无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿应用于道路基层技术规程

1无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿应用于道路基层技术规程本文件规定了无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿应用于道路基层、底基层的原材料、设计、施工、质量控制与检验。本文件适用于公路、城镇道路的新建、改扩建，其他公路及道路可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间与安定性检验方法GB6566建筑材料放射性核元素限量GB/T8074水泥比表积测定方法勃氏法GB/T19077粒度分布激光衍射法GB/T30760GB/T50123GB/T14684水泥窑协同处置固体废弃物技术规范土工试验方法标准建设用砂JTG3430公路土工试验规程JGJ63混凝土用水标准JTG/TF20公路路面基层施工技术细则CJJ169城镇道路路面设计规范JTGE51公路工程无机结合料稳定材料试验规程JTG3450公路路基路面现场测试规程JTGF80/1公路工程质量检验评定标准CJJ1城镇道路工程施工与质量验收规范下列术语和定义适用于本文件。3.1无机土壤固化剂inorganicsoilcuringagent用于固化土及其他细粒类土的无机水硬性胶凝材料，其主要成分为二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙3.2细粒金属尾矿finegrainedmetaltailings选矿厂在特定的经济技术条件下，将金属矿石磨细、选取有用成分后排放的除去可用于工业生产原材料及建筑砂石之外的废弃物，其最大粒径一般不超过500μm。3.3无机土壤固化剂用量inorganicsoilcuringagentcontent无机土壤固化剂质量与干细粒金属尾矿质量之比，以百分数表示。24原材料4.1无机土壤固化剂无机土壤固化剂的物理性能指标应符合表1的规定。表1无机土壤固化剂物理性能指标4.2细粒金属尾矿4.2.1细粒金属尾矿的放射性细粒金属尾矿的放射性应符合表2规定。表2细粒金属尾矿的放射性4.2.2细粒金属尾矿中有害物质细粒金属尾矿中的有害成分含量应符合表3的规定。表3有害物质限量硫化物（以SO3计，质量分数%）氯化物（以氯离子计，质量分数%）轻质物（质量分数%）有机物（质量分数%）注：尾矿砂中不应混有草根、树叶、树枝、塑料等杂物。4.2.3细粒金属尾矿的技术要求宜选用洁净、无风化、无杂质的细粒金属尾矿。细粒金属尾矿的技术要求应符合表4的规定。3表4细粒金属尾矿的技术要求含水量（质量分数%）4.2.4细粒金属尾矿的性能要求细粒金属尾矿的崩解稳定性应符合JTG/TF20有关规定，且宜通过不同龄期条件下的强度与模量试验、温度收缩及干湿收缩试验等，对其工程性能进行综合评价。4.3水水应符合JGJ63的有关规定。4.4黏性土采用黏性土作为增塑剂改善细粒金属尾矿的性能时，黏性土的塑性指数宜为17～26，不得使用泥炭土、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐含量超过5%的土。5设计5.1一般规定5.1.1应结合工程地理位置及地质条件，合理确定细粒金属尾矿使用层位，做好地基的结构设计，各项性能满足环境保护要求。5.1.2胶结细粒金属尾矿混合料应根据工程用细粒金属尾矿的种类和试验数据进行配合比设计和试验，确定合理的细粒金属尾矿与无机土壤固化剂配合比、黏性土的用量以及混合料的最佳含水量和最大干密度。5.1.3经无害化处置或胶结后细粒金属尾矿在使用前，应通过室内试验进行可浸出重金属检测，可浸出重金属限值应符合表5规定。5.1.4无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿目标配合比设计流程如图1所示。4表5无害化处置或胶结后细粒金属尾矿中可浸出重金属含量图1无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿设计流程5.2组成设计5.2.1胶结细粒金属尾矿用于道路基层、底基层中无机土壤固化剂的掺量宜分别为10%～15%和8%～12%，具体掺量应通过试验确定，7d无侧限抗压强度应符合表6或表7的要求。5.2.2细粒金属尾矿的颗粒粒径宜控制在10μm～75μm范围内，且该区间的颗粒占比应达到80%~90%。5.2.3若细粒金属尾矿塑性指数偏高，在无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿时，宜在尾矿中添加部分塑性指数为17～26的黏性土，加入比例通过强度等试验确定，取最大干密度时的添加比例，一般为20%～40%。55.2.4若在当前无机土壤固化剂掺量下，胶结细粒金属尾矿强度未满足本文件要求，可通过提高固化剂掺量或改善细粒金属尾矿的塑性等方式提升其强度。表6公路用胶结细粒金属尾矿无侧限抗压强度指标注1：公路等级高或交通荷载等级高或结构安全性要求高时，推表7城镇道路用胶结细粒金属尾矿无侧限抗压强度指标____5.2.5无机土壤固化剂胶结的细粒金属尾矿用作基层时，被胶结细粒金属尾矿的质量应不少于60%。5.2.6无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿用作底基层时，被胶结细粒金属尾矿的质量应不少于70%。5.2.7胶结细粒金属尾矿的成型方法宜采用重型击实法确定最佳含水量和最大干密度。5.2.8进行强度试验时，作为平行试验的最少试件数量应不小于表8的规定。如试验结果的变异系数大于表中规定的值，应重做试验，并找出原因、加以解决；如不能降低变异系数，则应增加试件的数量。表8最少试件数量695.2.9根据设计要求的强度标准，选择合适的无机土壤固化剂掺量，在此掺量下室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式（1）的要求：式中：Rd——设计抗压强度/MPa（表6和表7）；Cv——试验结果的变异系数（以小数计）；6Za——标准正态分布表中随保证率（或置信度a）而变的系数，高速公路和一级公路应取保证率95%，即Za=1.645；二级及二级以下道路取保证率90%，即Za=1.282。5.2.10无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿应用于道路基层时，其弯拉强度和弹性模量应符合JTGE51中关于水泥稳定土的规定。5.2.11进行生产配比调试时，应根据施工时的气候条件，通过试拌确定胶结细粒金属尾矿拌制的用水量。6施工6.1一般规定6.1.1施工前应对细粒金属尾矿进行相关检测与性能试验，各项性能应满足环境保护要求及本文件的相关规定。6.1.2施工期的日最低气温应在5℃以上。雨季施工时应避免材料遭受雨淋。6.1.3无机土壤固化剂胶结的细粒金属尾矿结构层在气候寒冷季节不宜暴露过冬。因工程需要时，可采取铺设防冻保护层的保护措施。6.1.4不同等级道路基层、底基层的压实度要求应符合表9或表10的规定。表9公路用胶结细粒金属尾矿的压实度表10城镇道路用胶结细粒金属尾矿的压实度____6.2施工准备6.2.1施工前应铺筑试验段，试验段长度不宜小于200m。通过试验段确定以下关键施工参数：a)细粒金属尾矿的最佳含水率及均匀性控制方法；b)无机土壤固化剂的最佳掺量、拌和均匀性、拌和时间；c)摊铺工艺、松铺系数、压实机具类型、压实顺序、压实遍数及压实速度；d)养生方式、养生时间及养生条件。6.2.2施工时应合理配备拌合、运输、摊铺、压实等施工设备。为保证质量，混合料的拌合能力应与混合料摊铺能力相匹配。6.2.3拌合厂应场地平整、排水设施完善。原材料应分类存放，严禁各档料掺混；细粒金属尾矿和无机土壤固化剂存放必须采取防雨、防潮措施。6.2.4基层施工前下承层必须满足相应的质量要求，表面平整、坚实、不得有松散的软弱点，并采取7措施使下承层表面湿润。6.3拌合与运输6.3.1尾矿混合料在拌合过程中，应采取合适的搅拌措施使混合料搅拌均匀。6.3.2拌合混合料的含水量宜比最佳含水量提高0.5%～1.5%。，以补偿摊铺和碾压过程中水分的损失。6.3.3宜每隔2h测定一次混合料的含水量，并做好专门记录。6.3.4若拌合场离摊铺地点运输用时超过30min，混合料在运输时应覆盖保湿，运到现场的混合料应及时摊铺。6.4摊铺6.4.1下承层施工质量检测合格且清理干净后，方可开始摊铺上层结构层。6.4.2当采用两台摊铺机并排摊铺时，两台摊铺机的型号及磨损程度应相同。施工时两台摊铺机的前后间距应不超过10m，且确保两个施工面纵向有300mm～400mm的重叠。6.4.3混合料摊铺应保证足够的厚度，碾压成型后每层的摊铺厚度宜不小于160mm，最大厚度不宜大于200mm。6.4.4二级以下道路基层施工，没有摊铺机时可采用摊铺箱摊铺混合料，也可以用自动平地机按以下步骤摊铺混合料：a)根据铺筑层的厚度和要求达到的压实密度，计算每车混合料的摊铺面积；b)将混合料均匀地卸在路幅中央，路幅宽时也可将混合料卸成两行；c)用平地机将混合料按松铺厚度摊铺均匀。6.5碾压6.5.1对于无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿，碾压工序应在混合料初凝前及确定的延迟时间内完成。6.5.2对于无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿，应在混合料处于或略大于最佳含水量的状态下碾压。应考虑气候炎热干燥时，碾压时的含水量宜比最佳含水量提高0.5%～1.5%。6.5.3应根据施工情况配备足够的碾压设备，并应符合下列规定：a)双向四车道高速公路或一级公路的平幅摊铺时，应配备不少于4台重型压路机；b)双向六车道的半幅摊铺时，应配备不少于5台重型压路机。6.5.4安排专人负责指挥碾压，严禁漏压和产生轮迹。6.5.5采用钢轮压路机初压时，宜采用双钢轮压路机稳压2遍以上，具体以试验段结果为准，再用激振力大于35t的重型振动压路机、18～21t三轮压路机或25t以上的轮胎压路机继续碾压密实，最后采用双钢轮压路机碾压，消除轮迹。6.5.6采用胶轮压路机初压时，应采用25t以上的重胶轮压路机稳压2遍以上，错轮不超过1/3的轮迹带宽度，然后采用重型振动压路机碾压密实，再采用双钢轮压路机碾压，消除轮迹，最后采用凸块式压路机碾压收面。6.5.7在碾压过程中如发现“弹簧”现象，应及时将该路段混合料挖出，重新换填新料并碾压。6.5.8碾压成型后的表面应平整、没有轮迹。6.5.9碾压过程中，压路机严禁随意停放，应停放在已碾压完成的路段。6.6接缝6.6.1基层施工应接缝紧密、连接平顺，不得产生明显的接缝离析。6.6.2基层施工应避免纵向接缝，在必须分两幅施工时，纵缝必须垂直相接、不应斜接。6.6.3当混合料不能连续摊铺时，因故中断时间大于2h，应设置横向接缝，并应符合下列规定：8a)人工将末端含水量合适的混合料整齐，紧靠混合料末端放两根方木，方木的高度应与混合料的压实厚度相同，整平紧靠方木的混合料；b）方木的另一侧用砾石或碎石回填约3m长，其高度应高出方木2cm～3cm，并碾压密实；c)在重新开始摊铺混合料之前，应将砾石或碎石和方木除去，并将下承层顶面清扫干净；d)摊铺机应返回到已压实层的末端，重新开始摊铺混合料；e)摊铺中断大于2h且未按上述方法处理横向接缝时，应将摊铺机附近及其下面未经压实的混合料铲除，并将已碾压密实且高程和平整度符合要求的末端挖成与路中心线平行。6.6.4当一个工作日结束、两个相连作业段连接或摊铺途中其他情况造成的停机均会形成横向接缝，基层的横向接缝宜采用垂直的平接缝，不宜采用自然碾压接缝或阶梯型接缝。接缝处要加强碾压，特别是跨缝碾压，防止后续出现路面龟裂。养生6.7.1每一段碾压完成并检测合格后即可养生，养生可采取洒水薄膜养生、土工布覆盖养生等方式，无机土壤固化剂胶结细粒金属尾矿宜采用洒水薄膜养生或土工布覆盖养生。在养生期内应始终保持基层处于湿润状态，以防基层出现开裂或裂纹。6.7.2用洒水车洒水养生时，洒水车的喷头要用喷雾式，不得用高压式喷头，以免破坏基层结构。每天洒水次数应满足整个养生期间始终保持基层表面湿润。6.7.3基层养生期不应少于7天，养生期宜延长至上层结构开始施工的前2天。在养生期间应采取交通管制措施，严格禁止车辆通行。6.7.4养生完成的基层上禁止重型车辆通行，以保护基层结构不受破坏。6.7.5若养生完成后，不能及时摊铺沥青面层需通行车辆时，宜在喷洒透油层后铺筑下封层。7质量控制与检验7.1一般规定7.1.1施工中应建立原材料试验、施工质量检査验收等制度，每道工序完成后均应进行检验，确认合格后方可进行下道工序施工，原始记录应齐全。7.1.2细粒金属尾矿施工使用前，应对细粒金属尾矿取样测试，符合规定后方可进场使用。7.1.3原材料需要检测的其他项目及相关要求应符合JTGF80/1、CJJ1等相关规定。质量控制7.2.1原材料进场时应进行检验，检验样品应随机抽取。原材料的检验批次应符合下列规定：a)同一厂家同一批次的无机土壤固化剂应按每500t为一个检验批，当不足上述数量时，按一批进行检验；b)拌合用水应按同一水源不