【技术实现步骤摘要】
一种基于全尾矿粉的功能梯度复合路基及其施工方法
[0001]本专利技术涉及一种基于全尾矿粉的功能梯度复合路基及其施工方法，具体涉及一种细尾矿粉的利用方式，一种新型路基布置形式，以及一种与新型路基布置形式相适应的新型路基施工工艺，属于路基设计
技术介绍
[0002]随着我国采矿技术的高速发展，矿产开采规模和开采速度不断提升，与此同时的尾矿堆积问题也日渐严峻。据统计，2021年我国共生产各类尾矿13.08亿吨，综合利用量4.28亿吨，新增堆积量8.8亿吨，尾矿堆积总量达235.1亿吨。目前，尾矿主要应用于混凝土浇筑、生产玻璃和陶瓷等。但以上方式主要选用粒径大于50μm的尾矿颗粒，对于粒径小于50μm的尾矿粉，除矿坑回填外，目前仍无有效的利用方法。
[0003]尾矿粉堆积会导致以下问题：(1)尾矿粉堆积会占用大量耕地，在土地资源日益紧张的环境下，尾矿库的建立和维护会消耗大量资金、占用大量资源。(2)尾矿粉暴露在空气中，会产生大量粉尘，污染大气和水环境、危害居民的身体健康。(3)尾矿粉堆积容易引发地质灾害，对居民的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，由下而上依次包括普通尾矿粉路堤区、固化尾矿粉路堤区、泡沫轻质土Ⅱ区和泡沫轻质土Ⅰ区，在路基外侧设置有挡土墙；路基由上至下回弹模量逐渐降低；普通尾矿粉路堤区全部采用粒径小于50μm尾矿粉填筑，固化尾矿粉路堤区采用水泥固化后的尾矿粉填筑，泡沫轻质土Ⅱ区和泡沫轻质土Ⅰ区由两种不同湿容重的掺尾矿的泡沫轻质土浇筑而成。2.根据权利要求1所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，所述泡沫轻质土Ⅰ区的湿容重为600～800kg/m3，回弹模量为700～1200MPa；泡沫轻质土Ⅱ区湿容重为500～700kg/m3，回弹模量为300～800MPa；固化尾矿粉路堤区的回弹模量为100～350MPa；普通尾矿粉路堤区的回弹模量为20～120MPa。3.根据权利要求2所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，普通尾矿粉路堤区底部设置有用于隔绝地下水的粒料透水层，粒料透水层厚度为30cm。4.根据权利要求3所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，泡沫轻质土Ⅰ区的高度为70
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80cm，泡沫轻质土Ⅱ区的高度为80
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90cm，在泡沫轻质土Ⅰ区、泡沫轻质土Ⅱ区之间铺设土工格栅；所述固化尾矿粉路堤区高度为30
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40cm，固化尾矿粉路堤区中采用4％掺量的水泥对尾矿粉进行固化，其抗压强度不低于0.4MPa。5.根据权利要求4所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，为增加稳定性，在普通尾矿粉路堤区的不同深度处分层埋设有横向锚杆，横向锚杆路线纵向间距为8m；第一层横向锚杆即最底层锚杆位于开挖清表后地面线以上5m处，高度每增加3米，增设一层横向锚杆，最上层横向锚杆距离固化尾矿粉路堤区距离不得少于0.5m；横向锚杆沿路基的横截面左右对称分布，横向锚杆的长度从下至上依次减小，优选的，横向锚杆长度为该横向锚杆至开挖清表后地面线竖向距离的1.2
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1.4倍。6.根据权利要求5所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，所述挡土墙上设置有预留孔，用于埋设横向锚杆，预留孔的孔直径优选为3cm；每一横向锚杆末端浇筑有锚固块，以提高横向锚杆的侧向锚固力，另一端置于挡土墙的预留孔内，并浇筑水泥封孔。7.根据权利要求6所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，所述挡土墙采用重力式砌石挡土墙、钢筋混凝土薄壁式挡土墙或拱形挡土墙。8.根据权利要求7所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基，其特征在于，泡沫轻质土Ⅱ区和泡沫轻质土Ⅰ区之间架设钢塑土工格栅来进行路床加固，纵、横向极限抗拉强度大于60KN/m，纵、横向极限抗拉强度下的伸长率小于等于3％，连接点极限分离力大于等于300N；固化尾矿粉路堤区底部和泡沫轻质土Ⅰ区上部均设置有防渗土工膜。9.一种权利要求1
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8任一所述的基于全尾矿粉的功能梯度复合路基的...
【专利技术属性】
技术研发人员：管延华，董明书，孙仁娟，刘乐民，齐辉，庄培芝，钱远顺，王岩，李永浩，田育禾，卜令来，李一帆，秦宇，
申请(专利权)人：山东高速基础设施建设有限公司山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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