本發(fā)明涉及道路工程領(lǐng)域，具體地說是一種赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(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)生的拜耳法赤泥約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。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，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。
水泥混凝土路面是我國最常用的一種路面結(jié)構(gòu)，每年新建規(guī)模巨大，消耗大量的砂、石原材料。但傳統(tǒng)水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)基層和底基層采用的水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)或石灰-粉煤灰碎石結(jié)構(gòu)強度變異大、溫縮干縮開裂比較嚴重，易造成水泥混凝土路面出現(xiàn)斷板、脫空、唧漿等病害。
赤泥顆粒均勻，如何將赤泥的工程優(yōu)勢應(yīng)用于道路填筑，在解決赤泥資源化利用的同時，解決傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)早期病害問題，是需要解決的技術(shù)難點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分利用赤泥改性基層材料與水泥混凝土材料剛度互補優(yōu)勢，通過合理結(jié)構(gòu)組合，提供一種赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明所述赤泥指制鋁工業(yè)提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，PH值通常大于11，含水量大于35％，未粘結(jié)赤泥干燥狀態(tài)下呈粉末狀。
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實現(xiàn)的：一種赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)，其特點是包括摻加有赤泥的水泥混凝土面層、瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層、赤泥基層及赤泥底基層，摻加有赤泥的水泥混凝土面層、瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層、赤泥基層和赤泥底基層自上而下鋪設(shè)在土基上。
為了滿足赤泥強度形成和固化赤泥中重金屬污染物的要求，可以在赤泥基層和/或赤泥底基層的赤泥中摻加改性劑，所述改性劑由磷石膏、水泥和鋁鹽類化合物混合而成，磷石膏、水泥和鋁鹽類化合物的質(zhì)量比為70-80:20-25:1-3。
磷石膏、水泥和鋁鹽類化合物的質(zhì)量比為74-76:22-24:1.5-2.5時，能夠達到最佳技術(shù)效果。
所述磷石膏用于降低赤泥的強堿性，中和赤泥中的堿性物質(zhì)。
水泥和鋁鹽類化合物配合用做激發(fā)劑，用于激發(fā)赤泥形成長期強度和固化赤泥中污染性浸出。所述鋁鹽類化合物優(yōu)先為硫酸鋁和/或氯化鋁。
為保證赤泥基層水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)整體剛度，滿足作為混凝土路面結(jié)構(gòu)基層和底基層的要求，赤泥基層的厚度為15～40cm，按質(zhì)量百分比計，改性劑摻量為10～14％；赤泥底基層的厚度為15～40cm，按質(zhì)量百分比計，改性劑摻量為6～10％。
進一步的，赤泥基層或赤泥底基層單層厚度超過20cm時，可分層施工碾壓，壓實度大于96％。
作為優(yōu)選，赤泥基層7天無側(cè)限抗壓強度大于3.5MPa，赤泥底基層7天無側(cè)限抗壓強度大于2.5MPa。
所述水泥混凝土面層的厚度優(yōu)選為22～34cm，在其所用水泥中外摻質(zhì)量百分比為10～15％的赤泥，重載交通適當(dāng)取高限，輕交通適當(dāng)取低限。
作為優(yōu)選，瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層的厚度優(yōu)選為2～4cm，可采用AC-5或AC-10級配瀝青混合料，瀝青結(jié)合料可采用PG64-22等級普通瀝青，設(shè)計空隙率優(yōu)選為2～4％。
為了保證路面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的承載力，滿足重載交通要求，赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)的土基頂面驗收彎沉要求小于150(0.01mm)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)了工業(yè)廢渣赤泥在水泥混凝土路面面層、基層中的應(yīng)用，還能夠提高水泥混凝土路面的各項性能指標及使用壽命，具體來說，具有以下突出地有益效果：
(一)該鋪裝結(jié)構(gòu)中，在赤泥中添加專用改性劑，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，可以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)該鋪裝結(jié)構(gòu)提高了水泥混凝土路面基層的剛度均勻性，防止出現(xiàn)斷板、唧漿等病害，提高了水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)使用壽命；
(三)該鋪裝結(jié)構(gòu)可減少水泥混凝土面板的溫縮、干縮開裂，提高混凝土路面結(jié)構(gòu)長期使用性能；
(四)該鋪裝結(jié)構(gòu)解決了赤泥基層與混凝土面板連接問題，增強路面結(jié)構(gòu)的整體性，增加了混凝土路面結(jié)構(gòu)的整體承載力。
附圖說明
附圖1是實施例赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
參照說明書附圖以具體實施例對本發(fā)明的赤泥基層水泥混凝土路面復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)作以下詳細地說明。
【實施例】
本實施例以摻加有赤泥的水泥混凝土面層1、瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層2、赤泥基層3及赤泥底基層4構(gòu)成完整的路面鋪裝層結(jié)構(gòu)。赤泥底基層4、赤泥基層3、瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層2及水泥混凝土面層1自下而上鋪設(shè)在土基5上。
1、土基5
根據(jù)道路表面設(shè)計標高，清除原地基表土，用重型壓路機壓實地基，地基頂面驗收彎沉要求小于150(0.01mm)。
2、赤泥底基層4
以赤泥為主要鋪裝材料，摻加9％(質(zhì)量百分比)改性劑，攪拌均勻后即可進行赤泥底基層4的鋪設(shè)。鋪設(shè)厚度為18cm，壓實度為97％，7天無側(cè)限抗壓強度大于3.5MPa。
所述改性劑由質(zhì)量比為75:23:2的磷石膏、水泥與硫酸鋁混合而成。
3、赤泥基層3
以赤泥為主要鋪裝材料，摻加12％(質(zhì)量百分比)改性劑，攪拌均勻后即可進行赤泥基層3的鋪設(shè)。鋪設(shè)厚度為18cm，壓實度97％，7天無側(cè)限抗壓強度大于4.8MPa。
所述改性劑與赤泥底基層4所用改性劑相同。
4、瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層2
采用AC-10級配瀝青混合料，瀝青結(jié)合料采用PG64-22等級普通瀝青，瀝青膠砂聯(lián)結(jié)層厚度3cm，設(shè)計空隙率3％。
5、水泥混凝土面層1
采用水泥穩(wěn)定碎石混合料，在其所用水泥劑量為外摻13％的赤泥。厚度28cm。
【實驗例】
以路基赤泥和上述添加有改性劑的改性赤泥基層、赤泥底基層為實驗對象，主要工程與環(huán)境指標對比：