一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及路基分层填筑施工方法技术

一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)固化轻质土原材料选用，脱水疏浚淤泥、废弃轮胎橡胶粉、工业废渣复合固化剂；(2)固化轻质土配合比设计：固化轻质土配合比是指其中的脱水疏浚淤泥、废弃轮胎橡胶粉、工业废渣复合固化剂和水所占的质量比例，脱水疏浚淤泥与废弃轮胎橡胶粉的掺入比(体积比)为80:20～60:40，复合固化剂掺量为4％～6％；(3)路基分层填筑施工：固化轻质土路基施工包括施工准备、拌和、摊铺、碾压、质检、养生和边坡防护。本发明专利技术有效解决生产、生活固体废弃物再生利用问题，同时减少天然土石方用量，产生资源节约与环境保护等功效。

A Construction Method of Compound Solidification of Light Soil and Subgrade Layered Filling with Dredging Silt Industrial Waste

A construction method of composite solidification of light soil with dredged sludge industrial waste residue and its subgrade layered filling is presented. Its characteristics include the following steps: (1) selection of raw materials for solidifying light soil, dewatering and dredging sludge, waste tire rubber powder and industrial waste compound solidifying agent; (2) design of mix ratio of solidified light soil: the mix ratio of solidified light soil refers to dewatering dredged sludge and waste tire. The ratio of dewatered dredged silt to waste tire rubber powder (volume ratio) is 80:20-60:40, and the ratio of compound curing agent is 4%-6%. (3) Subgrade layered filling construction: the construction of solidified light soil subgrade includes construction preparation, mixing, paving, rolling, quality inspection, maintenance and slope protection. The invention effectively solves the problem of recycling solid waste in production and living, reduces the amount of natural earthwork, and produces the effects of resource saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及路基分层填筑施工方法
本专利技术属于岩土工程中的特殊土处治及路基施工
，尤其涉及一种疏浚淤泥的工业废渣复合固化土及路基分层填筑施工方法。
技术介绍
随着我国经济的持续发展，在各项生产、生活中，固体废弃物产出量逐年增加。例如，内河航道和海岸清淤工程产生了大量疏浚淤泥；废弃轮胎随汽车总量不断攀升而迅速增长；磷石膏(磷铵生产产生的工业废渣)排量为世界第3；每生产1吨纯碱要向外排放0.3吨碱渣(氨碱法制碱产生的工业废渣)。如对上述固体废弃物仅予抛方、堆填，而不予合理处治，则不仅会占用大量土地资源，而且将污染环境、破坏生态，制约社会可持续发展。另一方面，我国公路与城市道路正进行大批的新建、改建与扩建，施工中大量开挖天然土石方而造成建材短缺和环境破坏。为解决当前道路建设中土石方需求问题并有效减缓固体废弃物激增趋势，已有诸多科研院校或研究机构的学者或研究人员将生产、生活固体废弃物视为“可再生资源”加以开发和利用，不仅实现了固体废弃物再生与工程应用的有机结合，而且能够满足当前“两型社会”关于生态环保和可持续发展的基本要求。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术之不足，提供一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，从而解决高含水率疏浚淤泥和工业废渣的合理处治问题，适用于各级公路与城市道路的路基填筑和底基层施工。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，包括以下步骤(1)固化轻质土原材料选用脱水疏浚淤泥：内陆湖泊、河道、水塘以及滨海港口、航道、码头清淤整治产生的高含水率淤泥。采用透气真空快速泥水分离等技术措施处理后，使高含水率疏浚淤泥变为高液限黏土(含水量降至120％以内)。废弃轮胎橡胶粉：主要为废弃轮胎经过粉碎处理后所获颗粒，外形为带有棱角的不规则形状，理化性质均匀稳定。选用10～20目废旧轮胎橡胶粉(粒径约1～2mm)，废旧轮胎橡胶粉中约含3％以上的纤维。堆积体密度约为0.5～0.6g/cm3。不去除废弃轮胎中的纤维和钢丝，直接粉碎后用作轻质混合土中的添加物，能提高轻质土的强度。工业废渣复合固化剂：选定年均排量大和Ca2+有效成分高的磷石膏和碱渣为主要原料，矿渣和粉煤灰为辅助材料。粉状磷石膏(粒径约0.15mm)，主要化学成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，含量达70～90％左右。碱渣(比表面积大于450m2/kg的微粉)，含有大量的CaCO3、CaSO4、CaCl2和SiO2等可化学固化疏浚淤泥的有效成分。在固化剂配方设计中，充分发挥各型工业废渣的独特理化特性，包括磷石膏对矿渣和粉煤灰的硫铝酸盐激发作用和碱渣对矿渣和粉煤灰的碱激发作用等。以固化时间和早期强度为评价指标，研发出工业废渣复合型土壤固化剂，其组分最佳/推荐配合比为：磷石膏12～30％，碱渣20～50％，矿渣0～30％，粉煤灰0～20％，外加剂0～5％。(2)固化轻质土配合比设计固化轻质土配合比是指其中的脱水疏浚淤泥、废弃轮胎橡胶粉、工业废渣复合固化剂和水所占的质量比例，固化剂用量＝固化剂质量/(固化剂质量+固化轻质土质量)，依据公路与城市道路路基/底基层设计要求，参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTGE51-2009)进行配合比试验，总结试验成果提出相关最佳/推荐配合比；①配合比设计试验：包括重型击实试验和无侧限抗压强度试验重型击实试验：初选(脱水)疏浚淤泥与废弃轮胎橡胶粉的掺入比(体积比)为80:20～60:40，复合固化剂掺量为4％～6％。制作不同配合比室内测试试样，测定不同配合比条件下固化轻质土的最佳含水量和最大干密度变化规律。无侧限抗压强度试验：按照路基/底基层压实度标准，计算不同固化剂掺量下固化轻质土干密度，制作不同配合比室内测试试件。在20±2℃温度下保湿养生6d并浸水24小时后，测试试样的7d和28d无侧限抗压强度变化规律。②固化轻质土推荐技术要求：压实度标准参考《公路路基设计规范》(JTGD30－2004)执行。其余推荐技术要求包括：设计要求固化轻质土最大干密度ρdmax≤1.20g/cm3，7d无侧限抗压强度≥0.2MPa，28d无侧限抗压强度≥0.3MPa。当(脱水)疏浚淤泥与废弃轮胎橡胶粉掺入比70:30时，不同剂量复合固化剂固化轻质土无侧限抗压强度参考值如表1所示。表1③固化剂现场调制与剂量调整：现场调制：根据复合固化剂配合比，首先将碱渣与矿渣微粉、粉煤灰进行混磨15min，然后再加入磷石膏及外加剂进行机械混合10min，即得到工业废渣复合固化剂。剂量调整：以室内试验结果为依据，确定现场复合固化剂用量，剂量允许误差+0.5％～+1.0％。当不能满足表1推荐技术要求时，固化剂用量以满足现场技术要求为准。(3)路基分层填筑施工固化轻质土路基施工(包括施工准备、拌和、摊铺、碾压、质检、养生和边坡防护等)参照①《公路路基设计规范》(JTGD30－2004)、②《公路路基施工技术规范》(JTJF10－2006)和③《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1－2004)执行。在本专利技术专利中，与规范所述有所不同的关键工艺(现场拌和、摊铺、碾压、养生与边坡防护)详述如下：3.1测量放样根据路基设计图纸，定出测量基准点，以便施工中进行观测修正。在验收合格地基上恢复中线，直线段按照每10～15m设一桩，平曲线段按照每5～10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩；然后进行水准测量，在两侧指示桩上用标记标出固化基层边缘设计高程。3.2现场拌和在固化轻质土拌和制备过程中，(脱水)疏浚淤泥、复合固化剂和废弃轮胎橡胶粉应该按照脱水疏浚淤泥→复合固化剂→废弃轮胎橡胶粉的合理顺序进行逐步添加、搅拌。若废弃轮胎橡胶粉先于复合固化剂添加，则搅拌过程中橡胶粉易被疏浚淤泥包裹；即使后续添加固化剂进行强制搅拌，然而由于疏浚淤泥对橡胶粉与固化剂的隔离作用，三者间无法发生应有的凝结硬化反应，导致混合物内部薄弱部位增多强度有所降低。依据现场路基施工土方用量，决定拌和设备台套数量。通常采用2台强制式JS500型混凝土搅拌机，每台搅拌机料斗容积0.5m3，每台每次搅拌0.3m3混合物。首先，将称好的脱水淤泥和复合固化剂加入搅拌机，而开动搅拌机强制搅拌5min以上，至淤泥和固化剂混合均匀时停机。再次，将称好的废弃轮胎橡胶粉加入搅拌机，再次强制搅拌5min以上，直至(脱水)疏浚淤泥、复合固化剂和废弃轮胎橡胶粉三者成为均匀的松散状拌和物为止。拌和过程中，加水量应随蒸发量变化及时调整，可略大于最佳含水量的1％，以便弥补拌和、运输和摊铺过程中的水分散失。自卸汽车装料时应有规律移动，以使装车时拌和物不产生离析。固化轻质土应该随拌、随运、随用。3.3摊铺与碾压依据《公路路基施工技术规范》(JTJF10-2006)，随着路基深度增加压实标准降低。与此对应，自下而上，固化轻质土路基分层填筑，逐层碾压，松铺厚度递减而振动碾压次数递增。松铺厚度：一般规定下路堤为30cm，上路堤为25cm，而路床为15～20cm。亦可设计自下而上在40～20cm范围内由厚向薄断续变化。采用重型振动压路机进行碾压，先静压再振动再静压，从两边往中间，先慢后快，直至不同深度处路基压实度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：(1)固化轻质土原材料选用脱水疏浚淤泥：内陆湖泊、河道、水塘以及滨海港口、航道、码头清淤整治产生的高含水率淤泥，采用透气真空快速泥水分离等技术措施处理后，使高含水率疏浚淤泥变为高液限黏土，含水量降至120％以内；废弃轮胎橡胶粉：废弃轮胎经过粉碎处理后所获颗粒，外形为带有棱角的不规则形状，理化性质均匀稳定，选用10～20目废旧轮胎橡胶粉，粒径1～2mm，废旧轮胎橡胶粉中含3％以上的纤维，堆积体密度约为0.5～0.6g/cm

【技术特征摘要】
1.一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：(1)固化轻质土原材料选用脱水疏浚淤泥：内陆湖泊、河道、水塘以及滨海港口、航道、码头清淤整治产生的高含水率淤泥，采用透气真空快速泥水分离等技术措施处理后，使高含水率疏浚淤泥变为高液限黏土，含水量降至120％以内；废弃轮胎橡胶粉：废弃轮胎经过粉碎处理后所获颗粒，外形为带有棱角的不规则形状，理化性质均匀稳定，选用10～20目废旧轮胎橡胶粉，粒径1～2mm，废旧轮胎橡胶粉中含3％以上的纤维，堆积体密度约为0.5～0.6g/cm3，不去除废弃轮胎中的纤维和钢丝，直接粉碎后用作轻质混合土中的添加物；工业废渣复合固化剂：选定磷石膏和碱渣，矿渣和粉煤灰为辅助材料，粉状磷石膏的粒径为0.15mm，化学成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，含量达70～90％；碱渣的比表面积大于450m2/kg的微粉；组分为：磷石膏12～30％，碱渣20～50％，矿渣0～30％，粉煤灰0～20％，外加剂0～5％；(2)固化轻质土配合比设计固化轻质土配合比是指其中的脱水疏浚淤泥、废弃轮胎橡胶粉、工业废渣复合固化剂和水所占的质量比例，脱水疏浚淤泥与废弃轮胎橡胶粉的掺入体积比为80:20～60:40，复合固化剂掺量为4％～6％；(3)路基分层填筑施工固化轻质土路基施工包括施工准备、拌和、摊铺、碾压、质检、养生和边坡防护。2.如权利要求1所述的一种疏浚淤泥工业废渣复合固化轻质土及其路基分层填筑施工方法，其特征在于，所述步骤(3)的过程如下：3.1测量放样根据路基设计图纸，定出测量基准点，以便施工中进行观测修正，在验收合格地基上恢复中线，直线段按照每10～15m设一桩，平曲线段按照每5～10m设一桩，并在两侧路肩边缘外设指示桩；然后进行水准测量，在两侧指示桩上用标记标出固化基层边缘设计高程；3.2现场拌和在固化轻质土拌和制备过程中，脱水疏浚淤泥、复合固化剂和废弃轮胎橡胶粉应该按照脱水疏浚淤泥→复合固化剂→废弃轮胎橡胶粉的合理顺序进行逐步添加、搅拌；将称好的脱水淤泥和复合固化剂加入搅拌机，而开动搅拌机强制搅拌5min以上，至淤泥和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘萌成，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33