gè)十分重要的課題。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；路基填料；輕質(zhì)填料；路堤穩(wěn)定

這些年來(lái)，隨著我國(guó)高等級(jí)公路的快速發(fā)展，高等級(jí)公路的普遍特點(diǎn)是路堤較高，所以需要大量?jī)?yōu)質(zhì)路堤填料。但在現(xiàn)實(shí)下，一般廣闊的地區(qū)就存在嚴(yán)重的大量取土從而侵占良田的矛盾；并且，有的道路基地軟弱，因而如何采用一種質(zhì)輕、價(jià)廉的填料，無(wú)疑對(duì)高填方路堤的穩(wěn)定有這重要的意義。一般情況下，粉煤灰的壓實(shí)密度是粘性土壓實(shí)密度的四分之三，它不但是一種廉價(jià)材料而且是一種質(zhì)輕填料，況且粉煤灰在我國(guó)的數(shù)量巨大，既占用農(nóng)田，又嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境，如何讓這些廢料變廢為寶呢？作者認(rèn)為，大量修筑粉煤灰路堤，從而“已灰代土”，既能提高工程質(zhì)量，降低工程造價(jià)，還可以為電廠、社會(huì)、環(huán)境帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。

粉煤灰的道路特性：粉煤灰是利用煤經(jīng)過(guò)粉碎加工后在高溫爐里充分燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物。呈大量細(xì)小的玻璃質(zhì)球體顆粒結(jié)構(gòu)。外觀類(lèi)似水泥，顏色呈灰黑色。在電子顯微鏡下觀察，可見(jiàn)粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個(gè)混合體。顆粒多為顆粒結(jié)構(gòu)，玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子、形狀不規(guī)則孔隙少的小顆粒，顆粒表面疏松，且有漏斗狀的玻璃體球，未燃炭多呈疏松多孔形式。其特性決定粉煤灰比表面積較大，因而具有較高的吸附活性，并且具有的多孔結(jié)構(gòu)，使其孔隙率高達(dá)50%-80%，具有很強(qiáng)的吸水性。

質(zhì)量輕是粉煤灰的一大特點(diǎn)（見(jiàn)表1）。粉煤灰質(zhì)量輕的原因有兩個(gè)，第一個(gè)是因?yàn)榉勖夯覍儆贑aO、Al2O3-SiO2系統(tǒng)，其化學(xué)成分以Al2O3和SiO2為主，次要成分為CaO和Fe2O3以及少量的MgO和SO3等。而這些礦物成分的質(zhì)量本身很輕；第二個(gè)原因，粉煤灰本身顆粒是由空心球形玻璃體和一些微粒組成的一個(gè)混合體，并且，粉煤灰的顆粒比較均勻，其良好的顆粒級(jí)配決定了其比表面積較大，具有很大的孔隙比。這就是其在公路中利用的基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)。

表1 不同填料的壓實(shí)容重及其它有關(guān)指標(biāo)的比較

無(wú)粘性或粘性極小，不具有可塑性是粉煤灰的第二個(gè)特點(diǎn)，表2比較了不同類(lèi)型的粉煤灰的顆粒組成，一般粉煤灰經(jīng)高爐燃燒后主要是粉粒狀，粉煤灰的顆粒正好填使得細(xì)顆粒的級(jí)配更加合理，需水量減少。并且粉煤灰一般不具有可塑性，很難揉搓成條狀，所以沒(méi)有塑指。但粉煤灰的液限比較大，據(jù)有關(guān)資料記載，粉煤灰的顆粒越大，其液限值也越大，其原因可能是粉煤灰的空心球顆粒含量決定了它的液限值，當(dāng)粉煤灰的顆粒越大，其中的空心球顆粒含量就越多。該規(guī)律性還須進(jìn)一步證實(shí)。

透水性較大是粉煤灰的第三個(gè)特點(diǎn)，并且在飽水的情況下強(qiáng)度會(huì)很快降低，所以在在施工中要控制好含水量，因?yàn)榉勖夯冶韧恋暮孔兓秶蟮枚?，雖然粉煤灰吸水量大，但泄水也快，所以控制碾壓時(shí)的含水量應(yīng)略大于最佳含水量是至關(guān)重要的一環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)作業(yè)的實(shí)踐證明，含水量偏小，表層容易松散，在壓路機(jī)作用下有推移現(xiàn)象產(chǎn)生，影響壓實(shí)效果當(dāng)含水量略大于最佳含水量3%～5%時(shí)，碾壓過(guò)程中表層有濺水，碾壓結(jié)束時(shí)比較密實(shí)，且能達(dá)到要求的壓實(shí)度。表3列出粉煤灰部分物理性質(zhì)及擊實(shí)試驗(yàn)資料。

從總體上來(lái)說(shuō)，粉煤灰具有自重輕、內(nèi)摩擦角大、透水性好、壓縮性好、施工壓實(shí)含水量范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，可以在公路中充分利用粉煤灰路堤，尤其是在軟土地基路段，能充分利用粉煤灰質(zhì)量輕的特點(diǎn)，減輕路堤自重、減輕軟土地基的附加應(yīng)力，從而減少總沉降并提高路堤的穩(wěn)定性。粉煤灰的物理性質(zhì)包括天然容重、細(xì)度、比表面積、毛細(xì)管上升高度等，這些性質(zhì)是化學(xué)成分及礦物組成的宏觀反映。由于粉煤灰的組成波動(dòng)范圍很大，這就決定了其物理性質(zhì)的差異也比較大。在一定程度上粉煤灰顏色反映了粉煤灰的細(xì)度，顏色越深粉煤灰顆粒越細(xì)。所以使用時(shí)要對(duì)粉煤灰進(jìn)行分類(lèi)，以便施工中更能合理有效的安排施工。并且粉煤灰沒(méi)有粘性，較難成型，所以利用粉煤灰填筑路堤必須要做好防排水。當(dāng)采用粉煤灰高路堤時(shí)，還必須對(duì)高路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，從而在設(shè)計(jì)和施工中采取相關(guān)有效措施，以保證高路堤的整體穩(wěn)定。

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作者簡(jiǎn)介：陳浩（1987-），男，陜西韓城人，大學(xué)本科學(xué)歷，韓城市交通運(yùn)輸局，助理工程師，研究方向：公路工程。