[发明专利]一种尾矿固废形成的道路路面基层结构

说明书

一种尾矿固废形成的道路路面基层结构，包括底基层和基层，其特征在于：所述的基层由尾矿固废和P型胶凝剂综合粘结处理后构成，所述的底基层由尾矿固废和P型胶凝剂综合粘结处理后构成；且尾矿固废和P型胶凝剂原料重量百分比的配比为：尾矿92～98%，P型胶凝剂2～8%。不用天然开采的碎石，而是用尾矿固废，取代碎石，尾矿固废废占比在90～98%，用少量的P型胶凝剂，占比一般都在7%以下，加水拌合成混合料，尾矿固废通过P型胶凝剂的综合粘结作用，转化成一种筑路材料，用于铺筑成路面基层。

技术领域

本发明属于道路结构技术领域，具体涉及一种尾矿固废形成的道路路面基层结构。

背景技术

现有公路路面结构设计的断面形式，都是采用层式结构，路面的整体结构从下至上是由若干个层次组成的，包括有：垫层，基层，面层。基层又分为底基层和基层，基层又分为下基层和上基层，面层又分为下面层、中面层和表面层。现行公路设计的路面结构，对于底基层和基层的材料结构设计，多采用水泥稳定碎石，俗称为“水稳”或简称为“水稳层”。这种结构设计在材料组合上，是由碎石和水泥两种材料按一定比例配合而成，两种材料的质量配合比一般都在：水泥∶碎石＝5∶95左右，总组分之和100％。即水泥稳定碎石是以碎石做骨料，用水泥作为胶凝材料，以足够的水泥灰浆体积填充骨料的孔隙空间，按嵌挤原理，经摊铺压实形成路面基层结构。当水泥占比为混合料的5％左右时，混合料压实养生后的强度一般只能达到3.0MPa，这种水稳结构，一般只能满足旧标准对低等级的路面基层强度要求，但无法满足新标准《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20～2015)高等级公路极重特重荷载等级时对路面基层的强度要求，即底基层3.0～5.0Mpa，上基层5.0～7.0Mpa。而对于水泥稳定碎石来说，提高强度的唯一方法是增加水泥用量。现行常用的普通硅酸盐水泥的水化热为375～525j/g，增加水泥用量虽然能提高“水稳”的强度，但它带来的不良后果是：随着水泥用量的增加，水泥在水解硬化过程中产生的水化热量也会大量增加，不可避免的引起水稳层的温缩反应，导致水稳层产生温缩裂纹。而且这种开裂所形成的裂纹，非常不规则，纵横交错，成网状分布；裂缝宽度一般在0.1～1.0mm之间大小不等。这种裂纹是无法治理的，对路面质量的危害极大，可以说，基层开裂是路面损坏的最主要原因之一。裂缝不仅破坏了路面基层的整体性，还会引起水份渗透，不断导致结构层内的可溶性有效成份的流失，使水稳层变松发软，迅速导致路面的破坏，因此路面基层开裂是导致路面加速破坏的罪魁祸首。为了解决不规则裂纹问题，只好在路面基层施工结束后、还未发生开裂之前，采取人工锯缝，并在锯缝内灌入沥青，以防止水分从锯缝中渗入。其实，人工锯缝灌入沥青，并不能起到完全防止水份渗透的作用，反而人工锯缝灌入沥青直接后果是：不仅加大了工程投资成本，而且同样破坏了路面基层的整体性，给路面质量埋下了灾难性隐患，使路面在车辆荷载的反复作用下，疲劳效应使路面加速产生不规则、不均匀沉降变形，从而加速路面的损坏，缩短路面的使用寿命。因此，水泥稳定碎石在面对新标准《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20～2015)对路面基层强度的高要求，已经走入没有出路的死胡同，无法攀越新标准所要求的路面基层强度高度。另外，水稳基层所用的材料主要是碎石，占比在95％以上。多年来，大量开采石料，极大的破坏了绿水青山，破坏了自然环境，与绿色发展的理念背道而驰。国家已经出台政策，明令禁止大量开采石料，水稳碎石将面临无碎石可用的无米之炊绝境。

因此，如何设计开发出来一种能够有效的满足新标准《公路路面基层施工技术细则》(JTG/T F20～2015)高等级公路极重特重荷载等级时对路面基层的强度要求，即底基层3.0～5.0Mpa，上基层5.0～7.0Mpa，又能够有效的降低或者减少对碎石的开采利用，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种利用尾矿固废经一种特殊胶凝剂—P型胶凝剂综合处理后，所生成的一种新型道路建筑材料，取代“水泥稳定碎石”铺筑路面基层，这种新型道路建筑材料的主要原材料是：不用天然开采的碎石，而是用尾矿固废，取代碎石，尾矿固废废占比在90～98％，仅仅用少量的P型胶凝剂、占比一般都在7％以下，加水拌合成混合料，尾矿固废通过P型胶凝剂的综合粘结作用，转化成一种筑路材料，用于铺筑成路面基层。