摘要：煤矸石作為煤炭生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，其堆積過量會對人們的生活環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，但是大量的煤矸石經(jīng)過處理可以將其作為公路路基的填充材料，不僅能夠廢物利用，還可以夯實路基，因此這種材料在高速公路建設(shè)中被廣泛的使用。本文就煤矸石的性能及其在公路工程施工中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：煤矸石；公路工程；應(yīng)用
隨著煤炭行業(yè)的迅速發(fā)展，對我們生存的環(huán)境造成了大量的污染。其主要表現(xiàn)為煤炭開采對地面的損害以及原煤中的煤矸石對環(huán)境造成的重要污染。對于煤矸石的利用情況，專家們認(rèn)為可以將其作為建筑砌塊的一種制作材料，煤矸石在筑路過程中同時也得到了充分的利用。但是由于煤矸石有著較多的種類，其成分含量也有所不同，作為填料時其強(qiáng)度的差異性往往會不同，一定程度上限制了煤矸石在路基填料中的應(yīng)用。本文就公路工程建設(shè)中如何更好地應(yīng)用煤矸石進(jìn)行具體分析。
一、煤矸石的概述
（一）煤矸石的主要成分分析
煤矸石的主要成分是氧化物，具體包括硫、鈣、硅、鐵、鎂等氧化物。其中二氧化硅、三氧化鋁以及三氧化二鐵等一些活性物質(zhì)的含量占據(jù)了整個煤矸石含量的60%。在水分和溫度適宜的條件下對煤矸石進(jìn)行碾壓，就會生成水化硅酸鈣以及鋁酸鈣等物質(zhì)，這些物質(zhì)的狀態(tài)是呈現(xiàn)凝膠，一定程度上可以產(chǎn)生氫氧化鈣和碳酸結(jié)晶。此外，在碾壓的情況下，煤矸石在顆粒之間會發(fā)生嵌鎖作用，顆粒之間的粘接力就會越強(qiáng)，時間較久時，煤矸石分子結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，可以增強(qiáng)面對外部壓力的抵抗力。
（二）煤矸石的應(yīng)用優(yōu)勢分析
煤矸石可以被作為經(jīng)濟(jì)價值較高的路基填料，有效的代替石灰石和素土成為路基填料，在填方中使用煤矸石也可以減少土地資源的浪費。與素土相比較，煤矸石的強(qiáng)度更為優(yōu)越，施工中煤矸石的應(yīng)用對于使用車輛的同行不會造成嚴(yán)重的影響，并且煤矸石作為路基的填充材料不會受到季節(jié)因素的影響，能夠適當(dāng)?shù)目s短施工周期。通常情況下，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢棄物中包含的煤矸石量相對較大，如果將這些煤矸石充分進(jìn)行利用，就會產(chǎn)生較大的效益。
二、公路工程中對于煤矸石的具體應(yīng)用分析
（一）應(yīng)用煤矸石的路基施工技術(shù)
在修筑高速公路過程中，煤矸石的使用對機(jī)械設(shè)備以及施工工序的要求相對較高，需要使用一些指標(biāo)檢測煤矸石的路基是否能夠滿足高速公路路基強(qiáng)度的要求。使用煤矸石進(jìn)行路基施工，具體的施工流程如下所示：先應(yīng)該做好施工準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行測量放線，再運輸煤矸石，最后將運輸來的煤矸石做整平處理，通過碾壓使其平鋪到路面上，之后進(jìn)行檢測，完成后就可以填筑下一層。
（二）煤矸石路基的壓實分析
煤矸石是一種特殊的填料，其材料類似于碎石土，并且天然的煤矸石中含有大量的粗大顆粒，細(xì)小顆粒的比例相對較低，有著明顯的級配變化曲線。天然煤矸石在堆積的情況下會呈現(xiàn)出松散的狀態(tài)，有著較大的空隙。但是這種材料和其他的碎石頭不同，其粗大的顆粒經(jīng)過碾壓就會發(fā)生破碎，隨著碾壓次數(shù)的增多，其中的碎石含量也會逐漸增多，從而使得其級配條件發(fā)生改善，可以有效的提高公路的壓實度。壓實的密度與工程用土的壓實密度有實質(zhì)性的差異，煤矸石顆粒的破碎情況直接影響著其壓實的過程和壓實的結(jié)果。煤矸石的壓實方法通常被分為三種，一種是靜壓，另一種方法是振壓，還有一種是沖擊壓實的方法。采用靜壓的方式時材料應(yīng)力狀態(tài)的變化速度不大，但是應(yīng)力相對較大，這種路面壓實的方式其壓實深度和路基的密實程度都受到限制，其壓實效果主要受到壓實機(jī)械自重的影響。而就振動壓實情況而言，其發(fā)展?jié)M足碾壓填筑體的密實度要求，碾壓的密實度幾乎接近了極限。此外，沖擊壓實是區(qū)別于傳統(tǒng)壓實技術(shù)的一種新型壓實技術(shù)，壓實機(jī)主要是通過高振幅和低頻率的方式將更多的能量施加到煤矸石路基當(dāng)中，從而可以達(dá)到傳統(tǒng)壓實設(shè)備難以達(dá)到的壓實效果。與傳統(tǒng)的壓路機(jī)相比，沖擊壓路機(jī)有著較大的能量，并且壓實的效果也比較好，較厚的填筑層經(jīng)過壓實影響深度也比較大。沖擊壓實的方法對填土含水量的要求不高，在回填過程中可以使用天然土進(jìn)行回填，將回填的土層刮平之后就可以進(jìn)行碾壓，從而達(dá)到施工所要求的壓實密度。煤矸石的壓實過程也是顆粒級配的改良過程，壓實可以將粗大的煤矸石減少，提高細(xì)顆粒的比例，從而達(dá)到壓密的最終效果。采用沖擊壓實的方法能夠有效提升煤矸石的壓實度，也能夠提升其整體的強(qiáng)度，有空隙的路基會出現(xiàn)下沉，從而避免出現(xiàn)完工后路基沉降的危險。為了獲取合理的煤矸石公路路基碾壓方式，某高速公路在修筑過程中鋪筑煤矸石作為填筑路基的材料進(jìn)行碾壓，選取路基填筑沖擊壓實與普通壓實兩種方法進(jìn)行碾壓。之后對不同壓實方法及其效果進(jìn)行分析。煤矸石在壓實過程中會產(chǎn)生破碎現(xiàn)象，其破碎的作用在于可以改良原有的級配中的缺陷，降低粗大煤矸石的比例，提升小顆粒比例，從而使得其顆粒的級別得到改善，其密實度也就自然的有所提升。
結(jié)束語
文章主要分析了煤矸石的成分以及其使用優(yōu)勢，通過煤矸石鋪筑的路基以及路面壓實過程中煤矸石的狀態(tài)進(jìn)行分析，從而闡述了其在公路工程建設(shè)中的主要作用。作為公路建筑材料，煤矸石在工程應(yīng)用中已經(jīng)取得了較好的施工效果，同時還節(jié)約了土地資源，取得了較好的施工效益。在公路建設(shè)中使用煤矸石還為保護(hù)環(huán)境開辟了道路，將原有的污染物化作可利用資源進(jìn)行利用，人們能夠?qū)⒆鳛閺U棄物的煤矸石變成資源進(jìn)行利用成為我們節(jié)約資源的有效方法，不僅騰出了大量的空間方便進(jìn)行環(huán)境綠化，同時優(yōu)化了礦區(qū)周邊的公路，改善了現(xiàn)有公路的狀況，減少了路面的損壞，提升了公路的承載力度，從而延長了公路使用壽命。為人們的行車安全帶來了保障。
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