论文摘要
煤矸石是各种工业废渣中排放量最大、占地最多、污染环境较为严重的固体废弃物,严重影响人们的生活、生产和身心健康。在煤矸石综合利用的途径中,将煤矸石用作路基填料,能够减少筑路征地费用,改善当地环境,具有显著的经济和社会效益。但是目前路基规范中并没有相应的指标和标准规范煤矸石的应用。因此,对煤矸石填筑路基路用性能进行研究,具有极大的现实意义。论文以青兰高速实体工程为依托,以河北邯郸矿区的煤矸石为研究对象,在查阅了大量的国内外文献资料的基础上,对煤矸石的主要物理、化学性质、工程力学特性、现场路用性能展开了室内外试验研究。主要研究内容如下:1、从原材料物理、化学性质入手,探讨了煤矸石的矿物组成、化学组分、活性、风化和自燃特性对路基填筑的影响。2、通过室内路用性能试验,对煤矸石级配、击实、承载能力、稳定性等特性进行了研究,确定了煤矸石填筑路基的可行性。3、研究了煤矸石的颗粒破碎对压实性、水稳性和抗剪能力的影响,结果表明:级配改善直接导致煤矸石的压密、水稳等性能提高。4、系统研究了煤矸石的施工技术及质量控制要点。并通过试验路铺筑,对研究内容进行了验证。5、通过实测煤矸石试验段压碎值、级配、弯沉及回弹模量等数据,对煤矸石路基现场路用性能进行了研究,回归确定了弯沉与回弹模量的关系式,并与规范推荐公式进行了对比分析。6、对煤矸石在高等级公路的应用进行了效益分析,对煤矸石和土填筑路基的经济性给予了对比,提出全面推广煤矸石用作路基填料、保护环境的建议。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题的提出1.1.1 研究背景1.1.2 煤矸石危害性1.2 煤矸石应用国内外研究现状1.2.1 国外研究现状1.2.2 国内研究现状1.2.3 煤矸石工程应用1.3 研究的目的、意义和主要内容第二章 煤矸石原材料特性分析2.1 煤矸石物理性质2.1.1 煤矸石来源途径2.1.2 煤矸石岩石矿物组成2.2 煤矸石化学特性2.2.1 煤矸石化学组分2.2.2 煤矸石活性分析2.2.3 煤矸石风化特性2.2.4 煤矸石自燃分析2.3 本章小结第三章 煤矸石力学特性研究3.1 剪切强度特征3.1.1 煤矸石抗剪强度3.1.2 煤矸石抗剪强度随粗粒含量的变化3.1.3 变形特征3.2 动强度特征3.3 渗透性3.4 水稳性3.5 压缩性3.6 本章小结第四章 煤矸石填筑路基技术指标和路用性能试验研究4.1 填筑路基煤矸石技术性能要求4.1.1 煤矸石路基级配要求4.1.2 煤矸石路基力学指标4.1.3 煤矸石路基稳定性要求4.2 路用性能室内试验研究4.2.1 煤矸石级配试验研究4.2.2 液塑限试验研究4.2.3 煤矸石击实特性研究4.2.4 煤矸石承载能力试验研究4.2.5 稳定性研究4.3 煤矸石填筑路基可行性4.4 本章小结第五章 煤矸石填筑路基施工及质量控制5.1 煤矸石路基施工准备5.1.1 原材料选择5.1.2 路基地面处理5.1.3 煤矸石储运5.1.4 煤矸石拌和、摊铺5.1.5 包边土施工5.2 煤矸石路基碾压5.2.1 碾压机理5.2.2 碾压方式5.2.3 碾压原则5.2.4 施工工艺5.3 煤矸石路基施工质量控制5.3.1 材料质量检验5.3.2 最大粒径及材料均匀性5.3.3 压实度检测5.3.4 施工现场环境保护5.3.5 煤矸石路基施工注意问题5.4 本章小结第六章 试验路铺筑6.1 青兰高速邯涉段简介6.2 青兰高速煤矸石路基施工方案6.2.1 煤矸石试验段施工目的6.2.2 试验段压实厚度确定6.2.3 施工工艺流程确定6.2.4 现场压实度检测位置确定6.3 原材料质量检验6.3.1 天然含水量6.3.2 崩解性试验6.3.3 填料均匀性6.4 压实质量控制6.4.1 最大干密度校正6.4.2 灌砂法压实度检测6.4.3 沉降法压实度检测6.4.4 弯沉检测6.5 本章小结第七章 煤矸石路基现场路用性能研究7.1 压碎值变化分析7.2 级配变化分析7.3 承载板法测定路基回弹模量7.3.1 刚性承载板下的弹性半空间体理论研究7.3.2 土基模量理论分析7.3.3 承载板法现场试验研究7.4 煤矸石路基回弹模量与弯沉相关性分析7.4.1 路基回弹模量和回弹弯沉值相关性探讨7.4.2 试验段相关关系实测7.5 本章小结第八章 煤矸石填筑路基效益分析8.1 煤矸石填筑路基技术效益分析8.2 煤矸石填筑路基生态效益分析8.3 煤矸石填筑路基经济效益分析8.3.1 试验段成本对比分析8.3.2 农业效益8.4 煤矸石填筑路基社会效益分析8.5 本章小结主要研究结论及建议主要结论进一步研究建议参考文献致谢
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