二、粉煤灰路堤
公路路堤填方量大，用粉煤灰填筑是大批量利用粉煤灰的有效途径。利用粉煤灰填筑路堤可不掺加其他材料，无须加工。路堤填筑可采用全灰，也可采用间隔灰（即一层灰一层土）。由于粉煤灰自重小，作为轻质材料填筑路堤可有效降低基底应力，减少沉降，用于软土地区可大大减少软基处治费用，更有其特殊意义。
（一）粉煤灰的击实特性
粉煤灰的最佳含水量与最大干密度是检验路堤质量的主要指标，也是影响其他物理力学性质的重要因素。
室内按轻重型击实标准对粉煤灰和细粒土进行击实试验。粉煤灰击实曲线的形状总体上与土的击实曲线相似，即在一定的压实功能下，粉煤灰也存在一个可达到最大干密度的最佳含水量。粉煤灰的最佳含水量和最大干密度与压实功能之间的关系，表现出与土相类似的一般规律，即随压实功能的增大，最佳含水量下降，最大干密度增大。但与土相比较，粉煤灰在击实特性方面也有下列明显不同之处。
第一，灰源不同，最佳含水量和最大干密度有较大差异，其值通过室内击实试验测定求取。一般情况下，粉煤灰有较大的最佳含水量：30%～40%（重型），37%～48%（轻型）。较小的最大干密度：1.1～1.2 g/cm3（重型），0.9～1.0 g/cm3（轻型）。含水量与干密度的关系曲线比较平缓，说明适宜压实所需的含水量幅度较大。若压实度K=99%，含水量在30%～50%（重型）和36%～60%（轻型）范围内都能满足要求，变化幅度-10%～10%，而土的适宜压实所需的含水量变化幅度较小，仅-5%～3%，含水量范围约为7%～15%。一般从储灰池中取用的沥干的湿灰可直接运至工地摊铺碾压。施工受含水量影响较小，尤其在雨季施工，显示出粉煤灰路堤的优越性。
第二，从重型击实试验可看出，在含水量小的较大一段区间范围内（ω=25%～ 35%），几乎对击实干密度没有影响。干密度基本阅读某一数值上下波动，超过某一界限含水量后，干密度有明显变化。
第三，当粉煤灰含水量达到最佳含水量范围时（ω=38%～42%），对击实干密度有明显影响，击实曲线的斜率比土大，直至达到最大干密度。含水量继续增加时，粉煤灰呈液化状态，出现溅水现象，干容重变小。粉煤灰是一种级配均匀、粒径单一、以粉粒含量为主且具有球形颗粒的多孔隙结构材料，对水分有强烈的吸附作用。
在含水量较小时（ω=25%～35%），水分为其孔隙结构所吸收，颗粒表面的水分变化不大，所以水分对压实的润滑作用不明显，表现出压实度几乎不受含水量变化的影响，干密度约为0.9～1.0 g/cm3。当含水量达到最佳值时，水分的润滑作用得到充分发挥，干密度达到最大。但当含水量超过最佳含水量后，粉煤灰接近饱和状态，孔隙中充满水分，击实过程中孔隙水承担了一部分击实功，表现为水灰分离，出现溅水现象，呈现液化状态。由于孔隙水排出消耗了部分击实能量，密度反而呈下降趋势。
（二）粉煤灰的渗透性和毛细水上升高度
1.渗透性
粉煤灰吸水量虽大，但泄水也快，渗透性比黏性土大得多。粉煤灰的渗透性取决于它的粒度成分、压实度和火山灰反应程度。室内试验结果表明，粉煤灰的渗透性与压实度有直接关系，即压实度越大，其渗透系数越小。粉煤灰的渗透系数介于粉质沙土和亚沙土之间。
2.毛细水上升高度
粉煤灰的毛细水上升高度与粉煤灰试件的含水量、压实度等因素有关。密实度越小，毛细水上升高度越大，反之亦然。
（三）粉煤灰的压缩特性
粉煤灰和土一样是散粒状材料，对粉煤灰路堤设计来说，影响路堤稳定性的重要指标——黏聚力c和内摩擦角φ，在各种密实度下均较高，是一种比较理想的路堤填料。由于粉煤灰的黏聚力c值主要由毛细水张力构成且饱和后急剧下降，内摩阻角也相应有所降低，故在路堤设计中以取用粉煤灰饱和状态下的c、φ值为宜，以策安全。
压缩特性表示在外荷载作用下材料的压缩性能。不同密实度的粉煤灰与黏土的压缩性有很大的差异。相同密实度的粉煤灰与土比较，土的压缩性高，即土的压缩系数比粉煤灰的压缩系数大40%左右。粉煤灰的压缩曲线平缓，说明粉煤灰的孔隙率比土的空隙率大。相同密实度的土路堤与粉煤灰路堤相比较，粉煤灰路堤的压缩变形小，优于土质路堤。
（四）粉煤灰路堤设计
粉煤灰的干密度小，比一般土料轻40%～50%，是软土地基上修筑高路堤的理想轻质填料。在相同地基条件下，粉煤灰路堤的极限高度相较土质路堤可提高30%左右，沉降量减小20%左右。
1.路堤断面形式
根据粉煤灰的工程特性，粉煤灰路堤应由路堤主体（纯灰或灰土间隔填筑）、护坡、路堤顶部防护（黏性土或其他材料）、隔离层、排水系统等组成。
（1）土质包边纯灰路堤
为了防止路堤边坡受自然因素（雨、雪、风）和人为因素的侵袭与损害，纯粉煤灰路堤的路肩和边坡必须采取保护措施。分析国内外文献资料可知，采用的防护措施主要有下列几种。
第一，土质边坡包边。包边土层厚度一般为20～250 cm，视土方来源难易、路堤高度以及自然因素等条件综合分析确定。目前我们主要采用土质边坡防护，护坡土料宜采用塑性指数不低于18的黏性土，厚度一般不小于100 cm。
在土质边坡中是否设置排水盲沟，应根据当地降雨量大小和施工季节来决定。为了防止盲沟淤塞，推荐采用无纺土工织物（300 g/m2）碎砾石盲沟，其断面尺寸为40 cm×50 cm，水平间距10～15 m一条，垂直间距1.0～1.5 m呈梅花形交叉布置。由于粉煤灰的渗透性好，底部可适当增加盲沟数量。
第二，乳化沥青或煤沥青封闭粉煤灰坡面。美国250号国道曾有采用沥青封闭坡面的成功经验。
第三，混凝土块铺砌防护。纯粉煤灰路堤有用灰量大、强度高、自重轻、施工简便、受雨季影响小等优点，故在灰源充足的条件下应优先选用。(https://www.daowen.com)
（2）灰土间隔路堤
粉煤灰路堤的另一种断面形式采用灰土间隔分层铺筑方式，一层土一层灰或一层土二层灰间隔铺筑。
灰土间隔路堤，坡面一般不作处理。在降雨量大的地区或用过湿土作为填料的路堤，由于粉煤灰的透水性好，在路堤中形成侧向排水通道，有利于提高路堤的强度和稳定性。
为隔离毛细水的影响，粉煤灰路堤底部应离地下水位或地表积水水位50 cm以上，否则应考虑设置隔离层。隔离层材料可用黏性土或沙性土，禁止使用粉性土；也可用稳定性好的工业废渣（炉渣、钢渣）或粗粒料（天然沙砾、采石场废料）等透水性良好的材料填筑。粒料隔离层结构应自下而上，其粒径由大变小，起反滤作用，防止粉煤灰淋溶下渗，导致路堤沉陷变形，影响隔离层的排水效果。隔离层的厚度一般不小于30 cm，横坡不小于3%，以利排水。
粉煤灰路堤边坡坡度视路堤高度而定。一般5 m以下的路堤，坡度为1∶1.5，5 m以上的路堤，上部边坡为1∶1.5；下部可做成路堤挡墙。
2.粉煤灰的设计参数建议值
粉煤灰的设计参数受粉煤灰的化学成分、粒度组成、含碳量大小、排放方式、压实功能大小等因素影响而有较大的差异。即便同一电厂，不同时期的灰源差异也不小，因此必须选择一定数量且有代表性的试样进行测定。
在确定粉煤灰路堤压实标准时，应考虑道路等级，路面类型，当地的水文、地质、气候条件，同时应结合压实机具的类型和压实功能的大小，以及运至工地时粉煤灰的实际稳定含水量等因素综合分析确定。在多雨潮湿地区或受其他条件所限时，可采用轻型压实标准；否则推荐采用重型压实标准。
（五）粉煤灰路堤施工
粉煤灰路堤的施工工艺和压实机械基本上与土质路堤施工方法相类似，仅增加了包边土摊铺和设置边坡盲沟等工序。基本工序包括基底处理、粉煤灰储运、摊铺、碾压、养护与封层等。路堤施工质量的优劣，尤其是粉煤灰的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。解决好这四个关键问题，粉煤灰路堤的压实质量是能够达到要求的。
1.基底处理
无论是纯粉煤灰还是粉煤灰和土间隔路堤，在填筑之前，均建议推土机推除表土15 cm以上并整平，用推土机或振动压路机碾压至与原地面相同的密实度，同时在路基的两侧开挖临时排水沟。为利于排水，在用沙性土回填时调出3%的路拱，碾压至与路基相同的压实标准（重型90%）。在地下水位较高地段，则在3%的土拱上铺设厚30 cm的沙砾垫层，洒水，碾压至无轮迹。
若路基穿越池塘，则应排除积水，挖除淤泥，用粗粒料分层填筑、分层压实，每层压实厚度30 cm，直至高出常水位0.5 m以上，其上铺设30 cm厚的沙砾垫层。
2.粉煤灰储运
粉煤灰含水量的调节宜在堆场或灰池中进行，尽量减少现场的洒水工作量。过湿的粉煤灰应堆高沥干水分，过干的粉煤灰则应在摊铺前2～3天在堆场洒水闷料，使含水量调节到略高于最佳含水量的范围。
运输方式要因地制宜，尽量采用大吨位自卸汽车和机械化装车，减少中转环节，降低运输成本。防止运输途中的扬尘污染，必要时采取防护措施。
3.摊铺
摊铺前应先放样。摊铺长度应视运灰的速度、摊铺机械压实机具的数量和天气情况而定。摊铺要求厚度均匀、拱坡平整，以当天摊铺、当天碾压结束为原则，以免水分蒸发或遇水冲刷。
粉煤灰路堤一般采取水平分层填筑法施工。当分成不同作业段填筑时，相邻填地段按1∶1坡度分层留台阶，使每一压实层相互交叠衔接，每一层应向邻近作业段延伸1 m，以保证相邻作业段接头范围内的压实度。用平地机或推土机摊铺时，直线段由两侧向路中心刮平，曲线段由内侧向外侧刮平。摊铺时须使路堤横坡度不小于3%，以利横向排水。
土质护坡应与粉煤灰摊铺同步进行。土质护坡摊铺宽度宜稍大于设计宽度，以保证削坡后的净宽度满足设计要求。同时应按设计位置做好土质护坡的排水盲沟。
4.碾压
摊铺后的粉煤灰必须及时碾压，做到当天摊铺、当天碾压完毕。压实厚度应根据压实机械的种类和压实功能的大小而定，事前应进行试压。一般来说，20～30 t的中型振动压路机，每层压实厚度应不大于20 cm，40～50 t的重型振动压路机，每层压实厚度应不大于30 cm。
粉煤灰碾压应遵循先轻后重的原则，对人工摊铺的灰层宜先用履带式机具或轻型压路机预压1～2遍，机械摊铺的灰层可直接用中重型压路机碾压。稳压后，再振碾6～8遍，直至达到规定的压实度。碾压顺序由低处到高处推进，直线段由土质护坡向路中心碾压；曲线段由内侧向外侧碾压。碾压速度在稳压时宜用一档（1.5～1.7 km/h），振碾时宜用二挡（2.0～2.5 km/h）。碾压轮迹：三轮压路机后轮应重叠1/2轮宽，两轮压路机重叠30 cm。在分段处，压路机后轮必须超过接缝。从试验工程的压实效果看，采用大吨位的振动压路机进行压实作业，都取得了较满意的压实效果。
5.养护与封层
在已达到要求压实度的粉煤灰层上铺筑一层时，卸料汽车不得在已成型的灰面上掉头、高速行驶和急刹车等，以免造成压实层松散。如不能立即铺筑上层，应禁止或限制车辆行驶并适量洒水湿润，以防止表层干燥松散。当粉煤灰路堤较长时间不能继续施工时，应进行表层覆土封闭处理，并做好路拱横坡，以利排水。遇阴雨天气，当黏土防护层高于灰面时应挖好排水沟，以免积水。一旦遇雨，局部积水湿软，要采取翻晒或挖换处理。
达到路槽标高的封层部位应及时采用黏性土、石灰土、粉煤灰掺石灰或按设计要求加铺垫层材料，进行封层处理。