王寧　潘玲科

【摘要】淄博市公路管理局中心試驗(yàn)室通過室內(nèi)試驗(yàn)研究了不同配合比條件下，二灰穩(wěn)定赤泥材料的抗壓強(qiáng)度、凍融穩(wěn)定性和水穩(wěn)性等路用性能。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果鋪筑試驗(yàn)路，優(yōu)化了二灰穩(wěn)定赤泥底基層的施工流程，解決了相應(yīng)的技術(shù)難點(diǎn)，并進(jìn)行多年的使用性能和環(huán)境影響跟蹤監(jiān)測(cè)。

【關(guān)鍵詞】赤泥；室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)；施工技術(shù)

【Abstract】Zibo City Highway Authority central laboratory were studied through laboratory under different mixing ratio， compressive strength flyash stabilized material of red mud， freeze-thaw stability and water stability and other road performance. According to the test results of the test paving the way to optimize the flyash stabilized red mud subbase construction process to solve the corresponding technical difficulties， and years of use and performance tracking and monitoring of environmental impact.

【Key words】Red mud；Cement mix design；Construction technology

1. 序言

赤泥是鋁廠經(jīng)各種物理和化學(xué)處理，制取氧化鋁后所剩余的紅色粉泥狀高含水量的強(qiáng)堿性固體廢料，本文將二灰穩(wěn)定赤泥用作道路底基層材料，對(duì)不同材料配比進(jìn)行了室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn)，選擇合適的配合比鋪筑試驗(yàn)路段，并對(duì)其鋪筑工藝和路用性能做了詳細(xì)的分析論述，為赤泥在道路建設(shè)中的大規(guī)模應(yīng)用提供依據(jù)（見圖1）。

2. 二灰穩(wěn)定赤泥道路材料的室內(nèi)試驗(yàn)分析

2.1 室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的是掌握赤泥路基材料的基本物理力學(xué)性能，確定赤泥底基層混合料的配合比，研究含水率、塊狀赤泥等因素對(duì)赤泥底基層性能的影響，為赤泥底基層材料的應(yīng)用和推廣提供理論支持。

本次室內(nèi)試驗(yàn)和試驗(yàn)路段現(xiàn)場(chǎng)所用的赤泥原料取自山東鋁廠赤泥第一堆場(chǎng)東壩底的陳赤泥，這些赤泥堆存的年份至少在30年以上，其典型化學(xué)組成的分析結(jié)果見表1。其礦物組成見如表1所示。

2.2 赤泥底基層混合料配合比優(yōu)化。

2.2.1 配合比優(yōu)化試驗(yàn)包括：（1）通過重型擊實(shí)試驗(yàn)確定配合比對(duì)應(yīng)的最佳含水率和最大干密度。（2）根據(jù)重型擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。以標(biāo)養(yǎng)條件下的7天和28天抗壓強(qiáng)度為主要指標(biāo)，兼顧工作性和經(jīng)濟(jì)性，以最大限度的消耗赤泥為出發(fā)點(diǎn)，全面、系統(tǒng)地探討三種原料之間的相互影響關(guān)系，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)。試驗(yàn)方案與結(jié)果，見表2。

2.2.2 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析對(duì)比可得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）混合料7天無側(cè)限飽水抗壓強(qiáng)度均能滿足高速和一級(jí)公路對(duì)底基層的抗壓強(qiáng)度要求?？梢?，這種混合料的道路底基層材料在強(qiáng)度指標(biāo)上是完全有保證的。

（2） 從表2中可以看出在一定范圍內(nèi)增加混合料中的石灰劑量時(shí)，混合料的強(qiáng)度將隨之提高，但超過相應(yīng)范圍后，增加混合料中的石灰劑量時(shí)，強(qiáng)度反而有所降低。

（3）從技術(shù)經(jīng)濟(jì)和大量應(yīng)用赤泥的條件出發(fā)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的原材料情況，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析確定，推薦采用配合比為赤泥：粉煤灰：石灰=75：15：10； 80：10：10； 85：7.5：7.5進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑。

3. 二灰穩(wěn)定赤泥底基層試驗(yàn)段施工

（1）2008年中心試驗(yàn)室組織泰和公路公司在淄博市淄川區(qū)鳳凰路鋪筑二灰穩(wěn)定赤泥底基層試驗(yàn)路鋪筑。鳳凰路長(zhǎng)702m，寬27m，日平均交通量14693次，路面結(jié)構(gòu)為2cm瀝青混凝土+5cm瀝青混凝土+下封層+17cm水泥穩(wěn)定碎石+17cm二灰碎石。其中17cm二灰碎石設(shè)計(jì)改為20cm二灰穩(wěn)定赤泥設(shè)計(jì)。通過對(duì)數(shù)據(jù)分析確定分別使用配合比為赤泥：粉煤灰：石灰=75：15：10； 80：10：10； 85：7.5：7.5進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑。壓實(shí)完成后，立即對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)自檢，自檢合格，向赤泥底基層補(bǔ)充水分，使含水率比最佳含水率大3%～5%，然后覆蓋養(yǎng)生。養(yǎng)生期間封閉交通，保護(hù)表層不受破壞。當(dāng)施工中斷，臨時(shí)開放交通時(shí)，必須采取保護(hù)措施。石灰、粉煤灰穩(wěn)定赤泥強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果，見表3。

4. 施工排水

（1）施工前應(yīng)先做好截水溝、排水溝等排水及防滲設(shè)施，特別是在多雨地區(qū)和雨季施工更應(yīng)加強(qiáng)這方面的工作。

（2）施工間斷期間，注意采取防水措施。若施工期間被雨水淋濕或被水浸泡，進(jìn)行下一步施工前，必須晾曬至含水率許可范圍內(nèi)。

（3）如底基層地面在地下水位以下，必須做好防水、排水設(shè)計(jì)，杜絕水浸泡赤泥。

（4）各施工層表面做成2%～4%的排水橫坡，確保在施工過程中，能及時(shí)使雨水排走。

5. 質(zhì)量檢測(cè)與跟蹤監(jiān)測(cè)

（1）質(zhì)量檢測(cè)。

試驗(yàn)路底基層按上述施工方法和注意事項(xiàng)修筑完成后，根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行檢測(cè)，所有檢測(cè)項(xiàng)目均滿足要求，達(dá)到二級(jí)公路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

（2）路用性能跟蹤監(jiān)測(cè)。

通過對(duì)試驗(yàn)鋪筑完成后5d～360d的取芯分析，不同配合比二灰穩(wěn)定赤泥材料芯樣在底基層完工15d后都基本成型，表面光滑，個(gè)別底部存在脫落；完工一年一個(gè)月后，三種配合比的底基層材料芯樣均達(dá)到完全成型，表面光滑。

對(duì)二灰穩(wěn)定赤泥底基層的強(qiáng)度進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，見表4所示。

由表4可見，二灰穩(wěn)定赤泥材料強(qiáng)度具有一定的延續(xù)性，隨著時(shí)間的推移不斷增長(zhǎng)，能夠較好的適應(yīng)公路建設(shè)的需要。但早期強(qiáng)度相對(duì)較低，一定程度上影響了施工進(jìn)度，所以在施工過程中要做好早期的養(yǎng)生和質(zhì)量控制。

2009年5月檢測(cè)各配比路段彎沉值均不大于20mm，滿足設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)要求。

（3）環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)。

根據(jù)赤泥的特點(diǎn)委托淄博市環(huán)保局對(duì)水質(zhì)與環(huán)境射線針對(duì)性進(jìn)行了部分指標(biāo)檢測(cè)，如表5所示：

（4）通過施工前后的水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比表5可以看出，赤泥的使用未對(duì)附近的地下水造成污染；

6. 結(jié)論

本文采用鋁廠工業(yè)廢渣赤泥為主要原料，配合一定比例的石灰、粉煤灰加以穩(wěn)定構(gòu)成二灰穩(wěn)定赤泥，作為新型道路底基層填筑材料，取得良好的路用性能和經(jīng)濟(jì)效益。主要得到以下結(jié)論：

（1）以底基層材料抗壓強(qiáng)度為主要指標(biāo)，以技術(shù)經(jīng)濟(jì)和最大程度使用赤泥為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，確定了合理的配合比范圍：赤泥75%～80%，石灰7.5%～15%，粉煤灰7.5%～10%，為不同條件下底基層材料配合比設(shè)計(jì)提供了選擇依據(jù)。

（2）二灰穩(wěn)定赤泥材料在確定的配合比范圍內(nèi)的7d和28d抗壓強(qiáng)度均滿足相關(guān)規(guī)范要求，并且具有較好的抗凍穩(wěn)定性、干縮性和溫縮性。試驗(yàn)路經(jīng)過一年的運(yùn)營(yíng)，未出現(xiàn)早期病害，效果良好，表明二灰穩(wěn)定赤泥可以作為高速和一級(jí)公路底基層材料。

（3）作為工業(yè)廢渣的赤泥材料性質(zhì)容易不穩(wěn)定，筑路攤鋪前要進(jìn)行抽樣檢測(cè)，視其質(zhì)量不同，適當(dāng)調(diào)整配合比；修筑過程中要嚴(yán)格控制含水量和壓實(shí)率。

（4）二灰穩(wěn)定赤泥材料的應(yīng)用，可以大大降低筑路成本，變廢為寶，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

（5）赤泥中含有少量Na2O，隨著雨水的沖刷可能會(huì)污染地下水。試驗(yàn)路的環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)表明，使用存放時(shí)間較長(zhǎng)的陳赤泥可以較好的解決地下水污染的問題，取得良好的環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

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[文章編號(hào)]1619-2737（2016）03-18-101