[发明专利]一种确定掺固体废物道路基层材料合理含水率的方法

说明书

本发明公开了一种确定掺固体废物道路基层材料合理含水率的方法，本发明针对固体废物用于无机结合料稳定类基层，可依据固体废物特性及混合料压实过程特征确定合理的室内压实成型方法，保证固体废物压实中破碎少、混合料级配与设计级配接近，从而使混合料的压实含水率更加合理且满足实际压实需要，减少掺固体废物道路基层养生期失水收缩开裂，为固体废物用于道路基层的设计和施工提供依据。

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种确定掺固体废物道路基层材料合理含水率的方法。

背景技术

建筑垃圾(含道路回收材料)、工业固废(如钢渣、尾矿)等大宗固体废物面临资源化利用的困境，可将其部分或全部代替碎石用作道路基层材料，从而实现固体废物的资源化利用。此类固体废物普遍具有吸水性强、棱角突出、抗压碎强度低等物理力学性质，固体废物代替碎石进行配合比设计与常规无机结合料稳定基层混合料相比，存在两方面主要关键技术问题：(1)压实成型中固体废物颗粒重新排列过程中发生破碎的情况严重，导致实际矿料级配与设计矿料级配发生较大偏差，而实际现场振动压实过程中颗粒破碎少，这造成混合料室内设计结果与实际出现偏差，往往低估了实际道路基层强度；(2)固体废物颗粒孔隙多、吸水强，混合料的含水率包括压实中颗粒移动所需润滑水以及固体废物的吸附水，室内常规击实试验确定的压实含水率增大，如以此含水率作为施工含水率将导致混合料基层失水量和干燥收缩变形的增加，基层早期开裂将加剧。

道路基层混合料室内确定合理含水率的压实方法需与实际压路机的压实作用和压实功相近，目前主要有击实和振动压实两种方法。不同压实方法提供的外力和压实功不同，混合料内部集料颗粒在压实过程中的运动规律不同，从而导致压实后集料颗粒的嵌挤状态及混合料力学强度出现差异。击实成型采用竖向锤击力使集料颗粒主要发生向下的运动，达到密实状态，相当于12～15吨静力压力机，这一压实功为固定值，且不能很好地反映目前现场真实压实设备的压实功。振动压实通过在混合料试件表面施加一定频率和振幅的振动使颗粒产生“液化”达到密实状态。击实和振动成型过程中均不能记录试件中集料状态的变化过程，只能通过结束后混合料的整体物理力学指标评断压实过程或结果。旋转压实是另一种路面材料常用的压实方法，借助旋转压实仪在竖向力和剪切力的综合作用下集料定向排列、混合料压密，常用于沥青混合料的压实和性能评价，也可见在水泥混凝土及粗粒土等道路工程材料室内成型中的应用。旋转压实可在一定程度上较好地反映材料真实的压实状态，并可借助旋转压实仪记录压实过程中的压实信息，以用来分析压实过程特征。但旋转压实成型仪的参数较多，不同压实材料最为合理的试验参数也存在差异。

综上所述，掺固体废物的道路基层材料的室内压实一方面要保证矿料级配、集料颗粒嵌挤状态和混合料力学强度与现场压实结果一致，另一方面也要考虑到固体废物特有的物理力学特性，并且也需针对不同类型固体废物明确其形态、物理力学特征对压实过程的影响，这是目前击实试验和振动成型因设备、试验参数等方面的原因而未能充分做到的。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种确定掺固体废物道路基层材料合理含水率的方法，针对不同固体废物采用不同室内压实试验参数来模拟实际压实功，保证固体废物颗粒排列及混合料强度与基层实际压实相近，提高室内设计掺固体废物道路基层材料的准确性。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种确定掺固体废物道路基层材料合理含水率的方法，所述方法包括以下步骤，

步骤一：按照设计配合比，将固体废物与集料、预估含水率的水混合闷料后掺加无机结合料进行拌合得到混合料；

步骤二：旋转压实仪试模中放入薄膜塑料袋，贴合试模内壁，将通过步骤一得到的混合料分三层装入试模；

步骤三：采用旋转压实仪进行混合料的旋转压实成型；

步骤四：根据旋转压实仪记录的数据得到混合料压实次数—剪切应力关系曲线和垂直压力—矿料破碎率关系曲线；