煤矸石二灰混合料路基工程技术和理论研究

论文摘要

煤矸石是煤矿在建矿及开采加工过程中排放的废弃物,如今大量的堆积煤矸石不仅占用大量耕地、林地、居民地,而且污染大气、农田和水体,甚至危及人身安全。如何更好利用煤矸石做公路路基填料,扩大煤矸石综合利用率,提高社会综合效益,己成为一个重要课题。煤矸石在全国的分布广泛,各个地区的煤矸石性能差异较大,因此在利用煤矸石前应进行试验研究,确保实际工程的安全性。本次研究采用山东省潍坊市煤矸石进行研究。本文研究的主要内容:通过试验研究山东潍坊煤矸石的各项性能,包括物理力学性能及活性性能;石灰,粉煤灰煤矸石混合料的性能研究;水泥改善二灰煤矸石混合料抗冻性能研究,包括质量损失,强度变化规律等指标,用极限冻融次数来评价水泥改善混合料的最大抗冻能力;在煤矸石活性及其工程特性中,统计对比中国部分地区煤矸石和碎石二灰混合料的各龄期无侧限抗压强度,对实际工程提出参考意见;水泥掺量与工期的问题中,针对不同地区不同季节施工时加入的水泥量进行了讨论;对道路设计取值的建议中,研究了土壤中全年不同深度的温度变化,提出了建议冻融循环次数和水泥掺量的参考值,为工程实践提供参考。研究表明:煤矸石的活性比人工砂的活性高,煤矸石强度增长速度较人工砂高;不加入水泥的二灰煤矸石混合料不能满足冻融的要求;水泥对于混合料的作用显著,不仅提高了混合料的强度,尤其是早期强度,而且提高了混合料抗冻性能,随着水泥量的增加抗冻性能越强,在冬季施工时为了保证工程质量,可以加入一定量水泥;统计发现煤矸石二灰混合料比碎石二灰混合料无侧限强度高,并对为道路设计施工提出建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.2 煤矸石的成因与分类
• 1.3 煤矸石分布
• 1.4 路面结构层及其功能
• 1.5 国内外煤矸石应用研究现状
• 1.6 国内外煤矸石路基的应用研究概况
• 1.7 煤矸石路基的特点
• 1.8 煤矸石在道路基层中的应用研究待解决的问题
• 1.9 本文工作及研究方法
• 第二章 煤矸石性能研究
• 2.1 煤矸石的化学成分
• 2.2 煤矸石的颗粒组成
• 2.3 煤矸石密度、堆积密度、紧装密度
• 2.4 煤矸石耐崩解性及膨胀性
• 2.5 煤矸石水稳定性
• 2.6 煤矸石的压碎值
• 2.7 煤矸石吸水性
• 2.8 煤矸石坚固性
• 2.9 煤矸石CBR值
• 2.10 煤矸石风化性
• 2.11 煤矸石活性
• 第三章 二灰混合料作为路基材料性能研究
• 3.1 混合料及性能指标
• 3.2 二灰混合料配合比
• 3.3 混合料的击实试验
• 3.4 混合料饱水无侧限抗压强度
• 3.5 二灰煤矸石混合料路基强度形成机理
• 第四章 路基的冻融
• 4.1 季节性冰冻地区基层的冻害问题
• 4.2 国内外该领域研究发展状况
• 4.3 半刚性基层抗冻性研究的基本理论
• 第五章 水泥改善二灰煤矸石混合料性能研究
• 5.1 混合料孔结构与冰点的关系
• 5.2 混合料冻融试验方法
• 5.3 混合料冻融试验评价指标
• 5.4 冻融试验配合比及试验数据处理
• 5.5 极限冻融次数
• 第六章 二灰混合料相关技术讨论
• 6.1 煤矸石性能、混合料性能及工程应用
• 6.2 煤矸石活性及其工程特性
• 6.3 水泥掺量与工期问题
• 6.4 对道路设计取值的建议
• 第七章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢