摘要：煤矸石作为煤炭生产中产生的副产品，其堆积过量会对人们的生活环境产生严重的影响，但是大量的煤矸石经过处理可以将其作为公路路基的填充材料，不仅能够废物利用，还可以夯实路基，因此这种材料在高速公路建设中被广泛的使用。本文就煤矸石的性能及其在公路工程施工中的应用情况进行分析。
关键词：煤矸石；公路工程；应用
随着煤炭行业的迅速发展，对我们生存的环境造成了大量的污染。其主要表现为煤炭开采对地面的损害以及原煤中的煤矸石对环境造成的重要污染。对于煤矸石的利用情况，专家们认为可以将其作为建筑砌块的一种制作材料，煤矸石在筑路过程中同时也得到了充分的利用。但是由于煤矸石有着较多的种类，其成分含量也有所不同，作为填料时其强度的差异性往往会不同，一定程度上限制了煤矸石在路基填料中的应用。本文就公路工程建设中如何更好地应用煤矸石进行具体分析。
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，具体包括硫、钙、硅、铁、镁等氧化物。其中二氧化硅、三氧化铝以及三氧化二铁等一些活性物质的含量占据了整个煤矸石含量的60%。在水分和温度适宜的条件下对煤矸石进行碾压，就会生成水化硅酸钙以及铝酸钙等物质，这些物质的状态是呈现凝胶，一定程度上可以产生氢氧化钙和碳酸结晶。此外，在碾压的情况下，煤矸石在颗粒之间会发生嵌锁作用，颗粒之间的粘接力就会越强，时间较久时，煤矸石分子结构会发生变化，可以增强面对外部压力的抵抗力。
（二）煤矸石的应用优势分析
煤矸石可以被作为经济价值较高的路基填料，有效的代替石灰石和素土成为路基填料，在填方中使用煤矸石也可以减少土地资源的浪费。与素土相比较，煤矸石的强度更为优越，施工中煤矸石的应用对于使用车辆的同行不会造成严重的影响，并且煤矸石作为路基的填充材料不会受到季节因素的影响，能够适当的缩短施工周期。通常情况下，工业生产产生的废弃物中包含的煤矸石量相对较大，如果将这些煤矸石充分进行利用，就会产生较大的效益。
二、公路工程中对于煤矸石的具体应用分析
（一）应用煤矸石的路基施工技术
在修筑高速公路过程中，煤矸石的使用对机械设备以及施工工序的要求相对较高，需要使用一些指标检测煤矸石的路基是否能够满足高速公路路基强度的要求。使用煤矸石进行路基施工，具体的施工流程如下所示：先应该做好施工准备工作，然后进行测量放线，再运输煤矸石，最后将运输来的煤矸石做整平处理，通过碾压使其平铺到路面上，之后进行检测，完成后就可以填筑下一层。
（二）煤矸石路基的压实分析
煤矸石是一种特殊的填料，其材料类似于碎石土，并且天然的煤矸石中含有大量的粗大颗粒，细小颗粒的比例相对较低，有着明显的级配变化曲线。天然煤矸石在堆积的情况下会呈现出松散的状态，有着较大的空隙。但是这种材料和其他的碎石头不同，其粗大的颗粒经过碾压就会发生破碎，随着碾压次数的增多，其中的碎石含量也会逐渐增多，从而使得其级配条件发生改善，可以有效的提高公路的压实度。压实的密度与工程用土的压实密度有实质性的差异，煤矸石颗粒的破碎情况直接影响着其压实的过程和压实的结果。煤矸石的压实方法通常被分为三种，一种是静压，另一种方法是振压，还有一种是冲击压实的方法。采用静压的方式时材料应力状态的变化速度不大，但是应力相对较大，这种路面压实的方式其压实深度和路基的密实程度都受到限制，其压实效果主要受到压实机械自重的影响。而就振动压实情况而言，其发展满足碾压填筑体的密实度要求，碾压的密实度几乎接近了极限。此外，冲击压实是区别于传统压实技术的一种新型压实技术，压实机主要是通过高振幅和低频率的方式将更多的能量施加到煤矸石路基当中，从而可以达到传统压实设备难以达到的压实效果。与传统的压路机相比，冲击压路机有着较大的能量，并且压实的效果也比较好，较厚的填筑层经过压实影响深度也比较大。冲击压实的方法对填土含水量的要求不高，在回填过程中可以使用天然土进行回填，将回填的土层刮平之后就可以进行碾压，从而达到施工所要求的压实密度。煤矸石的压实过程也是颗粒级配的改良过程，压实可以将粗大的煤矸石减少，提高细颗粒的比例，从而达到压密的最终效果。采用冲击压实的方法能够有效提升煤矸石的压实度，也能够提升其整体的强度，有空隙的路基会出现下沉，从而避免出现完工后路基沉降的危险。为了获取合理的煤矸石公路路基碾压方式，某高速公路在修筑过程中铺筑煤矸石作为填筑路基的材料进行碾压，选取路基填筑冲击压实与普通压实两种方法进行碾压。之后对不同压实方法及其效果进行分析。煤矸石在压实过程中会产生破碎现象，其破碎的作用在于可以改良原有的级配中的缺陷，降低粗大煤矸石的比例，提升小颗粒比例，从而使得其颗粒的级别得到改善，其密实度也就自然的有所提升。
结束语
文章主要分析了煤矸石的成分以及其使用优势，通过煤矸石铺筑的路基以及路面压实过程中煤矸石的状态进行分析，从而阐述了其在公路工程建设中的主要作用。作为公路建筑材料，煤矸石在工程应用中已经取得了较好的施工效果，同时还节约了土地资源，取得了较好的施工效益。在公路建设中使用煤矸石还为保护环境开辟了道路，将原有的污染物化作可利用资源进行利用，人们能够将作为废弃物的煤矸石变成资源进行利用成为我们节约资源的有效方法，不仅腾出了大量的空间方便进行环境绿化，同时优化了矿区周边的公路，改善了现有公路的状况，减少了路面的损坏，提升了公路的承载力度，从而延长了公路使用寿命。为人们的行车安全带来了保障。
参考文献：
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作者：方雷 单位：吉林省四平市公路管理处
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