[發(fā)明專利]一種堿渣改良石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度配比設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011214881.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112665976B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷偉;劉超;朱勝雪;張翠利;馮研;李玉春;李慧;汪亮;湯聰祺;張貴珍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N5/00;G01N33/42;G01N1/28;G01N1/38;G01N1/36;E01C3/00;E01C3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 郭楠

本發(fā)明公開了一種堿渣改良石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度配比設(shè)計(jì)方法，該方法包括以下步驟：(1)對(duì)試驗(yàn)材料堿渣、石灰和素土進(jìn)行取樣和自然含水率測(cè)試；(2)選取試驗(yàn)路段中合格的石灰土配比方案作為參照組配比，確定各個(gè)試驗(yàn)組的配比方案；(3)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行最佳含水率確定；(4)制作堿渣石灰土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試件；(5)計(jì)算堿渣石灰穩(wěn)定土試件7天的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理，根據(jù)擬合結(jié)果預(yù)計(jì)堿渣石灰土最佳堿渣摻量。本發(fā)明在原有石灰穩(wěn)定土的基礎(chǔ)上添加適量堿渣，利用堿渣提高石灰穩(wěn)定土體的固結(jié)與板體特性，提高石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度，使得堿渣石灰穩(wěn)定土具備更好的工程承載能力，并實(shí)現(xiàn)了堿渣廢料的再生利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路工程路面基層材料，尤其涉及一種堿渣改良石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度配比設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

純堿是重要的工業(yè)原料，其與建筑材料、鋼鐵、冶金、紡織等行業(yè)密不可分。據(jù)統(tǒng)計(jì)，堿廠氨堿法每生產(chǎn)1t純堿就要產(chǎn)生0.6噸工業(yè)廢堿渣，廢堿渣常規(guī)處理方式為地面堆積，堆積的堿渣山占據(jù)了大量土地資源并污染了周邊的土壤和環(huán)境。目前成熟的堿渣工程化應(yīng)用方法較少，利用率較低，如何對(duì)堿渣進(jìn)行綜合環(huán)保利用已成為一個(gè)技術(shù)難題。

另一方面，隨著道路工程的不斷發(fā)展，道路工程對(duì)筑路材料需求量很大，道路建筑材料供應(yīng)十分緊張。在道路工程中如能消耗“堿渣山”堆積廢料，不僅能改善環(huán)境污染，而且能夠緩解日趨緊張的道路材料的供應(yīng)。試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，堿渣本身強(qiáng)度低，難以單獨(dú)直接作為工程填墊材料使用，但研究顯示添加少量堿渣作為改良劑卻能提高材料工程性能。

堿渣若直接作為道路填墊材料，因其含水率高、親水性強(qiáng)、水穩(wěn)定性差、孔隙比大的特點(diǎn)，單獨(dú)作為工程填料工程效果不太理想，且作為填料應(yīng)用工程價(jià)值較低。目前，僅在道路路基材料中作為添料與土混合使用有一些案例，目前未見(jiàn)作為改良劑改良石灰土使用過(guò)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提出一種堿渣改良石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度配比設(shè)計(jì)方法，以提高石灰穩(wěn)定土的強(qiáng)度。

技術(shù)方案：本發(fā)明堿渣改良石灰穩(wěn)定土強(qiáng)度配比設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

(1)對(duì)試驗(yàn)材料進(jìn)行取樣及其自然含水率測(cè)試。石灰按等級(jí)要求準(zhǔn)備脫水干燥石灰，從堿渣廠與路基取土坑不同地點(diǎn)選擇堿渣與素土樣品材料，將堿渣與素土材料運(yùn)至試驗(yàn)室后進(jìn)行至于通風(fēng)處存放，將堿渣與素土進(jìn)行自然晾干，然后用陶瓷研磨器將堿渣與素土研磨破碎，用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，去除大于10mm的顆粒，最后通過(guò)烘干試驗(yàn)分別測(cè)定堿渣與素土的自然含水率。

(2)選取某段道路為試驗(yàn)段，根據(jù)試驗(yàn)道路現(xiàn)有石灰土配比作為參照組配比。假設(shè)參照組石灰穩(wěn)定土質(zhì)量配比為石灰：土＝x:100。采用堿渣置換參照組中的石灰成份，設(shè)計(jì)4到6組不同配比堿渣石灰土試驗(yàn)，以5組為例，組號(hào)依次為A1、A2、A3、A4和A5。每組試樣設(shè)計(jì)土的質(zhì)量配比不變，每組的堿渣依次為0％、x/4％、x/2％、3x/4％以及x％，相應(yīng)的每組石灰的含量則為x％、3x/4％、x/2％、x/4％以及0％，其中A1為參照組編號(hào)，材料配比為石灰：堿渣：土＝X:0:100。

(3)對(duì)每個(gè)試驗(yàn)組進(jìn)行最佳含水率確定。已知試驗(yàn)段參照組的最佳含水率為y％，針對(duì)A1、A2、A3、A4、A5組每一個(gè)試驗(yàn)組設(shè)計(jì)5個(gè)目標(biāo)含水率，分別為(y-2)％、(y-1)％、y％、(y+1)％以及(y+2)％(取整數(shù))，根據(jù)目標(biāo)含水率要求，參照按照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》以及土的類別進(jìn)行輕型或重型擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)每組的干密度，計(jì)算并擬合得到A1～A5組試樣的最大干密度及其最佳含水率。

(4)基于A1～A5組最佳含水率及其最大干密度，按照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E51-2009)相應(yīng)規(guī)范，制作堿渣石灰土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的試件，具體操作如下：

a、按A1～A5組設(shè)計(jì)堿渣、石灰、土的配比，結(jié)合堿渣與素土的自然含水率及其最佳含水率，分別計(jì)算出每組試樣堿渣、石灰、土三種材料的質(zhì)量。