水泥穩(wěn)定尾礦碎石在道路工程中應用分析

高 松

(沈陽眾磊道橋有限公司)

1 引 言

近年來本溪鋼鐵集團歪頭山鐵礦為了再利用尾礦，通過一些列措施對尾礦進行了科學研究，其中利用尾礦制作砌塊項目取得一定經(jīng)濟效益，在尾礦綜合利用上積累一定經(jīng)驗，但目前尾礦綜合利用率比較低，為了充分利用鋼歪頭山鐵礦尾礦，對尾礦綜合利用在道路基層中應用研究，變廢為寶，減小尾礦對環(huán)境污染具有重要意義。

2 室內(nèi)試驗

2.1 尾礦粒度分析

對尾礦粒度進行篩分析，試樣粒度分布見表1 所示。

表1 尾礦粒度篩分析表

通過對歪頭山鐵礦尾礦進行篩分，可以看出尾礦粒度較粗，主要分布在74 um 以上，小于37 um 粒級僅占16.84%，說明尾礦屬于粗料。

2.2 配合比設(shè)計

為了研究水泥穩(wěn)定尾礦碎石路用性能，采用相同劑量不同集料進行對比分析，按照《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》方法分別對不同配合比混合料進行重型擊實試驗確定最佳含水量和最大干密度，結(jié)果見表2。

表2 混合料擊實試驗結(jié)果

表2 可以看出隨著水泥、尾礦劑量增加，最佳含水量逐步增大，最大干密度隨著水泥、尾礦劑量增加逐步增大。

2.3 無側(cè)限抗壓強度試驗分析

對7 d、28 d、90 d、180 d 齡期試件進行無側(cè)限抗壓強度試驗，結(jié)果見圖1。

圖1 無側(cè)限抗壓強度曲線

由圖1 可以看出在水泥劑量相同情況下水泥穩(wěn)定尾礦碎石強度略高于水泥碎石強度;水泥碎石早期強度增長較快，后期強度增長較慢;水泥穩(wěn)定尾礦碎石早期強度增長比水泥穩(wěn)定碎石強度偏高，但后期強度比水泥穩(wěn)定碎石強度偏低，無論前期還是后期對強度影響不大，但水泥穩(wěn)定尾礦碎石帶來很大的經(jīng)濟和社會效益。

3 試驗路段施工分析

沈本產(chǎn)業(yè)大道歪頭山～石橋子段設(shè)計為雙向六車道，路面設(shè)計寬度為22.5 m，對該路段進行了試驗路段的鋪設(shè)，試驗路段里程為K29 +300 ～K29 +500。

3.1 拌和

以設(shè)計目標配合比為基礎(chǔ)，進行生產(chǎn)配合比調(diào)配并記錄水泥、尾礦、碎石用量。生產(chǎn)過程中隨時進行水泥滴定試驗確定水泥用量是否符合生產(chǎn)配合比要求。同時對混合料的含水量進行測定，控制含水量變化在±1%之間。

3.2 施工現(xiàn)場

首先對下承層進行檢查，要保證下承層土基強度、彎沉、平整度、壓實度、寬度、橫坡度、寬度滿足設(shè)計要求，

組織人員將下承層表面浮土清除，如果下承層土的含水量較低可以進行適當灑水后采用壓路機進行加壓。碾壓順序在直線段從兩側(cè)廂路中心線方向進行，在曲線段由低向高處碾壓，兩次碾壓之間要重合1/3 輪跡寬度，同時施工技術(shù)人員需要對路基邊線進行測量放樣，放出路基兩側(cè)邊線及中線，然后將水泥尾礦穩(wěn)定碎石運至施工現(xiàn)場，采用攤鋪機進行攤鋪，保證路拱橫坡度滿足設(shè)計要求。

在混合料運輸過程中為了減小混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，在裝料時先裝車輛前面，再裝車輛后面，最后在車輛中部進行裝料，人工配合平地機進行攤鋪。攤鋪中隨時檢測路基寬度、斷面尺寸、標高、壓實度、含水量、離析情況等，出現(xiàn)異常情況及時查找原因及時調(diào)整。粗細集料離析設(shè)專人鏟除粗集料窩并用新拌混合料填補。

3.3 碾壓過程

初壓采用30 t 單鋼輪壓路機靜壓1 遍，及時檢查壓實度、高程、路拱等，若不符合要求由人工立即處理;復壓采用30 t 單鋼輪壓路機振動碾壓7 遍以上至現(xiàn)場灌砂法試驗確定壓實度為止;終壓采用26 t 單鋼輪壓路機靜壓收光找平;壓路機碾壓不到位置采用打夯機夯實至相應密實度。然后進行平整度檢測，對不平整地方標記然后進行修補碾壓。

4 施工工藝

4.1 混合料拌和

拌合站本溪市歪頭山鎮(zhèn)，混合料由拌合站運輸至試驗路段至鋪筑完畢時間約為1 h。拌合用料控制采用水泥∶尾礦∶碎石=5∶18∶77，水泥劑量5% ～5.5%控制，最佳含水率8.52%。由于施工屬于高溫季節(jié)，考慮混合料在運輸過程中水分散失，因此選擇含水量為9.50%進行混合料拌合，添加水的質(zhì)量處于變化狀態(tài)，最終根據(jù)原材料含水量變化進行控制。

4.2 運輸

采用六輛載重20 t 卡車運輸，拌和場距離試驗路段5.4 km，平均到場時間為20 min。

4.3 攤鋪

現(xiàn)場采用1 臺瀝青混合料攤鋪機攤鋪水泥尾礦穩(wěn)定碎石，裝料汽車在倒車駛向攤鋪機時能保證攤鋪機不間斷鋪筑，鋪筑時等待卸料車平均為2 ～3 輛。攤鋪機攤鋪厚度15 cm，該路段分兩層鋪筑，每層厚度為15 cm。

4.4 碾壓組合

施工現(xiàn)場采用SAKAⅠ雙鋼輪壓路機一臺，前進靜壓后退振壓一遍;兩臺Yzl8C 振動壓路機重振5 遍，一臺XSM220振動壓路機重振兩遍;XP301 膠輪壓路機光面靜壓兩遍。

5 試驗檢測分析

通過對路段進行檢測，檢測結(jié)果見表3 所示。

表3 試驗檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

根據(jù)對路段進行壓實度、含水量、現(xiàn)場干密度、無側(cè)限抗壓強度、彎沉檢測均滿足設(shè)計要求，但含水量和彎沉標準差變化偏大，在以后施工中應該在粒料含水量和碾壓過程進行嚴格控制，確保工程質(zhì)量。對路段鉆芯取樣，水泥尾礦穩(wěn)定碎石基層板結(jié)狀況良好。選取七個點進行取樣鉆芯外觀密實，層間粘結(jié)良好。

6 結(jié) 論

通過對水泥穩(wěn)定尾礦碎石進行研究，室內(nèi)試驗結(jié)果表明在設(shè)計配合比情況下水泥穩(wěn)定尾礦碎石強度能夠滿足規(guī)范要求，施工檢測結(jié)果表明路段壓實度、含水量、現(xiàn)場干密度、無側(cè)限抗壓強度、彎沉檢測均滿足設(shè)計要求，對路段鉆芯取樣基層板結(jié)狀況良好。取樣鉆芯外觀密實，層間粘結(jié)良好。

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