CN116947433B - 一种弃泥制造的水泥混合材料、配制方法及成型施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弃泥制造的水泥混合材料，水泥混合材料为道路路基水稳土复合剂，包括以下原料：以重量份计，包括弃泥75~85份，集骨材料5~25份，胶凝材料5~16份，改性材料0.1~6.0份和早强促进材料0.5~8.0份；在配制中，控制弃泥的颗粒级配和含水率控制集骨材料的颗粒级配和含水率。在施工过程中，控制施工设备碾压遍数与行驶速度，注意断头连接路面的处理及覆膜养护。本发明的水稳土复合剂改善胶凝体在土壤中均化及与增大土颗粒接触界面，形成网状骨架结构，填充土粒空隙，路基水稳材料在物化胶结作用下改变土壤的可塑性，提高土壤的耐水性与稳定性，形成一种稳定的板结体。弃泥可100%资源再生利用于公路路基水稳层（掺配量≥80%），产品质量强度达现行行业标准。
Description
技术领域
本发明涉及含有水泥材料的混合物的技术领域，具体涉及一种弃泥制造的水泥混合材料、配制方法及成型施工方法。
背景技术
现有的砂石材料已经远远不能满足日益增长的工程建设需要，在城市旧城市造，矿石开采，市政工程建设及机制砂等过程中将产生大量的弃土泥。传统的处置方式将其粗放式露天堆放，填埋，烧结制砖等弃泥有效利用率不达10%，其都将造成严重的自然环保破坏，使社会生存生态环境质量下降。而另一种大量使用途径将弃泥使用于传统道路基层垫层即公路路基水稳土，代替砂石骨料水泥混凝土用材，虽然成本有节省，固废泥料有消耗，自然资源有节约，但在工程场景应用中存在许多缺陷与隐患，如传统道路基层材料包括三合稳定土，二灰碎石稳定土，石灰稳定土，水泥稳定土等，由于其胶凝体固化在土壤中无法形成统一整体，还会破坏土壤本身的结构和连结，造成大量的不稳定空间，这些空间在水的入侵和温度的变化下，会变得非常脆弱；因此由上述传统工艺制作的道路基层容易受温度和温度影响而开裂，其抗裂性差，容易被腐蚀，使用寿命不长，同时还造成二次污染风险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种弃泥制造的水泥混合材料、配制方法及成型施工方法，将弃泥作为主要在原料加以100%资源化再生利用。
一种弃泥制造的水泥混合材料，所述水泥混合材料为道路路基水稳土复合剂，包括以下原料：以重量份计，包括弃泥75~85份，集骨材料5~25份，胶凝材料5~16份，改性材料0.1~6.0份和早强促进材料0.5~8.0份；所述改性材料和早强促进材料组成外添加试剂，所述外添加试剂为包括液体材料和固体材料相结合使用的混合材料，所述固体材料为粉体材料；
所述弃泥中，最大颗粒粒径≤20mm，所述弃泥的颗粒级配为：颗粒粒径为≤3mm 的部分占70%~90%，颗粒粒径为3~8mm的部分 占10%~20%，颗粒粒径为8~15mm的部分 占4%~6%，颗粒粒径为15~20mm 的部分占1%~2%，不同颗粒粒径的弃泥总量为100%；
所述弃泥料含水率为10%~20%，密实度为1.68~1.78 g/cm³，弃泥原料有机质质量含量≤5%；
所述集骨材料中，最大颗粒粒径为≤25mm ，所述集骨材料的颗粒级配为：颗粒粒径为20~25mm的部分占1%~3%，颗粒粒径15~20mm的部分占3%~5%，颗粒粒径为10~15mm的部分占10~15%，颗粒粒径为5~10mm的部分占40~60%，颗粒粒径为≤5mm的部分占20%~30%，不同颗粒粒径的集骨材料的总量为100%；
所述集骨材料的含水率为1%~2%。
进一步地，所述弃泥包括建渣泥，洗沙泥，打桩泥，锯石粉泥，河道淤泥，工程渣土，山泥和矿泥中的其中一种或几种组合；
所述集骨材料包括建筑垃圾破碎骨料，瓜子片石和矿石破碎边角料的至少一种。
进一步地，所述胶凝材料包括普硅水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥和硫铝酸盐水泥的至少一种，产品质量符合国家行业标准GB75-2020。
进一步地，所述胶凝材料为普硅水泥，细度为250~300目，所述普硅水泥掺加有活性混合材料，所述活性混合材料包括粒化高炉渣、火山灰和粉煤灰中的至少一种 ，所述活性混合材料的掺加量为小于所述胶凝材料总质量的15%。
进一步地，所述改性材料包括活性乳液BJ-707，纤维素醚，防水剂N-2，憎水剂KH151和减水剂PC-1009中的至少两种，所述改性材料中为第一液体材料和第一固体材料结合使用的混合材料，所述第一固体材料为第一粉体材料，所述第一液体材料的含固量在25%~40%，第一粉体材料溶于水且细度为350~450目，比表面积大于1800~2400m²/g；
所述早强促进材料，包括碱激发剂和/或硫酸盐激发剂，所述碱激发剂包括氢氧化钠，氢氧化钾和水玻璃中的至少一种，所述硫酸盐激发剂包括硫酸钠和/或硫酸钾，所述早强促进材料的纯度为85%~95%，所述早强促进材料为第二液体材料和第二固体材料结合使用的混合材料，所述第二液体材料的含固量为20%~40%，所述第二固体材料为第二粉体材料，所述第二粉体材料溶于水且细度为250~350目，比表面积大于1200~1800m²/g。
所述的一种弃泥制造的水泥混合材料的配制方法，包括如下步骤：
步骤S1：将符合颗粒级配和含水率控制要求的弃泥料，以及将符合颗粒级配和含水率控制要求的集骨材料，按比例组合，设定PLC电控掺数，控制二仓储料仓自动计量，并将弃泥料和集骨材料分别由皮带输送至二级强制混合搅拌设备进行混合，转速为20~40转/min；
步骤S2：将胶凝材料和外添加试剂的粉体材料，采用PLC电控封密螺旋输送至原料计量容器自动计量，并将固相材料搅拌均化，混合原料由密封螺旋输送至二级强制混合搅拌设备进行固相原料混合；
步骤S3：外添加试剂的液态试剂，采用PLC电控液态溶器计量并输送至水溶器中进行液相混合原料拌和均化，转速8~16转/min；
步骤S4：将上述步骤S2与步骤S3混合的原料采用PLC电控输送至二级强制混合式搅拌设备与步骤S1的弃泥料和集骨材料进行混合原料搅拌均化，得到弃泥水稳定混合料。
一种弃泥制造的水泥混合材料的成型施工方法，将经过上述配制得到的弃泥水稳定混合料，依次实施如下施工步骤：
步骤1：预处理，包括路基勘测与清理，清除路基杂物，平整路基；进行弃泥压缩比试验与标高线定位，确定弃泥混合料铺摊松散系数，松散系数为1.35~1.65，设定路基水稳标高线；
步骤2：铺摊，采用摊铺设备或人工的方式进行弃泥水稳定混合料的铺摊操作，按公路等级质量要求，设定路基水稳压实度要求与施工操作及施工设备选型要求，包括基底层和基层，基底层的压实度≥93，抗压强度1~3Mpa, 基层的压实度≥97，抗压强度3~7Mpa；
先铺摊基底层，再铺摊基层，公路路基水稳定层每层压实厚度在15~25CM；
采用人工操作摊铺时，先采用装载车转移混合料至施工道路路基上，再用挖掘机推压平整，采用摊铺设备操作时，将弃泥水稳混合原料直接投放至摊铺设备存料仓，再施实摊铺操作，摊铺设备的运行速度控制为0.5~1m/min；
步骤3：压制，步骤2铺摊完成后，根据先轻后重，先静后振，先外后内的施工法则实施压制施工；
按道路水稳等级求设定采用压制设备选型和压制遍数控制来确保施工质量，压制遍数为先静压2~3遍，其次动压1~2遍，再次静压3~4遍；
步骤4：养护，步骤3压制后，进行覆膜养护，路基水稳基底层一般养护3~6天，基层一般养护1周。
进一步地，步骤3中，选用具备静压、振压、收光压三合一功能的双光轮带振动压路机，或者选用单功能压路机，路基碾压6~8遍，控制单功能压路机的行驶速度，静压时行驶速度为1.5~1.7Km/h，振动碾压时行驶速度为1.0~1.5Km/h，收光碾压时其行驶速度为2.0~2.5Km/h。
进一步地，步骤3中，在碾压施工过程中，对于直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，碾压光轮应交叠轮宽1/3位碾压；对于曲线段，由内侧向外碾压；对于接头路，预留0.5~1mm长且阶梯式断头路面碾压连接施工，最后对路基水温基层由碾压轮碾机作表面收缝碾压。
采用上述技术方案后，本发明弃泥制造的水泥混合材料（公路路基水稳土固化复合剂）及其成型施工方法。针对上述传统处理模式所存在问题，本发明弃泥制公路路基水稳土固化复合剂在配合完整的生产技术和施工技术协同作业下，弃泥100%资源再生利用于公路路基水稳层（掺配量≥80%），产品质量强度达现行行业标准如《公路土工试验规程》-JTGE40和《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》-JTG E51，如结构层压实度（≥93%~98%），公路工程荷载抗压强度（≥2.0~5.0Mpa）等。改善胶凝体在土壤中均化及与增大土颗粒接触界面，形成网状骨架结构，填充土粒空隙，路基水稳材料在物化胶结作用下（包括物理机械胶结和化学胶结）改变土壤的可塑性，提高土壤的耐水性与稳定性，形成一种不可逆转的稳定的板结体，遇水不易腐蚀风化。本发明弃泥制公路路基水稳定土技术不仅解决了弃泥大量消耗问题（固废弃泥掺量行业内最高≥80%），同时还解决了生态环境问题（固废原料100%资源再生利用），生产与施工处置过程中无二次污染影响，综合生产成本行业内最低。本发明专利涉及弃泥制公路路基水稳土固化复合剂配方及其成型施工方法，突破传统的不经济性，难推广性，操作性不便捷等特征。
附图说明
图1为本发明中一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂的配制方法的流程图；
图2 为本发明中一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂的成型施工方法的流程图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
一种弃泥制造的水泥混合材料，本发明中，水泥混合材料为道路路基水稳土复合剂。
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂，包括以下原料：以重量份计，包括弃泥75~85份，集骨材料5~25份，胶凝材料5~16份，改性材料0.1~6.0份和早强促进材料0.5~8.0份；所述改性材料和早强促进材料组成外添加试剂，所述外添加试剂为采用液体和固体结合使用的混合材料；
所述弃泥中，最大颗粒粒径≤20mm，所述弃泥的颗粒级配为：颗粒粒径为≤3mm的部分 占70%~90%，颗粒粒径为3~8mm 的部分占10%~20%，颗粒粒径为8~15mm 的部分占4%~6%，颗粒粒径为15~20mm的部分 占1%~2%，不同颗粒粒径的弃泥总量为100%；
所述弃泥料含水率为10%~20%，密实度为1.68~1.78 g/cm³，弃泥原料有机质质量含量≤5%，优选为2%~5%；
所述集骨材料中，最大颗粒粒径为≤25mm ，所述集骨材料的颗粒级配为：颗粒粒径为20~25mm的部分占1%~3%，颗粒粒径15~20mm的部分占3%~5%，颗粒粒径为10~15mm的部分占10~15%，颗粒粒径为5~10mm的部分占40~60%，颗粒粒径为≤5mm的部分占20%~30%，不同颗粒粒径的集骨材料的总量为100%；
所述集骨材料的含水率为1%~2%。
本发明中，所述弃泥包括建渣泥，洗沙泥，打桩泥，锯石粉泥，河道淤泥，工程渣土，山泥和矿泥中的其中一种或几种组合；
所述集骨材料包括建筑垃圾破碎骨料，瓜子片石和矿石破碎边角料的至少一种。
本发明中，所述胶凝材料包括普硅水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥和硫铝酸盐水泥的至少一种，产品质量符合国家行业标准GB75-2020。
本发明中，所述胶凝材料为普硅水泥，细度为250~300目，所述普硅水泥掺加有活性混合材料，所述活性混合材料包括粒化高炉渣、火山灰和粉煤灰中的至少一种 ，所述活性混合材料的掺加量为小于所述胶凝材料总质量的15%。允许用不超过5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材料代替，产品质量符合国家行业标准GB75-2020。
本发明中，所述改性材料包括活性乳液，纤维素醚，防水剂，憎水剂和减水剂中的至少两种，所述改性材料中采用第一液体材料和第一固体材料，所述第一固体材料为第一粉体材料，所述第一液体材料的含固量在25%~40%，第一粉体材料易溶于水且细度在350~450目，比表面积大于1800~2400m²/g；
本发明中，防水剂，憎水剂和减水剂均采用建筑工程行业内公知的相应试剂，以能实现相应的功能即可，在此不予限定。本发明所用的防水剂，憎水剂和减水剂均为市场上购买的相应产品。比如活性乳液的具体型号：BJ-707 生产商：济南永宸化工有限公司；纤维素醚的具体型号：羟丙基甲基纤维（HPMC） 生产商：戈麦斯化工（中国）有限公司；防水剂的具体型号：SN-2 生产商：山东双牛化工科技有限公司；憎水剂的具体型号：KH151 生产商：山东沅锦新材料有限公司；减水剂的具体型号：PC-1009 生产商：武汉华轩高新技术有限公司。
所述早强促进材料，包括碱激发剂和/或硫酸盐激发剂，所述碱激发剂包括氢氧化钠，氢氧化钾和水玻璃中的至少一种，所述硫酸盐激发剂包括硫酸钠和/或硫酸钾，所述早强促进材料的纯度为85%~95%，所述早强促进材料包括第二液体材料和第二固体材料，所述第二液体材料的含固量为20%~40%，所述第二固体材料为第二粉体材料，所述第二粉体材料易溶于水且细度为250~350目，比表面积大于1200~1800m²/g。
作为一种优选地实施方案，A组分材料配置：按重量份计，称取胶凝材料12份、改性材料0.5份和早强促进行材料0.5份。将各组分拌合均化后，得到弃泥制公路路基水稳定土固化复合剂A组份原料。
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂（下文称为方案A），按重量份计，包括称取弃泥原料80份；集骨材料10份以及A组分原料10份。
作为一种优选地实施方案：B组分材料配置：按重量份计，称取胶凝材料12份、改性材料1份和早强促进行材料1份。将各组分拌合均化后，得到弃泥制公路路基水稳定土固化复合剂B组份原料。
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂（下文称为方案B），包括称取弃泥原料80份；集骨材料10份和B组分材料10份。
作为一种优选地实施方案：C材料配置：按重量份计，称取胶凝材料12份；改性材料1.5份和早强促进行材1.5份。将各组分拌合均化后，得到弃泥制公路路基水稳定土固化复合剂C组份原料。
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂（下文称为方案C），按重量份计，包括称取弃泥原料80份；集骨材料10份和C组分材料10份。
作为一种优选地实施方案：D材料配置：按重量份计，称取胶凝材料12份；改性材料2份；早强促进行材料2份；如复合材料均为固相原料，则将其依次全部加入到胶凝材料是拌合均化，得到弃泥制公路路基水稳定土固化复合剂D组份原料。
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂（下文称为方案D），按重量份计，包括称取弃泥原料80份；集骨材料10份和D组分材料10份。
下面以实施D组分材料制备得到弃泥制公路路基水稳定土（即方案D）为例。如图2所示，先取弃泥样，先做配比击实试验确定最佳含水率和最佳密实度，其次做试样路段，自然养护7（6+1）天和28天后通过环刀切割取样，检测其无限侧抗压强度。
按照方案A、B、C和D制弃泥制公路路基水稳定土产品养护好试样进行水稳定性测试，其测试结果取样试件常温下浸泡水不溶解松散，水稳定性好，耐久性好。
按照方案A、B、C和D制弃泥制公路路基水稳定土产品养护好试样进无限抗侧压强度测试，干缩应变值测试，劈裂强度测试，荷载等级强度测试，回弹模量E，十次抗冻性指标测试等，试验结果如表1所示。其中，方案A、B、C和D采用相同的配制方法及成型施工方法。
表1为方案A、B、C和D的检测试验结果：
表1
分析表1数据可见，观察试验过程试样品数据变化，各项性能参数较为优异，其方案A、B、C和D均符合国家行业标要求。
采用上述技术方案后，本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂，弃泥可100%资源再生利用于公路路基水稳层（掺配量≥80%），产品质量强度达现行行业标准如《公路土工试验规程》-JTG E40和《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》-JTG E51，如结构层压实度（≥93%~98%），公路工程荷载抗压强度（≥2.0~5.0Mpa）等。
本发明的水稳土复合剂改善胶凝体在土壤中均化及与增大土颗粒接触界面，形成网状骨架结构，填充土粒空隙，路基水稳材料在物化胶结作用下（包括物理机械胶结和化学胶结）改变土壤的可塑性，提高土壤的耐水性与稳定性，形成一种不可逆转的稳定的板结体，遇水不易腐蚀风化。本发明弃泥制公路路基水稳土复合剂技术不仅解决了弃泥大量消耗问题（固废弃泥掺量行业内最高≥80%），同时还解决了生态环境问题（固废原料100%资源再生利用），生产与施工处置过程中无二次污染影响，综合生产成本行业内最低。
实施例2
一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂的配制方法，采用实施例1水稳土复合剂，如图1所示，配制方法包括如下步骤：
步骤S1：将符合颗粒级配和含水率控制要求的弃泥料，以及将符合颗粒级配和含水率控制要求的集骨材料，按比例组合，设定PLC电控掺数，控制二仓储料仓自动计量，并将弃泥料和集骨材料分别由皮带输送至二级强制混合搅拌设备进行混合，转速为20~40转/min，容积按产能可选（2~4立方）。
步骤S2：将胶凝材料和外添加试剂的粉体材料，采用PLC电控封密螺旋输送至原料计量容器自动计量，并将固相材料搅拌均化，混合原料由密封螺旋输送至二级强制混合搅拌设备进行固相原料混合。
步骤S3：外添加试剂的液态试剂，采用PLC电控液态溶器计量并输送至水溶器中进行液相混合原料拌和均化，转速8~16转/min；
步骤S4：将上述步骤S2与步骤S3混合的原料采用PLC电控输送至二级强制混合式搅拌设备与步骤S1固相原料（弃泥料和集固材料）进行混合原料搅拌均化，粉破等工艺处理，确保泥料不会成团，得到弃泥水稳定混合料。得到的弃泥稳定混合料可由运输车托运至项目施工现场。
需要说明的是，弃泥在配制处理过程需注意混合原材料的整体含水率控制在10~20%，同时考虑运输路线远近，一般在设计含水率控制时在最佳含水率指标上增1~2%添加量来满足生产工艺需求；混合原料颗粒大小，必须符合设计工艺粒径要求及搅拌混合的均化程度，确保弃泥水稳定混合料的粒径在≤5mm占80%以上。
实施例3
本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂的成型施工方法，将经过实施例2配制得到的弃泥水稳定混合料，如图2所示，依次实施如下施工步骤：
步骤1：预处理，包括路基勘测与清理（如软基地需事先固硬化处理或置换地基土），清除路基杂物，平整路基；进行弃泥压缩比试验与标高线定位，确定弃泥混合料铺摊松散系数（一般设计为1.35~1.65，击实试验）设定路基水稳标高线（即底基层标高放样）；
步骤2：铺摊，采用摊铺设备或人工的方式进行弃泥水稳定混合料的铺摊操作，按公路等级质量要求，设定路基水稳压实度要求与施工操作及施工设备选型要求（包括10T型，15T型，20T型，25T型），包括基底层和基层，基底层的压实度≥93，抗压强度1~3Mpa, 基层的压实度≥97，抗压强度3~7Mpa；
先铺摊基底层，再铺摊基层，公路路基水稳定层每层压实厚度在15~25CM；
采用人工操作摊铺时，先采用装载车转移混合料至施工道路路基上，再用挖掘机推压平整，采用摊铺设备操作时，将弃泥水稳混合原料直接投放至摊铺设备存料仓，再施实摊铺操作，摊铺设备的运行速度控制为0.5~1m/min；
步骤3：压制，步骤S2铺摊完成后，根据先轻后重，先静后振，先外后内的施工法则实施压制施工；
按道路水稳等级求设定采用压制设备选型和压制遍数控制来确保施工质量，压制遍数为先静压2~3遍，其次动压1~2遍，再次静压3~4遍。
步骤4：养护，步骤S3压制后，进行覆膜养护，路基水稳基底层一般养护3~6天，基层一般养护1周 。
作为一种优选地实施方式，步骤3中，选用具备实现静压、振压、收光压三合一功能的双光轮带振动压路机，或者选用单功能压路机，路基碾压6~8遍，控制单功能压路机的行驶速度，静压时行驶速度为1.5~1.7Km/h，振动碾压时行驶速度为1.0~1.5Km/h，收光碾压时其行驶速度为2.0~2.5Km/h。
作为一种优选地实施方式，步骤3中，在碾压施工过程中，对于直线和不设超高的平曲线段，碾压法则是由两侧路肩向路中心碾压，严禁压路机在已完成的或正碾压路段面调头或急刹车，碾压光轮应交叠轮宽1/3位碾压；对于曲线段，碾压法则，则是由内侧向外碾压；对于接头路，施工法则是预留0.5~1mm长且阶梯式断头路面碾压连接施工，最后对路基水温基层由碾压轮碾机作表面收缝碾压。
本发明中，碾压施工过程中重点注意施工流程与施工次序不能巅倒，施工原料含水率与施工进度的控制，施工设备碾压遍数与行驶速度的控制，断头连接路面的处理及覆膜养护（一般自然养护1周，气温20±5度自然环境下），路基水稳层养护期间严禁通车踩压。
作为一种优选地实施方式，在进行步骤1正式施工之前，先做试样路段，依次包括如下步骤：（1）取弃泥土样、（2）进行击实试验、（3）检测确定压实度，得到筛选得到最佳密实度与含水率、（4）基层面标高放样、（5）基层面铺摊、（6）碾压与整平、（7）覆膜养护、（8）取样检测检测其无限侧抗压强度。
具体地：先于实验室做相应结构，以一级道路标准为例，压实度要求97以上，它的压实度在1.78g/cm3,含水率在16.5%；抗压强度3-5MPa；
底基层：取试验路段的样品与实验室结构进行对比，判断是否符合设计要求；检测压实度95即可，抗压强度2-3MPA，若不符合的话，则盘查施工次序是否有误，碾压的次数、吨位；配比合不合理；含水率是不是最佳含量率，调整后重新进行试样，最终得到本发明的水稳土复合剂配方，以及相应的成型施工方法。
采用上述技术方案后，本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂，弃泥可100%资源再生利用于公路路基水稳层（掺配量≥80%），产品质量强度达现行行业标准如《公路土工试验规程》-JTG E40和《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》-JTG E51，如结构层压实度（≥93%~98%），公路工程荷载抗压强度（≥2.0~5.0Mpa）等。
本发明的水稳土复合剂改善胶凝体在土壤中均化及与增大土颗粒接触界面，形成网状骨架结构，填充土粒空隙，路基水稳材料在物化胶结作用下（包括物理机械胶结和化学胶结）改变土壤的可塑性，提高土壤的耐水性与稳定性，形成一种不可逆转的稳定的板结体，遇水不易腐蚀风化。本发明弃泥制公路路基水稳土复合剂技术不仅解决了弃泥大量消耗问题（固废弃泥掺量行业内最高≥80%），同时还解决了生态环境问题（固废原料100%资源再生利用），生产与施工处置过程中无二次污染影响，综合生产成本行业内最低。本发明一种弃泥制造道路路基水稳土复合剂、配置方法及成型施工方法，突破传统的不经济性，难推广性，操作性不便捷等问题。
所述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (7)
1.一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂，其特征在于，包括以下原料：以重量份计，包括弃泥75~85份，集骨材料5~25份，胶凝材料5~16份，改性材料0.1~6.0份和早强促进材料0.5~8.0份；所述改性材料和早强促进材料组成外添加试剂，所述外添加试剂为包括液体材料和固体材料相结合使用的混合材料，所述固体材料为粉体材料；
所述弃泥中，最大颗粒粒径≤20mm，所述弃泥的颗粒级配为：颗粒粒径为≤3mm 的部分占70%~90%，颗粒粒径为3~8mm的部分占10%~20%，颗粒粒径为8~15mm的部分 占4%~6% ，颗粒粒径为15~20mm 的部分占1%~2%，不同颗粒粒径的弃泥总量为100%；
所述弃泥料含水率为10%~20%，密实度为1.68~1.78 g/cm³，弃泥原料有机质质量含量≤5%；
所述集骨材料中，最大颗粒粒径为≤25mm ，所述集骨材料的颗粒级配为：颗粒粒径为20~25mm的部分占1%~3%，颗粒粒径15~20mm的部分占3%~5%，颗粒粒径为10~15mm的部分占10~15%，颗粒粒径为5~10mm的部分占40~60%，颗粒粒径为≤5mm的部分占20%~30%，不同颗粒粒径的集骨材料的总量为100%；
所述集骨材料的含水率为1%~2%；
所述胶凝材料包括普硅水泥，矿渣水泥，粉煤灰水泥和硫铝酸盐水泥的至少一种，产品质量符合国家行业标准GB75-2020；
所述改性材料包括活性乳液BJ-707，纤维素醚，防水剂N-2，憎水剂KH151和减水剂PC-1009中的至少两种，所述改性材料中为第一液体材料和第一固体材料结合使用的混合材料，所述第一固体材料为第一粉体材料，所述第一液体材料的含固量在25%~40%，第一粉体材料溶于水且细度为350~450目，比表面积大于1800~2400m²/g；
所述早强促进材料，包括碱激发剂和/或硫酸盐激发剂，所述碱激发剂包括氢氧化钠，氢氧化钾和水玻璃中的至少一种，所述硫酸盐激发剂包括硫酸钠和/或硫酸钾，所述早强促进材料的纯度为85%~95%，所述早强促进材料为第二液体材料和第二固体材料结合使用的混合材料，所述第二液体材料的含固量为20%~40%，所述第二固体材料为第二粉体材料，所述第二粉体材料溶于水且细度为250~350目，比表面积大于1200~1800m²/g；
所述道路路基水稳土复合剂改善胶凝体在土壤中均化及与增大土颗粒接触界面，形成网状骨架结构，填充土粒空隙，在物化胶结作用下形成一种不可逆转的板结体。
2.如权利要求1所述的一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂，其特征在于：所述弃泥包括建渣泥，洗沙泥，打桩泥，锯石粉泥，河道淤泥，工程渣土，山泥和矿泥中的其中一种或几种组合；
所述集骨材料包括建筑垃圾破碎骨料，瓜子片石和矿石破碎边角料的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂，其特征在于，所述胶凝材料为普硅水泥，细度为250~300目，所述普硅水泥掺加有活性混合材料，所述活性混合材料包括粒化高炉渣、火山灰和粉煤灰中的至少一种 ，所述活性混合材料的掺加量为小于所述胶凝材料总质量的15%。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂的配制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将符合颗粒级配和含水率控制要求的弃泥料，以及将符合颗粒级配和含水率控制要求的集骨材料，按比例组合，设定PLC电控掺数，控制二仓储料仓自动计量，并将弃泥料和集骨材料分别由皮带输送至二级强制混合搅拌设备进行混合，转速为20~40转/min；
步骤S2：将胶凝材料和外添加试剂的粉体材料，采用PLC电控封密螺旋输送至原料计量容器自动计量，并将固相材料搅拌均化，混合原料由密封螺旋输送至二级强制混合搅拌设备进行固相原料混合；
步骤S3：外添加试剂的液态试剂，采用PLC电控液态溶器计量并输送至水溶器中进行液相混合原料拌和均化，转速8~16转/min；
步骤S4：将上述步骤S2与步骤S3混合的原料采用PLC电控输送至二级强制混合式搅拌设备与步骤S1的弃泥料和集骨材料进行混合原料搅拌均化，得到弃泥水稳定混合料。
5.一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂的成型施工方法，其特征在于，将经过权利要求4配制得到的弃泥水稳定混合料，依次实施如下施工步骤：
步骤1：预处理，包括路基勘测与清理，清除路基杂物，平整路基；进行弃泥压缩比试验与标高线定位，确定弃泥混合料铺摊松散系数，松散系数为1.35~1.65，设定路基水稳标高线；
步骤2：铺摊，采用摊铺设备或人工的方式进行弃泥水稳定混合料的铺摊操作，按公路等级质量要求，设定路基水稳压实度要求与施工操作及施工设备选型要求，包括基底层和基层，基底层的压实度≥93，抗压强度1~3Mpa, 基层的压实度≥97，抗压强度3~7Mpa；
先铺摊基底层，再铺摊基层，公路路基水稳定层每层压实厚度在15~25CM；
采用人工操作摊铺时，先采用装载车转移混合料至施工道路路基上，再用挖掘机推压平整，采用摊铺设备操作时，将弃泥水稳混合原料直接投放至摊铺设备存料仓，再施实摊铺操作，摊铺设备的运行速度控制为0.5~1m/min；
步骤3：压制，步骤2铺摊完成后，根据先轻后重，先静后振，先外后内的施工法则实施压制施工；
按道路水稳等级求设定采用压制设备选型和压制遍数控制来确保施工质量，压制遍数为先静压2~3遍，其次动压1~2遍，再次静压3~4遍；
步骤4：养护，步骤3压制后，进行覆膜养护，路基水稳基底层一般养护3~6天，基层一般养护1周。
6.如权利要求5所述的一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂的成型施工方法：步骤3中，选用具备静压、振压、收光压三合一功能的双光轮带振动压路机，或者选用单功能压路机，路基碾压6~8遍，控制单功能压路机的行驶速度，静压时行驶速度为1.5~1.7Km/h，振动碾压时行驶速度为1.0~1.5Km/h，收光碾压时其行驶速度为2.0~2.5Km/h。
7.如权利要求5所述的一种弃泥制造的道路路基水稳土复合剂的成型施工方法：步骤3中，在碾压施工过程中，对于直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压，碾压光轮应交叠轮宽1/3位碾压；对于曲线段，由内侧向外碾压；对于接头路，预留0.5~1mm长且阶梯式断头路面碾压连接施工，最后对路基水温基层由碾压轮碾机作表面收缝碾压。
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| KR19990010598A (ko) * | 1997-07-18 | 1999-02-18 | 정성조 | 도로포장방법 |
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Non-Patent Citations (1)
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| 李继业等.《公路工程施工技术实用手册》.中国建材工业出版社,2006,第488-493页. * |
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