本實用新型涉及道路工程領(lǐng)域，具體地說是一種赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0～2.0噸赤泥。全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬噸，我國每年產(chǎn)生的赤泥為3000萬噸以上。目前大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場堆放，占用了大量土地，也對環(huán)境造成了嚴重的污染。我國目前正在大規(guī)模進行公路建設(shè)，需要大量筑路材料。但是，隨著近年來各地越來越重視河道及環(huán)境治理，大面積禁止采挖土場、礫石和山區(qū)石料，很多地區(qū)土、砂、石等筑路材料極為短缺，筑路成本大幅增加。將赤泥作為道路各結(jié)構(gòu)層的主要材料，在解決部分地區(qū)筑路材料短缺問題的同時，對赤泥的減量化和資源化利用也將是重大突破。

雖然將赤泥作為道路基層材料加以應(yīng)用的技術(shù)已在大量文獻中有所公開，但由于赤泥填筑路基要么無法滿足工程指標要求，要么無法滿足環(huán)保指標要求，其路面設(shè)計也沒有相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)、指標可參考和遵循，在實際道路鋪設(shè)過程中難以實現(xiàn)真正的普及應(yīng)用。而且，現(xiàn)有技術(shù)中也還沒有赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石作為瀝青路面結(jié)構(gòu)基層和底基層的完整鋪裝結(jié)構(gòu)，制約了赤泥的減量化和資源化利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的技術(shù)任務(wù)是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)，該路面結(jié)構(gòu)充分利用赤泥改性底基層與赤泥穩(wěn)定碎石基層剛度互補優(yōu)勢，通過合理結(jié)構(gòu)組合，實現(xiàn)了工業(yè)廢渣赤泥在道路路面結(jié)構(gòu)基層及底基層中的應(yīng)用，采用的組合式基層結(jié)構(gòu)提高了路面基層的剛度均勻性，減少傳統(tǒng)半剛性基層瀝青路面開裂、唧漿等病害，在實現(xiàn)工業(yè)廢棄物赤泥資源化利用的同時，提高了瀝青路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。

本實用新型所述赤泥指制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，通常情況下，堆場赤泥的含水量超過30％，單純的從巖土工程角度考慮，赤泥主要由極細顆粒組成，10μm～100μm粒組含量在60％以上，具有類似于粘土的特性，自然狀態(tài)下赤泥呈現(xiàn)高分散膠體狀態(tài)，其高含水量和低密度使其孔隙比高達1.85～2.40，這對于淤泥也是極為罕見的，但是赤泥的成分和成因與淤泥完全不同，性質(zhì)也相差甚遠。因此，可以認為赤泥是一種低重度、高孔隙比、高稠度，高pH值，呈強堿性屬高液限粘土。

本實用新型的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實現(xiàn)的：一種赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)，其特點是包括瀝青混合料結(jié)構(gòu)層、改性赤泥穩(wěn)定碎石基層、改性赤泥底基層，瀝青混合料結(jié)構(gòu)層、改性赤泥穩(wěn)定碎石基層和改性赤泥底基層自上而下鋪設(shè)在土基上。

為了保證改性赤泥底基層具有良好的路用性能，改性赤泥底基層的赤泥中可摻加改性劑。作為優(yōu)選，所述改性劑由磷石膏、礦渣微粉和水泥混合而成，磷石膏、礦渣微粉、水泥、赤泥的質(zhì)量比為1-2:20-25:70-80:500。

改性赤泥底基層的厚度優(yōu)選為15cm～20cm。

為了保證改性赤泥穩(wěn)定碎石基層具有良好的環(huán)保性能，降低其強堿性，可以在改性赤泥穩(wěn)定碎石基層的赤泥中摻加改性劑。作為優(yōu)選，所述改性劑由磷石膏、礦渣微粉和水泥混合而成，磷石膏、礦渣微粉、水泥、赤泥、碎石的質(zhì)量比為0.3-0.5:5-7:50-70:110-130:940。

進一步的，改性赤泥穩(wěn)定碎石基層的碎石級配范圍，以各粒徑礦料通過標準尺寸篩孔百分率計，優(yōu)選為：

26.5mm，95％～100％；19mm，47％～67％；9.5mm，23％～33％；4.75mm，12％～22％；2.36mm，7％～17％；0.6mm，0％～7％；0.075mm，0％～6％。

改性赤泥穩(wěn)定碎石基層的厚度優(yōu)選為30～40cm，優(yōu)選為分兩層施工，單層厚度范圍15cm～20cm。

改性赤泥穩(wěn)定碎石基層和改性赤泥底基層中，所述磷石膏用于降低赤泥的堿性；所述礦渣微粉用于激發(fā)赤泥混合料的強度性能；水泥用于形成長期穩(wěn)定的強度穩(wěn)定性。因此，將上述改性劑添加到赤泥中，能夠有效滿足道路基層的穩(wěn)定性，提高路面基層結(jié)構(gòu)的長期性能。

所述瀝青混合料結(jié)構(gòu)層可選用現(xiàn)有技術(shù)中任意一種瀝青混合料結(jié)構(gòu)層，但為了與改性赤泥穩(wěn)定碎石基層更好地配合，本實用新型瀝青混合料結(jié)構(gòu)層優(yōu)選由瀝青上面層、瀝青下面層、大孔隙排水瀝青碎石層、熱瀝青碎石封層構(gòu)成，瀝青混合料結(jié)構(gòu)層由瀝青上面層、瀝青下面層、大孔隙排水瀝青碎石層、熱瀝青碎石封層自上而下鋪設(shè)在改性赤泥穩(wěn)定碎石基層上。

瀝青上面層優(yōu)選為SMA-13或AC-13，采用瀝青PG等級為PG76-22，厚度為3-5cm；

瀝青下面層優(yōu)選為AC-20，采用瀝青PG等級為PG64-22或PG76-22，厚度為5-7cm。

熱瀝青碎石封層采用瀝青PG等級優(yōu)選為PG64-22或PG76-22

作為優(yōu)選，大孔隙排水瀝青碎石層采用瀝青PG等級為PG64-22或PG76-22，設(shè)計孔隙率為12％～16％，厚度為10-20cm，當大孔隙排水瀝青碎石采用瀝青PG等級為PG64-22，熱拌瀝青混合料需外摻0.5～1.5％木質(zhì)素纖維。

木質(zhì)素纖維外摻量優(yōu)選為1％。

大孔隙排水瀝青碎石層的碎石級配范圍，以各粒徑礦料通過標準尺寸篩孔百分率計，優(yōu)選為：

31.5mm，93％～100％；19mm，60％～75％；9.5mm，25％～38％；1.18mm，0～10％；0.075mm，0～3％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)具有以下突出地有益效果：

(一)添加特定改性劑，能夠有效提高道路的長期穩(wěn)定性、降低路基的污染性。加入上述專用改性劑之后，改性赤泥室內(nèi)樣品的檢測重金屬浸出濃度總汞指標<0.001mg/L、六價鉻指標<0.05mg/L，滿足地下水Ⅲ類控制標準，使得該路面結(jié)構(gòu)保證赤泥作為道路基層和底基層既能滿足工程指標要求，又能滿足環(huán)保要求，實現(xiàn)工業(yè)廢渣赤泥的減量化、資源化利用；

(二)赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層結(jié)構(gòu)提高了路面基層和底基層的剛度均勻性，防止出現(xiàn)開裂、唧漿等病害，提高了半剛性基層的結(jié)構(gòu)使用壽命。

(三)該路面結(jié)構(gòu)采用排水抗裂瀝青結(jié)構(gòu)層組合，防止出現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)水損壞，延長路面結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)使用壽命。

附圖說明

附圖1是赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

參照說明書附圖以具體實施例對本實用新型的赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)作以下詳細地說明。

【實施例】

如附圖1所示，本實施例的赤泥及赤泥穩(wěn)定碎石組合式基層路面結(jié)構(gòu)：4cmSMA-13瀝青混合料1+6cmAC-20瀝青混合料2+12cm大孔隙排水瀝青碎石3+熱瀝青碎石封層4+18cm改性赤泥穩(wěn)定碎石上基層5+18cm改性赤泥穩(wěn)定碎石下基層6+20cm改性赤泥底基層7+土基8。

1、改性赤泥底基層7

以赤泥為主要鋪裝材料，以磷石膏、礦渣微粉和水泥的混合物為改性劑。

將質(zhì)量比為1.5:22:75:500的磷石膏、礦渣微粉、水泥、赤泥混合均勻后，在土基8上進行改性赤泥底基層7的鋪設(shè)(一層施工)。

2、改性赤泥穩(wěn)定碎石基層(改性赤泥穩(wěn)定碎石下基層6、改性赤泥穩(wěn)定碎石上基層5)

以各粒徑礦料通過標準尺寸篩孔百分率計，碎石級配范圍：

26.5mm，97％；19mm，58％；9.5mm，30％；4.75mm，17％；2.36mm，13％；0.6mm，4％；0.075mm，3％。

膠結(jié)料：以赤泥為主料，以磷石膏、礦渣微粉和水泥的混合物為改性劑混合而成，磷石膏、礦渣微粉、水泥、赤泥、碎石的質(zhì)量比為0.4:6:60:120:940。

改性赤泥穩(wěn)定碎石基層總厚度為36cm，分兩層施工。

3、熱瀝青碎石封層4

熱瀝青碎石封層采用瀝青PG等級為PG64-22。

4、大孔隙排水瀝青碎石3

瀝青PG等級PG76-22，熱拌瀝青混合料外摻質(zhì)量百分比為1％木質(zhì)素纖維；

設(shè)計孔隙率為15％；

以各粒徑礦料通過標準尺寸篩孔百分率計，碎石的級配為：

31.5mm，95％；19mm，70％；9.5mm，30％；1.18mm，5％；0.075mm，2％。

5、瀝青下面層2

采用AC-20混合料，瀝青PG等級為PG64-22。

6、瀝青上面層1

采用SMA-13混合料，瀝青PG等級為PG76-22。

【實驗例】

以路基赤泥和上述添加有改性劑的改性赤泥底基層為實驗對象，主要工程與環(huán)境指標對比：