2.5 在筑路中的利用
利用粉煤灰筑路是大规模利用粉煤灰的重要途径之一。作为路基填料和无机结合料的粉煤灰,广泛应用于各种等级公路的路基、路面工程中。利用粉煤灰筑路可以大量消耗堆积的粉煤灰;同时在一定的条件下还可以提高道路工程质量,为公路建设提供新型筑路材料。
粉煤灰在高速公路建设中有着广泛的应用,主要包括:粉煤灰填筑路堤、流态粉煤灰回填、水泥粉煤灰稳定类基层、碾压混凝土路面、低强度粉煤灰桩处理软土地基、防护与加固工程和粉煤灰灌浆。其中,利用粉煤灰进行路堤填筑是最有效的利用途径之一。路基作为公路建筑的主体,具有工程数量大、耗费劳力多、涉及面广、投资高等特点。据新中国成立以来的部分资料分析,一般公路的路基修建投资占公路总投资的25%~45%,个别山区公路可达65%,所以,粉煤灰应用在公路建设中带来的经济效益也是相当显著的。
2.5.1 利用途径
粉煤灰在道路工程中应用主要是做路基或路堤等。
2.5.1.1 道路基层
粉煤灰用于路基一般要和石灰、碎石、砂浆混合作用,其配合比为:粉煤灰∶石灰∶砂石=2∶1∶(3~4)。用粉煤灰做路基能改善道路性能,提高道路使用寿命。粉煤灰路基弹性好,渗透性好,持水能力强,路基稳定性也好。
用于道路的粉煤灰要求不严格,一般希望烧失量不大于15%,烧失量太高不利于路基稳定;要求三氧化硫含量不要太高,否则会对地下金属埋件产生腐蚀。筑路可以用湿灰,但含水率不能大于40%。
粉煤灰道路基层包括二灰土、二灰石或二灰路基材料。二灰土是以粉煤灰、消石灰和土按照一定的比例配合,加水拌匀碾压而成。用碎石替代土,即为二灰石。在土和碎石的来源有困难或不经济时,也可采用二灰。二灰是由粉煤灰和消石灰两种材料配合加水搅拌而成。石灰中的Ca(OH)2是土和粉煤灰活性的激发剂,在有水存在的条件下,它与土和粉煤灰中的SiO2和Al2O3相互作用,能形成水化硅酸盐产物,具有水硬性。
二灰土(石)具有较石灰土稍高的强度,有一定的板体性与水稳定性。适用于稳定路基,市区道路及郊区道路的底基层、垫层。
粉煤灰技术要求。粉煤灰应有一定活性,粒径以均匀偏粗为宜,SiO2和Al2O3总量应大于70%,在900℃时的烧失量应小于10%。
消石灰技术要求。消石灰中活性氧化钙应大于20%;块状生石灰必须充分消解后使用,且不得混有杂质和含有日后会崩解爆裂的僵块;大于2.5mm未消解颗粒的含量应小于40%;CaO和MgO含量必须大于40%,不得低于30%,当CaO和MgO含量在30%~40%时,应通过试验后采用。
黏土技术要求。黏性较高和塑性指数较大,有机物含量大于7%的腐殖土不宜使用。
二灰或二灰土填筑构造物台背,一方面可以降低路堤对地基及桥台的压力,另一方面具有一定的强度,在上部荷载及自重作用下不会发生沉降,从而达到减少桥头路堤沉降的目的。
含碳量高的粉煤灰会抑制粉煤灰回填体的硬化,作为回填材料的粉煤灰应选用含碳量低的粉煤灰为宜。对含碳量达15%以上的粉煤灰,其适应性应通过试验来确定。
2.5.1.2 填筑路堤
(1)进展情况
粉煤灰路堤是指采用纯粉煤灰或部分粉煤灰填筑的路堤,后者又称为灰土间隔路堤。我国从20世纪80年代中期,开始了高速公路粉煤灰路堤的修筑和研究,经过了几十年的摸索和总结,对粉煤灰路堤的研究已向纵深发展,高速公路采用粉煤灰填筑路堤技术是成熟的。粉煤灰路堤实例见表2-56。
表2-56 粉煤灰路堤实例
(2)路基和边坡处理
粉煤灰填筑路堤的应用程序首先根据拟填筑路基的高度和原地基土质水文条件,采取相应的设计措施,对施工工艺及控制标准提出要求。路堤设计中要根据地基的状况采取措施排除地下水,加速土的固结,满足工后沉降和稳定性要求。其方法有:设碎石桩,把原基做成一定拱度,铺碎石垫层或碎石加砂垫层,可以在碎石垫层上敷设两层土工织物加筋层,每层厚度30cm,填筑砂土或亚砂土,加筋层设置的目的,一是加筋作用起增加路堤的抗滑稳定性,二是隔离毛细水,防止粉煤灰填料含水量过大而引起路堤粉煤灰强度降低。在土工物加筋隔离层上按规定30cm一层纵向填筑粉煤灰并碾压至要求的密实度。路槽标高以下设置50cm的亚砂土覆盖层封顶。边坡用宽2m(水平方向)的亚砂土做包边,形成土质包边外壳,以保护粉煤灰路堤边坡的稳定性。土质边坡上要纵横设置无纺土工织物碎石盲沟。在路堤设计中要对粉煤灰路堤及土质边坡进行稳定验算。在稳定验算中,不计黏结力C值,内摩擦角φ值也应取用饱水后的φ值为宜,以策安全。
(3)施工方法
粉煤灰路堤施工粉煤灰路堤施工的施工方法和压实机械基本上与土质路基施工类似,但增加了包边土摊铺和设置盲沟等工作内容。路堤施工质量的好坏,特别是粉煤灰压实度能否满足要求,取决于摊铺厚度、含水量控制,压实机械的种类及碾压遍数这四项基本要求。
①摊铺厚度 粉煤灰的摊铺厚度与摊铺方式(人工或机械)和压实机械的能力有关。摊铺厚度要通过施工试验段来决定。一般讲,国产20t振动压路机要求压实厚度不大于20cm,不宜太厚,这样才能保证压实层中压实度均匀一致。如有大功率的振动压路机,如德国产的BW-217D型50t级振动压路机,压实厚度可控制在30cm左右。
②松方系数 根据工地实测,摊铺的松方系数按下列建议值控制:用人工摊铺,松方系数1.6~1.8;用推土机摊铺,松方系数1.2~1.3;用平地机摊铺,松方系数1.1~1.2。
③含水量控制 从粉煤灰的击实特性可看出,达到90%压实度(重型)的含水量变化范围为10%,而比土的变化范围2%~5%要宽得多。而实际上土的含水量超过3%~5%是根本不易压实的。粉煤灰吸水量大,但失水也快,控制好碾压时的含水量接近或略大于最佳含水量是至关重要的一环。掌握好含水量可以起到事半功倍的效果。
④碾压 粉煤灰的渗透系数比粘性土的渗透系数大数百倍,可提高路堤的强度和稳定性。石灰稳定粉煤灰或石灰粉煤灰稳定土在路面基层中的应用比传统材料优越。因为石灰可使混合料的最佳含水量增大,最大干密度减少,且其强度、刚度、稳定性提高,温度收缩系数减小,对抗低温缩裂有重要意义。路堤压实标准对路堤强度、稳定性及周期影响很大。压实度与碾压机械压实能力的大小和碾压遍数密切相关。钢三轮压实效果差。振动压路机随其自重吨位由小到大,压实效果越来越好。
⑤测定和观测 粉煤灰路堤的强度测定和沉降观测施工完粉煤灰路堤要进行弯沉值、回弹模量的测定;需要进行路堤的沉降观测,把测得的沉降量与计算的最终沉降量进行比较,并与同样高度土质路基的计算沉降量比较。
(4)工程实例
1985年,在上海至嘉定的高速公路是我国第一条使用粉煤灰建设的高速公路,而后在上海至昆明320国道的莘庄至松江长的22km高速公路上进行推广;河北省邢台至临清高速公路一期工程建设中用粉煤灰填路筑基,取得了良好效果。该工程利用粉煤灰100万立方米,少占用耕地1500余亩;沪宁高速公路采用粉煤灰填筑路基以及大量采用粉煤灰作为路面基层混合料等均在技术上取得重大突破并获得成功;连徐高速公路设计考虑到沿线取土将占用大片农田,故取用电厂粉煤灰作为筑路材料。用粉煤灰修筑高等级公路的路堤、引桥和加筋粉煤灰挡墙的工程已竣工投入运行,经过多年的考验,其边坡稳定,无滑移和坍陷现象,使用情况良好。
2.5.1.3 替代矿粉做沥青混合料中的填充料
沥青混合料是以一定级配的矿料,加入适量的沥青和填充料,加热拌和均匀而成,适用沥青路面。拌制沥青的混合料,长期以来用石灰石矿粉做填料。矿粉除起填充作用外,主要作用是增加沥青与集料的黏附性。
从大量的室内外试验结果表明,粉煤灰可以代替石灰石矿粉来拌制沥青混合料。石灰石矿粉的主要成分是碳酸盐(CaCO3),粉煤灰属无机硅酸盐矿物的范畴,它表面吸附可溶性碱式盐(Na2SO4、CaSO4、Ka2SO4、CaO),呈碱性。从扫描电镜观察,粉煤灰和石灰石矿粉具有大致相同的粒径和颗粒组成,平均粒径在40μm左右,亲水系数均小于0.9。
粉煤灰的技术要求为碱性、洁净和干燥,亲水系数小于0.9,小于0.075mm的颗粒大于80%。
粉煤灰代替石灰石矿粉作沥青的混合料不仅可以达到同等效果,而且还可以使混合料的质量改善,延长沥青的使用寿命。目前,允许在中、轻交通沥青混合料中用化学成分为碱性的粉煤灰代替石灰石矿粉。
2.5.2 典型断面及稳定性分析
路基是路面的基础,其基本作用是承受由路面传递而来的荷载,确保路面强度与稳定。采取合理的断面形式对路堤的稳定有十分重要的意义,在路基断面设计时主要考虑稳定性、防排水和填挖工程量等因素。粉煤灰作为一种轻质填料对降低路堤内部应力和减小路堤沉降是有利的,只要作好断面和防排水等方面的设计,能取得较好的效果。
2.5.2.1 典型断面及防排水
(1)粉煤灰路堤典型断面
参考《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范(JTJ 016—93)》、现行《公路路基设计规范》和相关工程经验,粉煤灰路堤的高度不大于12m。结合已实施的粉煤灰路堤工程,拟定粉煤灰路堤的断面形式如图2-40所示。
图2-40 粉煤灰路堤典型断面
1—排水孔;2—盲沟;3—封层;4—护坡;5—土路拱;6—粒料隔离层;7—粉煤灰填筑体;8—分滤层
(2)粉煤灰路堤防排水系统设计要点粉煤灰路堤的防排水应遵循路基路面防排水相结合,因地制宜的原则进行,其防排水系统应和路基周围的自然沟渠情况等相结合。粉煤灰路堤的防排水主要涉及路面排水和路基防排水两部分。应根据路堤所在地的地形地质和水文气象条件对粉煤灰路堤的防排水进行设计,以下是防排水设置的要点。
在路堤底部设置盲沟和隔离层减小毛细作用和降低地下水对粉煤灰路堤的溶滤等损坏;在路堤两侧设置护坡和其他防护措施防止雨水冲刷;在路堤顶面设置封层防止雨水对粉煤灰路堤的破坏。
①隔离层和盲沟设置 隔离层设置有很多形式,主要有黏土隔离层、道路石油沥青隔离层和砂砾碎石隔离层等,在国外也有直接用底灰作为隔离层材料的成功例子。其中道路石油沥青隔离层在国外有少量的应用,而黏土隔离层和砂砾碎石隔离层在国内外均使用较广泛。根据试验路的情况,建议当路基底部设置黏土隔离层时,厚度不小于50cm,压实度不小于93%;当路基底部设置砂砾碎石隔离层时,厚度不小于50cm,其最大粒径不大于10cm,砂砾或碎石压碎值不大于45%,含泥量不大于8%。当原地面纵坡较小和路堤一侧排水不便时,应在路堤底部设置地下盲沟或其他排水措施,以免路基周围的水对路堤造成危害。为了排除施工期间的降雨等,应该在护坡内设置盲沟,可以采用碎石盲沟和塑料排水盲沟,按照梅花型布置,间距宜为垂直方向1.2m,纵向10m。
②护坡设置 护坡的形式主要有沥青封闭坡面、挡土墙、黏土护坡和水泥粉煤灰护坡等,第一种护坡形式由于造价较高加之景观等的要求使用不多,后三种护坡都被广泛使用。当使用挡土墙作为护坡时和一般挡墙的设置形式类似,在其背后应设置30~50cm砂砾碎石反滤层并在反滤层后设置反滤土工布。当使用黏土护坡时,其水平宽度不宜小于2.0m,黏土的塑性指数应大于10,和粉煤灰同步碾压并且设置台阶搭接,台阶宽1.5m、高1m。当使用水泥粉煤灰护坡时,其水平宽度不宜小于2.0m,台阶宽1.5m、高1m,水泥剂量为6%~8%,含水率根据现场情况调节,和粉煤灰同步碾压并且设置台阶搭接,根据试验路情况,建议水泥粉煤灰采用路拌法施工,因为使用厂拌时由于粉煤灰密度较小,并且和传送带的摩擦力小,从料仓下料时比较困难,在强制式搅拌机拌和均匀后,出料困难,经济性也较差,其成型类似碾压混凝土。沥青封闭坡面在美国250号国道上成功使用,但国内没有相关报道。实践证明当路堤高度不高于2m时,可以直接在粉煤灰坡面种草皮来防止雨水的冲刷,而不需要采取附加措施。这种方法在西安坝桥粉煤灰路堤试验路被采纳,效果尚好;而现在尚无针对更高粉煤灰路堤使用这种处置方法的工程实例。
③封层设置 封层对粉煤灰路堤的防水起到重要作用,封层应该在满足路面对路基强度和承载力要求的前提下起到防水的功能。在现有的粉煤灰路堤工程中,封层主要有道路石油沥青及稀浆封层和土质封层三种,其中稀浆封层在美国250号国道上成功使用,国内没有相关报道。结合试验路的情况主要介绍土质封层,为同时满足模量和承载力及防水要求,建议设置30cm黏土加50cm碎石土的组合形式,另外也可以在粉煤灰填筑体施工完成后在其顶上铺设一层厚度不小于30cm碾压水泥粉煤灰结构层,而路面结构可以作为相应调整,已达到技术经济效果的平衡。
④路面排水 只有把路基和路面的防排水系统联系起来,综合考虑才能更合理地布置防排水系统,路面排水宜采用分散排水避免对路基的形成冲刷。
2.5.2.2 路堤稳定性
在土力学中,边坡稳定分析是和土压力和地基承载力这两个分支同时发展起来的。路堤稳定性分析不仅要解决边坡是否稳定的问题,还要进行量化,明确其安全储备的数值;并且明确当边坡失穏时其破坏面的位置和性状。稳定性分析要解决求解稳定系数数值和搜索潜在破坏面两个问题。只有把握住路堤分析中的这两个方面,才能掌握新建路堤的稳定性信息,在设计时提出合理的方案保证路堤稳定安全;它也是对既有工程进行处治时必不可少的一个重要步骤。边坡稳定分析的主要方法有极限平衡法、塑性极限分析法、有限元法、有限差分法、神经网络法及工程类比法等。其中,极限平衡法是最早发展起来的也是较成熟的分析方法。极限平衡法是建立在摩尔库仑强度准则基础上的,其表达式为:
(2-13)
式中 τ——破坏面上的剪应力;
c——土的有效黏聚力;
φ——土的内摩擦角;
σ——破坏布的法向应力。
极限平衡法认为当岩土体受到的剪应力大于许用剪应力时岩土体将破坏。使用极限平衡法处理岩土体问题时,最显著的特点是只考虑岩土体的静力平衡条件而破坏则遵守摩尔库伦破坏准则,也就是通过对土体破坏时候的受力情况进行分析,根据平衡条件获得特定问题的解。但是在大多数情况下所求解的问题都是超静定的,采用极限平衡方法处理这类问题时,常用的方法是给出一些对求解问题精度影响不大的假设使问题变得静定。这种处理使方法得到解的严密性受到了损害,引起一定误差,但是对计算结果的精度损害并不大,由此而带来的好处是使分析计算工作大为简化,因而在工程中获得广泛应用。
而随着计算机技术的发展,有限元法、有限差分法和神经网络法发展很快,应用严格的应力应变分析方法分析路堤的变形和稳定性已变成现实,因此有限元法及有限差分法也被广泛应用于边坡稳定分析中,在实际工程中往往结合两种或者两种以上方法对一具体问题进行分析。采用有限元法及有限差分法不必对滑裂面形状做出假设,使分析成果具有更为严密的理论基础并且很有潜力,但同时也存在自身的局限,主要是在确定边坡的初始应力状态,把握边坡临近破坏时的弹塑性本构关系以及保证非线性数值分析的稳定性等方面遇到的困难;另外还有计算成果和工程实践中采用的传统的稳定系数判据接轨的问题,比如,现行《公路路基设计规范》中对路堤稳定稳定系数求解的规定方法为简化Bishop法和不平衡推力法这两种基于极限平衡的方法,而未对有限元和有限差分求解的稳定系数做对比说明。
2.5.3 岩土材料应力变形分析
岩土材料一般由大小不同的颗粒组成,与其他工程材料相比更松散,且是非均匀的不连续体,并且具有各向异性。岩土材料的应力和变形分析方法主要有解析法、数值模拟法和观测法等,解析法由于计算过程复杂并且复杂工况下的解很难获得,一般不采用。数值模拟法和观测法在工程中运的比较广泛,数值模拟方法主要是根据岩土体材料的试验参数利用计算机软件对其应力、变形进行分析,观测法则是在岩土体内埋设高精度的观测元件直接读取材料应力变形信息的一种方法。其中,采用数值模拟法和现场观测相结合对工程实体进行分析研究的方法被广泛采用。
2.5.4 工程应用情况
2.5.4.1 国外应用研究现状
欧美国家将粉煤灰作为填筑材料已有较长的历史,主要是应用于道路路基、基坑回填、混凝土及地貌改造等,已取得了较好的效果。
目前,美国是全球粉煤灰利用领域最广、利用技术最先进的国家之一,在粉煤灰回填造地、混凝土掺和料等技术方面已进行了深入研究,并得到广泛应用。其中,在路堤填筑中消耗较大,也取得了不少成功的例子,主要有mdvinEArnstutz高速公路、US-250公路滑坡治理、I-279号公路利用粉煤灰填充洼地等。
英国早在20世纪50年代后期就开展了粉煤灰用于结构回填等方面的的系统性研究,并修筑了一系列的粉煤灰路堤试验路,以此确定适当的设计参数和施工工艺,并取得可喜的成果,利用粉煤灰填筑路堤还因此被纳入了大不列颠整个快速干道的施工计划;在20世纪70年代,英国在M9高速公路、Alexandria过境线、格兰德至格林伍德大道、布里斯托尔至萨默塞特M.5快速干道、苏格兰丹巴顿的亚力的大支线、斯特林至爱丁堡汽车道路、七橡胶树道路工程中,都有粉煤灰填筑路堤的成功例子。其中,M9高速公路在位于苏格兰Edinburg和Sterling段的Earlsgate立体交叉处填筑了一项粉煤灰路堤工程。该路堤的最大高度为7.9m,路堤边坡坡率为1∶2,该项工程共消耗54万吨粉煤灰。Alexandria过境线工程消耗41万吨粉媒灰。随后,法国、西德、芬兰、波兰、前苏联等国家相继开展了粉煤灰在公路路堤填筑方面的研究,并把粉煤灰排量的绝大部分都应用于道路的路堤填筑。
20世纪80年代后期,以加拿大矿物与能源研究中心(CANMET)的malhotra教授为首的研究小组对HFCC(非碾压混凝土)进行了一系列研究,其中的粉煤灰用量占总胶凝材料重量的55%以上,所使用粉煤灰的品质范围也相当宽,研究已涉及混凝土性能的各个方面。研究结果表明,经试验研究优化配合比的粉煤灰混凝土除能大量节约水泥、降低水化热温升、改善新混凝土的和易性、后期强度较高等已熟知的优点外,还可以作为高强结构混凝土,其体积稳定性以及除个别性能(耐磨性、早期强度)外的绝大多数耐久性能(渗透性、抗冻性、抗碳化等)均较普通混凝土有不同程度的改善。研究还认为如果不特别强调早期强度,掺入占总胶凝材料量50%的粉煤灰是完全可以接受的。另外,加拿大也有粉煤灰用于路堤填筑的报道,安大略省Sarnia,402号公路跨越Front大街的跨线桥处,是使用粉煤灰填筑的路堤。桥头引道及立交匝道的分期修筑,该路堤工程从1981年7月开始,用灰量为18万吨。可见粉煤灰填筑路堤作为一种大规模消耗粉煤灰的利用方式,在国外很早就受到各国公路建设者和政府部门的重视,并且取得了较好的社会效益和经济效益。
2.5.4.2 国内应用研究现状
我国的粉煤灰综合利用研究起步较晚,粉煤灰用于道路工程约占我国总利用量的20%~30%,使用范围主要包括:粉煤灰填筑路堤、水泥粉煤灰稳定类基层、碾压混凝土路面、低强度粉煤灰桩处理软土地基、粉煤灰水泥混凝土等,为此,各地相继开展了相关的研究工作。
通过多年研究,相关部门和行业对一些省份所产粉煤灰的理化指标、颗粒组成、活性、毛细水作用、渗透特性等一些共性特点进行了初步研究,对于粉煤灰的化学成分、颗粒组成、微观结构分析形成了相应的试验方法,也建立了相关应用领域的粉煤灰分类分级指标和标准。在道路工程领域,对粉煤灰工程性能的分析有了一定的认识和了解,得出了粉煤灰用于道路工程具有密度小、固结作用较强、透水性好、压缩性低等特点,并已有一些成功的工程实例。表2-57所列为我国早期部分高速公路工程中消耗粉煤灰的统计表。
表2-57 国内部分高速公路粉煤灰利用统计
从表2-57可以看出,在我国公路建设中消耗了大量粉煤灰,也为粉煤灰在公路工程中的应用积累了一定的工程经验。
粉煤灰是一种质轻、多孔隙、颗粒均匀的无黏结性材料。粉煤灰的最大干密度约为1.14~1.45g/cm3,密度为2.0~2.2g/cm3,低于一般细粒土20%以上,尤其在强度不高的软弱地基上填筑路基时,其优点更能得到体现,能充分利用粉煤灰自重轻、压缩性小、固结快的特点,减轻路堤自重、减小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。但用粉煤灰填筑路基和就地取土筑路相比,存在着机械配置变化、运输成本较高、用水量加大、施工设备有特殊要求等问题。尽管如此,“以灰代土”大宗用灰筑路实现变废为宝、资源综合利用的目的,在高速公路建设中大宗用灰填筑路堤有较高的社会效益和环境效益。
河北省于20世纪80年代中期开始利用粉煤灰填筑路基且成效显著。河北省交通厅拨专项科研经费用于开展大宗利用粉煤灰的研究工作,并且先后在京石高速公路清苑段、石清公路田庄桥引道工程中修筑了粉煤灰路堤试验路,初步掌握了粉煤灰路堤设计、施工、质量控制等方面的重要资料。在河北省各级政府的鼓励、支持和电力部门的积极配合下,先后在石太、石安、唐津、京沈四条高速公路建设中使用粉煤灰修筑路堤120多千米,消耗粉煤灰1800万吨。其中石安高速公路用灰量达1180万吨,修筑粉煤灰路堤72km,占该路总长的1/3。其H标段中20km的粉煤灰路堤中有5.1km填高均大于4m,最大填高达到10.67m。
1997年11月7~11日,国家经贸委在北京召开“全国资源综合利用成果展览会”,河北省推荐用灰筑路、变废为宝参展,展示了河北省近十年来资源利用的成果,特别是利用粉煤灰修筑高速公路所取得的成就。在邢台至临清高速公路一期工程建设中试用粉煤灰、沙土填筑路基,该工程自2003年7月动工,预计可利用粉煤灰约100万立方米,节约灰坝土地约1500余亩。湖北省襄荆公路第一期工程综合利用粉煤灰量达30万立方米,仅在襄荆高速公路荆门北一段10公里标段上,利用粉煤灰量就达15万立方米,节约建设资金30万元;2004年,江苏省南京市已将30万吨的湿排粉煤灰用于本省高速公路建设上,上海市将60万吨的湿排粉煤灰用于高速公路建设中。截止到1999年底,石家庄—太原、石家庄—安阳、唐山—天津、宝坻—山海关四条高速公路粉煤灰的总利用量达2000万吨,其中,唐山—天津高速公路400万吨、宝坻—山海关高速公路156万吨、石家庄—太原高速公路200万吨、石家庄—安阳高速公路1250万吨。石家庄—太原、石家庄—安阳高速公路用灰1000多万吨,将石家庄、邢台、邯郸、码头电厂的四个灰场全部清空,节约取土占地1.16万亩(仅1180万吨而言),节约灰场占地近4000亩;刑临高速公路一合同段全长15.6公里,其中粉煤灰路基10.48km,路基平均高度3.4m,粉煤灰路基总填方量约70万立方米,材料为邢台发电厂排放的粉煤灰。
1990年浙江杭州钱江二桥北岸公路接线工程,用粉煤灰填筑路堤1.7km,路堤平均高度4.2m,共计用灰21万吨,节约建灰场用土地160亩,节约征地费用300万元;1992年完成的山东济南至青岛高速公路粉煤灰路堤试验路,采用纯粉煤灰筑路近4km,填方平均高度2.7m,利用粉煤灰40万吨,节约电厂排污费32.5万元,节约灰场和筑路取土场占地面积338亩。沪嘉、莘松高速公路均是在15~40m厚淤泥质黏土或有机泥炭软土地基上修筑的粉煤灰路堤。
云南省也开展了粉煤灰填筑路堤的相关研究,在国道324线昆明一石林二级公路水塘软土地基上修筑了77m长的粉煤灰试验路,平均高度7.6m,最大高度8.54m的粉煤灰路堤。昆(明)一石(林)二级公路在水塘工点跨越昆(明)一河(口)铁路,粉煤灰路堤位于水塘立交桥石林岸桥头引道,路基顶宽12m,边坡坡率为1∶2,消耗粉煤灰16245m3。它的成功修建为云南地区探索在软土上修建粉煤灰路堤积累了成功的经验。
我国交通部也在1993年颁布了交通行业标准《公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范》(JTJ 016—1993),其对填筑路堤用粉煤灰有如下规定。
①用于路堤填料的粉煤灰需为电厂排放的硅铝型低钙粉煤灰。
②用于高速公路、一级公路路堤的粉煤灰烧失量宜小于12%,烧失量超过标准的粉煤灰应做对比试验,分析论证后采用。
③粉煤灰粒径应为0.001~2mm,为便于压实,小于0.074mm的颗粒含量宜大于45%。除对粉煤灰材料的规定外,该规范还对粉煤灰路堤的设计参数、横断面结构、稳定性和沉降计算方法、压实标准、施工工艺、养护、施工质量管理及检验进行了相关的规定。