交通部西部交通科技項目-交通科技管理中心.doc

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1、火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究報告簡本火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究報告簡本一、項目研究目的意義從上世紀(jì)90年代，我國公路建設(shè)進(jìn)入了快速發(fā)展時期，截至2007年底，公路通車總里程達(dá)357.3萬公里，高速公路5.36萬公里。公路建設(shè)有效的促進(jìn)了經(jīng)濟的發(fā)展。然而由于中西部地區(qū)面積大，自然環(huán)境惡劣，人口密度小，地方財政能力有限，并且缺乏投資價值，加上一些地區(qū)缺少砂石等傳統(tǒng)筑路材料，使得中西部公路建設(shè)受到嚴(yán)重制約，經(jīng)濟發(fā)展也受到限制，提高地產(chǎn)材料的使用性能是解決當(dāng)前困境的重要途徑?；鹕交也牧戏植荚谖覈鴸|北、西北的諸多省份和地區(qū)，儲量巨大，因此積極開展火

2、山灰材料在公路工程中的應(yīng)用，利用有限的資金增加公路總里程、提高公路建設(shè)質(zhì)量具有重要的意義。吉林省火山灰資源十分豐富，是國內(nèi)率先開展火山灰在道路工程中應(yīng)用的省份之一，具備進(jìn)行火山灰用于公路工程研究的物質(zhì)、技術(shù)基礎(chǔ)。吉林省交通科學(xué)研究所于2003年承擔(dān)了西部交通建設(shè)科技項目《火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究》。主要進(jìn)行了火山灰分布調(diào)查、火山灰物理化學(xué)性質(zhì)測試、火山灰實體工程調(diào)查等工作，在此基礎(chǔ)上制定科學(xué)的研究思路，開展了火山灰填筑路基、火山灰穩(wěn)定路面基層材料、磨細(xì)火山灰改善水泥混凝土和瀝青混凝土性能等方面的系統(tǒng)研究，并通過實體工程進(jìn)行了驗證，總結(jié)出切實

3、可行的應(yīng)用工藝措施，本課題研究成果能夠成功的指導(dǎo)季凍區(qū)火山灰材料在公路工程中進(jìn)行全方位應(yīng)用，經(jīng)濟和社會效益顯著，研究意義重大。23火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究報告簡本二、國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀由于火山灰材料具有隔溫性能優(yōu)良、化學(xué)活性高、開采方便、成本低廉、分布廣泛、儲量豐富等特點，使其在世界各國建筑業(yè)及工業(yè)中得到普遍應(yīng)用。古羅馬人曾利用火山灰制成粘結(jié)材料建起了高達(dá)10層樓的神廟，還用它建成了可容納5萬人的規(guī)模宏大的可里西劇場。此后，日本、瑞士、德國與法國都把火山灰當(dāng)作建筑材料出售，直到二百年前，火山灰與石灰的混合物還被認(rèn)為是世上最優(yōu)良的膠粘建筑材料。此

4、外，近年來國外也對火山灰替代水泥的混凝土性能進(jìn)行了相關(guān)試驗研究?；鹕交也牧显谖覈膽?yīng)用起步相對較晚，應(yīng)用時間最長、技術(shù)最成熟的方式是利用火山灰材料制作水泥，并已在實際工程中成功應(yīng)用。公路交通部門從上世紀(jì)90年代初開始研究火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用，吉林省交通科學(xué)研究所于1990～1992年承擔(dān)了省交通廳項目《火山灰混合料在道路基層中的應(yīng)用》研究，該課題取得了階段性成果，但由于當(dāng)時的研究手段和方法較落后，對火山灰混合料的抗沖刷、抗收縮、耐久性等研究的不夠，并且應(yīng)用范圍較窄（僅用于道路基層），所以火山灰材料并未能在道路工程中得到廣泛的應(yīng)用。在國內(nèi)，內(nèi)

5、蒙古的楊福珍等人分析了烏蘭哈達(dá)火山渣的擊實性能，并于2000年在國道208線二連浩特至白音察干段路基中進(jìn)行了試驗，提出了烏蘭哈達(dá)火山渣路基的回彈模量及施工要點，對當(dāng)?shù)鼗鹕皆坊O(shè)計和施工具有參考價值。在火山灰改性瀝青性能方面，一些資料中探討了富含天然火山灰的特立尼達(dá)(TLA)湖瀝青性能研究、實體工程應(yīng)用，而沒有涉及人為在瀝青中添加磨細(xì)火山灰的相關(guān)報導(dǎo)。23火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究報告簡本綜上，國內(nèi)外相關(guān)資料中未見對火山灰混合料填筑路基、基層以及相關(guān)設(shè)計參數(shù)與施工工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究及密切相關(guān)的報道。三、項目研究內(nèi)容及技術(shù)路線1、研究內(nèi)容本項目

6、立足于吉林省豐富的火山灰資源和已有火山灰用于道路工程的研究成果，主要研究內(nèi)容如下：1、火山灰分布、材料性質(zhì)調(diào)查及用于道路工程中的可行性分析；2、火山灰填筑路基壓實穩(wěn)定技術(shù)、隔溫性及邊坡穩(wěn)定技術(shù)的研究；3、火山灰用于道路基層的強度、抗凍性、抗收縮性、抗疲勞等路用性能研究；4、火山灰用于水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究；5、磨細(xì)火山灰改善瀝青混合料性能的研究；6、總結(jié)項目成果，撰寫《公路火山灰材料設(shè)計與施工技術(shù)指南》。2、技術(shù)路線國內(nèi)外火山灰資源分布及儲量調(diào)查→有代表性火山灰材料物理、化學(xué)性質(zhì)及顆粒組成分析→火山灰在道路工程中應(yīng)用方式可行性分析→火山灰基層實

7、體工程使用性能調(diào)查→室內(nèi)試驗及理論分析→結(jié)合季凍區(qū)特點給出火山灰材料在道路工程中應(yīng)用的參考指標(biāo)→實體試驗工程的修筑→跟蹤測定及數(shù)據(jù)的分析和整理，火山灰在道路工程中應(yīng)用效果評價→總結(jié)設(shè)計施工工藝，形成指導(dǎo)文件。23火山灰材料在道路工程中的應(yīng)用研究報告簡本四、項目的關(guān)鍵技術(shù)本項目的關(guān)鍵技術(shù)如下：1、火山灰材料路用性能的特殊性，不同產(chǎn)地火山灰的變異性；2、火山灰混合料用于道路工程中的設(shè)計參數(shù)與施工工藝；3、火山灰混合料用于路面基層、面層的耐久性、抗凍性；4、火山灰填筑路基的隔溫性、抗凍性；5、總結(jié)項目成果，《公路火山灰材料設(shè)計與施工技術(shù)指南》編寫。五、項

8、目的依托工程本課題在研究過程中，依托工程的實施地點主要選擇在吉林省東南部山區(qū)，具體為撫松縣境內(nèi)北崗至松江河三級公路、砬子河