[發明專利]一種尾礦固廢形成的道路路面基層結構

有效

• 申請號: 202110677214.2
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113529514B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 葉世軍;蔡俊;李子昂;陳序;葉思翔;葉思凡;葉思宇
• 申請（專利權）人: 湖北沛高環保科技有限公司
• 主分類號: E01C3/00
• 分類號: E01C3/00;E01C3/04;E01C3/06;C04B28/10;C04B18/12
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政

一種尾礦固廢形成的道路路面基層結構，包括底基層和基層，其特征在于：所述的基層由尾礦固廢和P型膠凝劑綜合粘結處理后構成，所述的底基層由尾礦固廢和P型膠凝劑綜合粘結處理后構成；且尾礦固廢和P型膠凝劑原料重量百分比的配比為：尾礦92～98%，P型膠凝劑2～8%。不用天然開采的碎石，而是用尾礦固廢，取代碎石，尾礦固廢廢占比在90～98%，用少量的P型膠凝劑，占比一般都在7%以下，加水拌合成混合料，尾礦固廢通過P型膠凝劑的綜合粘結作用，轉化成一種筑路材料，用于鋪筑成路面基層。

技術領域

本發明屬于道路結構技術領域，具體涉及一種尾礦固廢形成的道路路面基層結構。

背景技術

現有公路路面結構設計的斷面形式，都是采用層式結構，路面的整體結構從下至上是由若干個層次組成的，包括有：墊層，基層，面層。基層又分為底基層和基層，基層又分為下基層和上基層，面層又分為下面層、中面層和表面層。現行公路設計的路面結構，對于底基層和基層的材料結構設計，多采用水泥穩定碎石，俗稱為“水穩”或簡稱為“水穩層”。這種結構設計在材料組合上，是由碎石和水泥兩種材料按一定比例配合而成，兩種材料的質量配合比一般都在：水泥∶碎石＝5∶95左右，總組分之和100％。即水泥穩定碎石是以碎石做骨料，用水泥作為膠凝材料，以足夠的水泥灰漿體積填充骨料的孔隙空間，按嵌擠原理，經攤鋪壓實形成路面基層結構。當水泥占比為混合料的5％左右時，混合料壓實養生后的強度一般只能達到3.0MPa，這種水穩結構，一般只能滿足舊標準對低等級的路面基層強度要求，但無法滿足新標準《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20～2015)高等級公路極重特重荷載等級時對路面基層的強度要求，即底基層3.0～5.0Mpa，上基層5.0～7.0Mpa。而對于水泥穩定碎石來說，提高強度的唯一方法是增加水泥用量。現行常用的普通硅酸鹽水泥的水化熱為375～525j/g，增加水泥用量雖然能提高“水穩”的強度，但它帶來的不良后果是：隨著水泥用量的增加，水泥在水解硬化過程中產生的水化熱量也會大量增加，不可避免的引起水穩層的溫縮反應，導致水穩層產生溫縮裂紋。而且這種開裂所形成的裂紋，非常不規則，縱橫交錯，成網狀分布；裂縫寬度一般在0.1～1.0mm之間大小不等。這種裂紋是無法治理的，對路面質量的危害極大，可以說，基層開裂是路面損壞的最主要原因之一。裂縫不僅破壞了路面基層的整體性，還會引起水份滲透，不斷導致結構層內的可溶性有效成份的流失，使水穩層變松發軟，迅速導致路面的破壞，因此路面基層開裂是導致路面加速破壞的罪魁禍首。為了解決不規則裂紋問題，只好在路面基層施工結束后、還未發生開裂之前，采取人工鋸縫，并在鋸縫內灌入瀝青，以防止水分從鋸縫中滲入。其實，人工鋸縫灌入瀝青，并不能起到完全防止水份滲透的作用，反而人工鋸縫灌入瀝青直接后果是：不僅加大了工程投資成本，而且同樣破壞了路面基層的整體性，給路面質量埋下了災難性隱患，使路面在車輛荷載的反復作用下，疲勞效應使路面加速產生不規則、不均勻沉降變形，從而加速路面的損壞，縮短路面的使用壽命。因此，水泥穩定碎石在面對新標準《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20～2015)對路面基層強度的高要求，已經走入沒有出路的死胡同，無法攀越新標準所要求的路面基層強度高度。另外，水穩基層所用的材料主要是碎石，占比在95％以上。多年來，大量開采石料，極大的破壞了綠水青山，破壞了自然環境，與綠色發展的理念背道而馳。國家已經出臺政策，明令禁止大量開采石料，水穩碎石將面臨無碎石可用的無米之炊絕境。

因此，如何設計開發出來一種能夠有效的滿足新標準《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20～2015)高等級公路極重特重荷載等級時對路面基層的強度要求，即底基層3.0～5.0Mpa，上基層5.0～7.0Mpa，又能夠有效的降低或者減少對碎石的開采利用，成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足，提供一種利用尾礦固廢經一種特殊膠凝劑—P型膠凝劑綜合處理后，所生成的一種新型道路建筑材料，取代“水泥穩定碎石”鋪筑路面基層，這種新型道路建筑材料的主要原材料是：不用天然開采的碎石，而是用尾礦固廢，取代碎石，尾礦固廢廢占比在90～98％，僅僅用少量的P型膠凝劑、占比一般都在7％以下，加水拌合成混合料，尾礦固廢通過P型膠凝劑的綜合粘結作用，轉化成一種筑路材料，用于鋪筑成路面基層。