1.基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于包括以下步骤:
1)对用于试验段路面基层的水泥、石灰、试验路段的素土材料进行取样,并测试出素土材料的自然含水率,水泥和石灰根据施工采购清单所列常规材料选用;
2)测试出在相同存放条件下、存放t1~tn的n种不同存放时间下的碱渣材料的含水率分别对应为K1~Kn,所述t1~tn时间依次增加;所述t1代表刚出厂未经存放的新鲜碱渣,所述tn代表存放半年性质稳定后的碱渣;
3)将从碱厂取回的新鲜碱渣烘干后进行研磨破碎,然后通过多个标准筛分别筛得M种粒径的碱渣颗粒,并对筛分后的M种粒径的碱渣颗粒分别分成n份之后分别加水处理,使每种粒径的碱渣颗粒的含水率均分别对应达到K1 Kn;
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4)使用外掺法进行配比,用固废碱渣等量代替水泥石灰土中的部分或全部石灰成分得到含水率为w%的碱渣水泥石灰土,并设置三个影响因素,分别为:碱渣掺量、碱渣粒径和碱3
渣含水率,每个影响因素均设计M种变化水平,利用正交试验的特性,LP(M)正交试验方案表,并设计出P组配合比的正交试验方案;
5)根据碱渣水泥石灰土的目标含水率w%分别计算各试验配合比所需要的加水量,并计算得到各组试验配合比试样的干密度;
6)根据步骤5)所得的各试验配合比试样的干密度和碱渣水泥石灰土的目标含水率,按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》制作碱渣水泥石灰土无侧限抗压强度试件,并参照《公路路面基层施工技术细则》计算各试验配合比的碱渣石灰稳定土试件的7天无侧限抗压强度代表值,选出强度符合标准要求的试验配合比;
7)将步骤6)中选出的试验配合比的碱渣水泥石灰土成分按照《公路土工试验规程》制备渣水泥石灰土滤液并测定滤液pH值,并依据《农田灌溉水质标准》和《污水排入城镇下水道水质标准》选出pH在6 8.5范围内的试验配合比;
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8)将步骤7)中选出的试验配比组按照《公路土工试验规程》中易溶盐氯根的测定方法,测出各试验配比组中的氯根含量,按照《农田灌溉水质标准》中农田灌溉水质基本控制项中的氯化物中规定,选出符合要求的碱渣水泥石灰土试验配合比。
2.如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤1)中,将试验路段的素土材料通风处存放,经自然晾晒后通过研磨器将素土材料进行研磨破碎,用标准筛进行筛分、去除粒径大于10mm的颗粒,烘干后测定素土材料的自然含水率。
3.如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤3)中,所述碱渣颗粒的粒径小于10mm。
4. 如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤4)中,将试验段原来不含碱渣的水泥石灰土视为参照组,参照组的水泥石灰土材料干质量配比为石灰:水泥:土=x:y:100,试验组的碱渣水泥石灰土材料干质量配比为:(碱渣+石灰):水泥:土= x:y:100,碱渣石灰有M组不同水平的碱渣掺量,每组的水泥和土的质量配比不变,各组碱渣的含量依次为0、x/(M‑1)、2x/(M‑1)、……、(M‑3)x/(M‑
1)、(M‑2)x/(M‑1)和x,对应的各组石灰的含量则依次为x、(M‑2)x/(M‑1)、(M‑3)x/(M‑
1)、……2x/(M‑1) 、x/(M‑1)和0。
5.如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤5)中,根据素土材料的所述类别、按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》,结合素土的粒组特征进行轻型或重型击实试验,从而计算得到各试验配比组试样的干密度。
6.如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤7)中,将步骤6)中选出的试验配合比的碱渣石灰稳定土试件进行破碎,烘干后通过粒径为0.15mm的标准筛,过筛后的颗粒料置于容器中、并根据水土比为5:1的比例加入去离子水后通过震荡充分混合形成悬浊液,然后通过过滤收集得到的清滤液为碱渣水泥石灰土滤液,最后通过pH测定计测定碱渣水泥石灰土滤液的pH值。
7. 如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:所述步骤8)中,采用硝酸银滴定法对碱渣水泥石灰滤液中的氯化物进行测定,‑选取Cl≤350 mg/L的碱渣水泥石灰土试验配合比。
8.如权利要求7所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:取25mL滤液置于锥形瓶中,加入甲基橙指示剂,用胶头滴管滴加NaHCO3溶液,至溶液pH为7左右,滴加5 6滴铬酸钾指示剂,用硝酸银溶液滴定,滴定到终点时生成砖红色~的铬酸银沉淀;
按下式计算氯根含量:
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式中:
—硝酸银标准溶液的浓度,单位:mol/L;
—滴定用硝酸银溶液体积,单位:mL;
—分析时所取浸出液体积的干土质量,单位:g;
0.0355—氯根的摩尔质量,单位:g/mmol。
9.如权利要求1所述的基于环保要求的路面基层碱渣水泥石灰土关键参数设计方法,其特征在于:
9)将步骤8)中选出的碱渣水泥石灰土试验配合比中选择经济效益最佳的碱渣水泥石灰土配合比。