专利名称：一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法
技术领域：
本发明涉及道路修筑领域中的路基施工，具体的说是一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法。
背景技术：
赤泥是以铝赤泥矿为原料，在生产氧化铝过程中产生的强碱性固化废物。据不完全统计，我国每年排放赤泥近一千万吨，随着氧化铝的产量逐年增长和铝赤泥矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量还将不断增加。赤泥综合利用仍属世界性难题，国际上对赤泥主要采用堆存覆赤泥的处置方式，不仅占用大量赤泥地，而且会产生二次污染。我国赤泥综合利用工作近年来得到各方面的高度重视，开展了跨学科、多领域的综合利用技术研究工作，如赤泥路基固结材料和高性能混凝赤泥掺合料等。但是，只是用赤泥铺筑基层，运输费用很高， 使赤泥的开发利用受到了限制。为此，前苏道路研究所哈萨克分所进行了应用赤泥粘结料的研究。赤泥粘结料是以赤泥为主，掺加其它活性成分经加工而成。活性成分采用工业废渣，选择了磷石膏为活性成分，掺加量为10 15%。研究结果证明，添加磷石膏的赤泥粘结料三个月硬化后抗压强度为25. 2 33. 5MPa，而且随所用磷石膏种类不同凝固或硬化期限也不同。同时能大大提高其液压活性(强度达到10 20MPa)，从而更有效地利用铝赤泥矿渣。杨家宽等人对二灰稳定赤泥基层的配合比设计，赤泥基层的各项力学性能进行了研究，并铺筑了位于淄博市淄川区全长4km，宽约15m的试验路验证了室内实验的结果显示二灰稳定赤泥基层具有较高的强度和稳定性。此外，因为赤泥集中在堆场堆放，在堆场附近修路会增加运输成本，这也是制约赤泥用作道路基层材料的一个主要因素。并且赤泥有很强的富水性能，含水量一般较高，颗粒度细小不均，颗粒内部毛细网状结构十分发达，具有较高的比表面积。干燥赤泥极易吸湿，并溶于水，且可被二氧化碳、低浓度聚合物酸分解。这些对于赤泥在道路基层中的应用是极其不利的。根据赤泥的特性，需要根据我国的实际情况制定适合的施工工艺。
赤泥做道路基层材料已有报道，如中国专利文献公开200910162875. 0、 200910162876. 5，杨家宽等有关赤泥高等级路面基层材料的应用。但已有专利申请及文献仅限于赤泥复合材料的道路应用，未对道路基层进行力学性能测试，赤泥固化路基的路拌法工艺还未见报道，尤其是碾压过程的参数设置还属空白。发明内容
本发明提供了一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，该方法采用液体赤泥固化剂将赤泥固化为路基，具有施工速度快、质量好、强度高的优点，满足了道路路基施工的要求。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，包含以下步骤1)将赤泥均勻摊铺并晾晒至含水量小于20%，备用；2)按照液体赤泥固化剂与赤泥的重量比为15:85的比例分别称取液体赤泥固化剂和步骤1)晾晒过的赤泥，然后加水将液体赤泥固化剂稀释至水含量为25%，备用；3)将步骤2)稀释的液体赤泥固化剂的85% 90%加入到称量的赤泥中，然后采用拌和机以40-70r/min的转速拌合20min，然后取出堆放4-1 后均勻摊铺，并用平地机摊平；4)在步骤3)摊平的赤泥层上先用120KN或以上三轮压路机碾压一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机重复碾压不少于3遍，压路机的碾压速度第1、2遍不大于1. 7km/h, 之后的碾压速度不大于2. 5km/h，碾压结束后，再立即喷洒剩余的稀释的液体赤泥固化剂， 并用轻或中型压路机静压一遍；5)使步骤4)碾压后的赤泥层自然晾干并固化，时间不少于48h，即形成赤泥固化路基。
本发明中，液体赤泥固化剂其溶液的固体含量不得大于3%，不得有沉淀或絮状现象；使用液体赤泥固化剂时，应增加设计浓缩液用量的10 20%。
直接掺入赤泥的固化剂水溶液应分多次使用。当固化赤泥厚度不大于10cm，应平均分成2次喷洒，分次拌和均勻；厚度大于10cm，应平均分成3 4次喷洒，分次拌和均勻。 在斜坡上施工时，坡度越大喷洒分次应越多，且拌和机械应紧密配合，以减少固化剂水溶液流失。喷洒固化剂水溶液时，喷洒应均勻、不遗漏，中途不得停车，应防止喷洒量过大。每次喷洒工序完成后，应立即进行湿拌，保持固化赤泥干湿一致，使固化剂水溶液在赤泥中分布均勻。
本发明中，由于烧碱法和拜耳法炼铝生产的赤泥所含的各物质的含量有差异，而且含水量也不同，因此液体赤泥固化剂和赤泥混合均勻所需的时间也不同，因此在拌合后堆放4-1 可以液体赤泥固化剂和赤泥充分混合均勻，组织结构更加致密，保证施工时路基材料结构的整齐和路面平整。
采用平地机整型时，应由两侧向路中心、由低处向高处进行刮平，同时人工配合整平。
本发明先用120KN及以上三轮压路机碾压一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机碾压。采用液体赤泥固化剂的固化赤泥混合料宜用150KN振动式压路机先碾压1遍，然后关闭振动或改用轮胎式继续碾压，碾压时重叠部分应为1/3 1/2轮宽，后轮应超过两段接缝处，重复碾压不少于3遍，至固化赤泥层表面无明显轮迹，其压实度应符合设计要求。
压路机的碾压速度第1、2遍应不大于1. 7km/h,以后碾压速度宜不大于2. 5km/h。 碾压应由两侧向中心，由低处向高处进行。
碾压过程中，应及时削高填低，但严禁素赤泥找平；当出现“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时采取措施处理。
碾压结束前，应仔细进行终平，其固化赤泥层外观、高程、路拱应符合设计要求。
在碾压过程中，施工接缝处应搭接拌和，垂直对接。第一段拌和后，留出5 8m不进行碾压，在第二段施工时再将前段余留的未碾压段混合料添加相同的赤泥固化剂重新拌和，与第二段相连一起碾压。
固化赤泥从掺拌到碾压宜在4h内完成，条件困难时，必须在固化赤泥初凝最大延迟时间内完成。
有益效果本发明为赤泥在路基、地基方面的应用提供了一种施工工艺，保证了路基、地基固化赤泥的工程质量，经过实验得出，液体赤泥固化剂和赤泥在15:85的比例下能更好地结合，结合的赤泥固化速度加快，且固化后的强度提升；本发明中，赤泥在拌合前晾晒至含水量小于20%，能有效的防止因为赤泥含水量高导致拌合后形成路基的强度降低和碾压后导致路基的变形；本发明的施工工艺中，在所述的碾压条件下，赤泥的内部结构更加致密，形成的路基的强度也增强，同时，碾压后路基变形量小；本发明在现场铺筑赤泥施工，节约运输成本，节约空间，可操作性强，抗压强度高，质量好，经济效益和社会效益显著，适用于新建和改建各级城市道路、建筑地基固化赤泥的设计施工及验收。
具体实施方式
一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，其特征在于，包含以下步骤1)将赤泥均勻摊铺并晾晒至含水量小于20%，备用；2)按照液体赤泥固化剂与赤泥的重量比为15:85的比例分别称取液体赤泥固化剂和步骤1)晾晒过的赤泥，然后加水将液体赤泥固化剂稀释至水含量为25%，备用；3)将步骤2)稀释的液体赤泥固化剂的85% 90%加入到称量的赤泥中，然后采用拌和机以40-70r/min的转速拌合20min，然后取出堆放4_1池后均勻摊铺，并用平地机摊平；4)在步骤3)摊平的赤泥层上先用120KN或以上三轮压路机碾压一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机重复碾压不少于3遍，压路机的碾压速度第1、2遍不大于1. 7km/h, 之后的碾压速度不大于2. 5km/h，碾压结束后，再立即喷洒剩余的稀释的液体赤泥固化剂， 并用轻或中型压路机静压一遍；5)使步骤4)碾压后的赤泥层自然晾干并固化，时间不少于48h，即形成赤泥固化路基。
6)性能测试上述道路基层材料经检测7d无侧限抗压强度为2. 0MPa，28d无侧限抗压强度为 2. 8MPa,固化赤泥路基(或地基)施工质量要求与检查验收除应符合《城市道路路基工程施工及验收规范》CJJ44-91与《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002执行。
权利要求
1. 一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，其特征在于，包含以下步骤1)将赤泥均勻摊铺并晾晒至含水量小于20%，备用；2)按照液体赤泥固化剂与赤泥的重量比为15:85的比例分别称取液体赤泥固化剂和步骤1)晾晒过的赤泥，然后加水将液体赤泥固化剂稀释至水含量为25%，备用；3)将步骤2)稀释的液体赤泥固化剂的85% 90%加入到称量的赤泥中，然后采用拌和机以40-70r/min的转速拌合20min，然后取出堆放4-1 后均勻摊铺，并用平地机摊平；4)在步骤3)摊平的赤泥层上先用120KN或以上三轮压路机碾压一遍，再用重型轮胎压路机或振动式压路机重复碾压不少于3遍，压路机的碾压速度第1、2遍不大于1. 7km/h, 之后的碾压速度不大于2. 5km/h，碾压结束后，再立即喷洒剩余的稀释的液体赤泥固化剂， 并用轻或中型压路机静压一遍；5)使步骤4)碾压后的赤泥层自然晾干并固化，时间不少于48h，即形成赤泥固化路基。
全文摘要
一种使用液体赤泥固化剂固化赤泥路基的方法，先将赤泥晾晒至含水量低于20%，然后加入液体赤泥固化剂拌合，拌合结束后堆放焖料，然后摊铺整型、碾压并晾晒固化。本发明为赤泥在路基、地基方面的应用提供了一种施工工艺，保证了路基、地基固化赤泥的工程质量，在现场铺筑赤泥施工，节约运输成本，节约空间，可操作性强，抗压强度高，质量好，经济效益和社会效益显著，适用于新建和改建各级城市道路、建筑地基固化赤泥的设计施工及验收。
文档编号E01C3/00GK102535290SQ20121004758
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者周鸣, 张玉清, 王辉 申请人:河南科技大学