应用铁矿废料做石灰稳定路面底基层

王洪海

(唐山市交通局公路管理站)

杨柏公路沿线土质多为砂性土,如果用传统的石灰稳定土作底基层,因取土运距远,更需征用耕地取土,易导致工程造价增高。而沿线铁矿分布密集,铁矿废料堆积如山,长久以来得不到利用,堆积占用了大量农田,使有限土地资源白白浪费,且造成生态、环境等污染。为探讨筑路新材料,解决土地资源浪费,保护环境维护生态平衡,经分析研究,决定尝

试利用铁矿废料(碎石土),变废为宝、就地取材,进行石灰稳定土路面底基层的试验。

1 原材料组成分析

参照交通部 JTJ034-2000《公路路面基层施工技术规范》中的表 6-2-7中 2号级配的有关要求,对材料进行筛分分析,结果如表 1。

表 1 碎石筛分记录

经分析材料级配符合要求,且 0.6 mm以上颗粒含量达到 91.0%,符合规范中“石灰稳定土中碎石、砂砾或其它粒状材料的含量应在 80%以上”的要求,可以做石灰稳定土的粒料。

对所含土质进行试验分析,塑性指数为 8.0,低于规范要求的 15～20标准。为此,采用掺加塑性指数为 20的粘性土来提高塑性指数,根据试验确定掺加 10%粘性土,塑性指数达到 16.2,符合规范要求。

2 组成配合比设计

为获得最佳试验效果,采用 5种配合比进行了强度试验分析,试验数据对比如表 2。

根据规范规定“二级和二级以下公路无侧限抗压强度基层不小于 0.8MPa,底基层不小于 0.7MPa”,由上表可以看出 2#～5#配合比无侧限抗压强度均满足规范要求,为降低成本,方便施工以及考虑试验室试验结果和现场施工的差异,确保施工质量,选定用 3#配合施工。

3 施工方法

废料(碎石土)中粗粒料含量较高,人工拌和施工难度较大,故采用机械施工的方法,人工配合整修,施工工艺如下。

4 施工效果

杨柏公路 5.31 km施工试验路段,经检测利用铁矿废料做石灰稳定碎石土的主要技术指标达到了预期效果。检测记录见表 3。

表3 石灰稳定碎石土检测记录

5 效果分析

杨柏公路属县级改建工程,投资主要由地方筹措,资金非常紧张,利用铁矿废料代替粘土做石灰稳定土底基层,既解决了土地资源紧张问题,又降低了基层施工成本。同时,由于该种材料碎石含量达到 80%以上,该材料对水含量的敏感程度较低,适于雨季施工,加快了工程进度。灰土无侧限抗压强度和压实度均满足规范要求,保证了工程质量。经测算,应用铁矿废弃材料,使废物得到了利用,减少了环境污染,节约了土地,降低了工程造价。(1)16 cm石灰稳定废料底基层较普通灰土底基层可节约资金 2.87元/m2;(2)每1 000m2灰土底基层可减少耕地占用 0.32亩;(3)减少了废料堆弃外运费用约 5元/m3;(4)原本滞后 15 d的工程提前3 d完工。获得直接经济效益和社会效益 453.5万元。

6 施工注意事项

(1)由于拌和场与施工现场有一定的运距,以及施工摊铺整形等工序需要一定的时间,混合料含水量会有部分损失,因此拌和时要综合考虑以上因素和天气情况,确定适宜的含水量,一般宜大于最佳含水量2%～3%。

(2)在装卸和施工过程中应注意粗细料离析现象,从而确保施工质量。

(3)在混合料拌和前,粘土要充分粉碎,以确保混合料的拌和质量。

7 结 论

铁矿废料的应用证明该种材料是一种变废为宝,就地取材,效果显著的筑路材料,能够满足二级以下公路标准要求。在 2009年度杨柏公路北段改建工程施工中,将全部采用铁矿废弃料做石灰稳定碎石土底基层。因其经济效益和社会效益显著,在我市和其它具有同等条件的地区有广阔的推广应用前景。