CN106517979A - 一种磷石膏改良路面基层的设计施工方法 - Google Patents

Abstract

一种磷石膏改良路面基层的设计施工方法，其特征是该方法包括磷石膏混合料处理、混合料固化处理、固化料掺水配比、固化料改良抗裂处理及现场摊铺测试五个方面，可以满足道路基层强度与回弹模量要求，并可在缺乏填土地区与磷石膏固体废弃物产量较高地区广泛应用，可以减少磷石膏对耕地的占用，降低磷石膏对环境的破坏，变废为宝。同时磷石膏通过固化、改良处理，可以提高道路基层的抗裂性，解决传统道路基层设计施工后易开裂的问题，提高路面使用寿命。该方法适用于道路工程中路面基层填筑，尤其适用于缺乏填土路段及盛产磷石膏的地区。

Description

一种磷石膏改良路面基层的设计施工方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种路面基层的设计及其施工方法。

背景技术

传统道路基层材料包括水泥稳定土、石灰稳定土和二灰稳定碎石。水泥稳定碎石是以级配碎石作骨料，采用一定数量的胶凝材料和足够的灰浆体积填充骨料的空隙，按嵌挤原理摊铺压实，具有较高的强度，抗渗度和抗冻性，但易发生收缩裂隙，抗裂性差。石灰稳定土将消石灰粉或生石灰粉掺入各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土，具有一定的强度，但耐水性较弱。二灰稳定碎石是通过无机结合料石灰、粉煤灰和级配碎石加一定的水分拌合，碾压、养生后而产生强度的一种半刚性结构，但易受温度和湿度影响而开裂。

磷石膏是化工厂用磷石灰与硫酸作用，湿法生产磷酸时产生的副产品，制取1吨磷酸产生约5吨磷石膏。磷石膏是一种粉状材料，几乎没有可塑性，并残存有磷酸、硫酸和氢氟酸，偏酸性。我国的磷石膏年产生800余万吨，到2011年底，中国已累计堆积了超过3亿吨磷石膏。 而中国磷石膏的有效利用率不足10％，距国家“十一五”规划工业固体废物综合利用率达到60％的目标尚有较大差距。磷石膏具有微膨胀性、可起到缓凝效果，同时可以代替基层中的部分碎石（粒径0~4.75mm），对基层开裂有一定的抑制作用，可以用于解决传统道路基层抗裂性差的难题，并可同时解决缺乏填土路段的基层施工问题。

发明内容

本发明目的是提供一种磷石膏改良路面基层的设计施工方法，用于解决传统道路基层抗裂性差的问题。

本发明的技术解决方案是：磷石膏改良路面基层的设计施工方法，包括以下步骤：

（1）磷石膏混合料处理：以质量百分比计，称取30%—40%的磷石膏、70%—60%的级配碎石，混合搅拌均匀，得到混合料，其中级配碎石包括三种粒径的碎石，分别为1#碎石，粒径为大于19mm至小于等于31.5mm；2#碎石，粒径为大于9.5mm至小于等于19mm；3#碎石，粒径为大于4.75mm至小于等于9.5mm，按质量百分比，1#碎石：2#碎石：3#碎石为7:7:6；

（2）磷石膏混合料固化处理：称取磷石膏混合料质量的5%—7%的普通硅酸盐水泥，混合搅拌均匀，得到固化料，其中普通硅酸盐水泥强度选择32.5MPa；

（3）磷石膏固化料掺水配比：采用振动成型方法，将固化料掺水配成不同含水量试样，在同一击实功条件下获得固化料的最大干密度与最佳含水率，固化料含水率、固化料最佳含水率均定义为固化料中水的质量与固化料的干燥质量之比；

（4）磷石膏固化料改良抗裂处理：以质量百分比计，按固化料中磷石膏的3%称取改良剂，按固化料中磷石膏的0.5%-3%称取聚丙烯腈纤维，将改良剂、聚丙烯腈纤维与固化料混合搅拌均匀，得到混合填料，其中改良剂包括聚乙烯醇、阳离子聚丙烯酰胺和聚氨酯，聚乙烯醇要求为固体粉末，粘度不小于20，PH值不小于7；阳离子聚丙烯酰胺要求为固体粉末，阳离子度要求不小于30%，分子量不大于300万，按质量百分比，聚乙烯醇：阳离子聚丙烯酰胺：聚氨酯为1:1:1；聚丙烯腈纤维长度为3-9cm，抗拉强度≥1100MPa；

（5）将混合填料按照测试得到的最佳含水率的数值掺配水，使混合填料中的固化料达到最佳含水率状态，得到基层填料；磷石膏混合料、固化料、混合填料、基层填料的拌合采用厂拌的方式，采用水泥稳定土拌合站料仓与强制式搅拌机拌合；

（6）将基层填料运至施工现场，具体施工方法如下：

① 路床填筑或开挖完成后，对路床表面压实整平，并通过路床质量验收；

② 将基层填料松铺至路床表面，采用18-21吨振动压路机静压2遍，振动碾压4遍，再静压2遍；

③ 测试现场基层压实度≥97%，底基层压实度≥95%，即满足基层施工要求，完成磷石膏改良路面基层的设计施工。

本发明优点：

该设计施工方法简单，可以满足道路基层强度与回弹模量要求，并可在缺乏填土地区与磷石膏固体废弃物产量较高地区广泛应用，可以减少磷石膏对耕地的占用，降低磷石膏对环境的破坏，变废为宝。同时磷石膏通过固化、改良处理，可以提高道路基层的抗裂性，解决传统道路基层设计施工后易开裂的问题，提高路面使用寿命。

本发明适用范围：

适用于道路工程中路面基层填筑，尤其适用于缺乏填土路段及盛产磷石膏的地区。

具体实施方式：

实施例：磷石膏改良路面基层的设计施工方法，包括以下步骤：

（1）磷石膏混合料处理：以质量百分比计，称取磷石膏40吨放入水泥稳定土拌合站的一个料仓中，称取级配碎石中的1#碎石21吨、2#碎石21吨、3#碎石18吨，放入该拌合站的另一个料仓中，将两个料仓中的物料加入到强制式搅拌机中，混合搅拌均匀，得到混合料100吨；

（2）磷石膏混合料固化处理：以质量百分比计，普通硅酸盐水泥按7%计算，称取普通硅酸盐水泥7吨，加入到强制式搅拌机中，混合搅拌均匀，得到固化料107吨；

（3）磷石膏固化料掺水配比：取固化料，采用振动成型方法，将固化料掺水配成不同含水量试样，在同一击实功条件下获得固化料的最大干密度与最佳含水率；

（4）磷石膏固化料改良抗裂处理：以质量百分比计，按磷石膏质量称取改良剂1.2吨，聚丙烯腈0.4吨，加入到强制式搅拌机中，混合搅拌均匀，得到混合填料108.6吨；

（5）将混合填料按照最佳含水率的数值掺配水，使混合填料中的固化料达到最佳含水率状态，得到基层填料；

（6）将基层填料运至施工现场，具体施工方法如下：

① 路床填筑或开挖完成后，对路床表面压实整平，并通过路床质量验收；

② 将基层填料松铺至路床表面，采用1吨振动压路机静压2遍，振动碾压4遍，再静压2遍；

③ 测试现场基层压实度为97%，底基层压实度为95%，即满足基层施工要求，完成磷石膏改良路面基层的设计施工。

Claims (1)

1.一种磷石膏改良路面基层的设计施工方法，其特征是该设计施工方法包括以下步骤：

（1）磷石膏混合料处理：以质量百分比计，称取30%—40%的磷石膏、70%—60%的级配碎石，混合搅拌均匀，得到混合料，其中级配碎石包括三种粒径的碎石，分别为1#碎石，粒径为大于19mm至小于等于31.5mm；2#碎石，粒径为大于9.5mm至小于等于19mm；3#碎石，粒径为大于4.75mm至小于等于9.5mm，按质量百分比，1#碎石：2#碎石：3#碎石为7:7:6；

（2）磷石膏混合料固化处理：称取磷石膏混合料质量的5%—7%的普通硅酸盐水泥，混合搅拌均匀，得到固化料，其中普通硅酸盐水泥强度选择32.5MPa；

（3）磷石膏固化料掺水配比：采用振动成型方法，将固化料掺水配成不同含水量试样，在同一击实功条件下获得固化料的最大干密度与最佳含水率，固化料含水率、固化料最佳含水率均定义为固化料中水的质量与固化料的干燥质量之比；

（4）磷石膏固化料改良抗裂处理：以质量百分比计，按固化料中磷石膏的3%称取改良剂，按固化料中磷石膏的0.5%-3%称取聚丙烯腈纤维，将改良剂、聚丙烯腈纤维与固化料混合搅拌均匀，得到混合填料，其中改良剂包括聚乙烯醇、阳离子聚丙烯酰胺和聚氨酯，聚乙烯醇要求为固体粉末，粘度不小于20，PH值不小于7；阳离子聚丙烯酰胺要求为固体粉末，阳离子度要求不小于30%，分子量不大于300万，按质量百分比，聚乙烯醇：阳离子聚丙烯酰胺：聚氨酯为1:1:1；聚丙烯腈纤维长度为3-9cm，抗拉强度≥1100MPa；

（5）将混合填料按照测试得到的最佳含水率的数值掺配水，使混合填料中的固化料达到最佳含水率状态，得到基层填料；磷石膏混合料、固化料、混合填料、基层填料的拌合采用厂拌的方式，采用水泥稳定土拌合站料仓与强制式搅拌机拌合；

（6）将基层填料运至施工现场，具体施工方法如下：

①路床填筑或开挖完成后，对路床表面压实整平，并通过路床质量验收；

② 将基层填料松铺至路床表面，采用18-21吨振动压路机静压2遍，振动碾压4遍，再静压2遍；

③ 测试现场基层压实度≥97%，底基层压实度≥95%，即满足基层施工要求，完成磷石膏改良路面基层的设计施工。