磷石膏改良土用作路基及基层填料的试验研究

摘要

磷石膏是生产磷铵过程中产生的一种废料。作为一种工业废料不仅占用大量空间，制约企业发展，而且对环境有着严重污染。将磷石膏用于当地公路的建设，不仅可以解决磷铵企业废料的再生利用问题，还可解决公路建设中的筑路材料需求，对企业发展、社会发展、生态环境的保护有着重要的意义。本文以德阳市磷石膏作为研究对象，采用智源有限公司研制的固化剂对磷石膏进行改良，通过常规土工试验和室内足尺动态模型试验研究相结合的方法，研究磷石膏改良土路用性能及其填筑的路基路面结构模型的动态疲劳特性，以判定磷石膏改良土用作公路路基及基层填料的可行性和可靠性。 室内常规土工试验包括击实试验、承载比(CBR)试验、无侧限抗压强度试验、干湿循环试验等，进行纯磷石膏、2种固化形式和8种不同配合比的对比试验。试验表明，纯磷石膏水稳定性差，具有较强的亲水性，遇水而变软，强度大幅度降低，引起路基的变形，未经处理不能作为路基填料。采用配合比6％的ZY1型固体固化剂的磷石膏改良土具有良好的水稳定性，其CBR值和无侧限强度满足且超过公路路基设计对路基填料的要求，作为路基填料是可靠的。采用配合比20％的ZY2型固体固化剂、0.9％的ZY3型液体固化剂改良的磷石膏的CBR值和无侧限强度达到了公路基层施工规范对二灰碎石基层的强度要求。 以上述两种磷石膏改良土作为填料，在室内填筑了4m*3.5m*1.4m的路基路面(路面为C30砼)结构模型，利用疲劳伺服作动器模拟车辆荷载重复加载作用，加载次数超过100万次，重复荷载幅值超过高速公路荷载设计标准1倍。试验结果表明，路基受到的动应力最大值是填料本身无侧限强度的1/30，路基路面结构的变形小，沉降稳定，这证实采用磷石膏改良土作为基层和路基填料的基层和路基具有良好的承载能力；即使在无路面情况下，基层表面也不会产生特别明显的车辙，更不会对行车的安全和舒适造成影响。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2国内外研究现状

1.2.1磷石膏的产生和危害

1.2.2磷石膏的利用

1.2.3磷石膏综合利用中未能解决的的问题及前景

1.2.4我国公路基层材料现状

1.2.5改良土在路基工程中的应用与研究

1.3论文主要研究内容及技术路线

1.4主要工作及时间安排

第2章公路路基及基层填料的分类及技术要求

2.1公路路基路面结构概述

2.1.1路基及其作用

2.1.2路基工程的一般特点

2.1.3路基设计的一般要求

2.1.4路基的类型

2.1.5填方路基横断面的结构

2.2公路路基填料的分类选择及技术要求

2.2.1路基填料分类

2.2.2路基填料设计

2.2.3路基填料的技术要求

2.3公路基层填料的分类及技术要求

2.3.1基层的主要技术要求

2.3.2半刚性基层填料的分类及特点

2.3.3基层填料的技术要求

第三章磷石膏改良土路用性能的研究

3.1引言

3.2试验原材料的选择及配合比设计

3.2.1试验原材料

3.2.2配合比设计

3.3试验内容及试验方案

3.4试验方法

3.4.1击实试验

3.4.2承载比(CBR)试验

3.4.3无侧限抗压强度试验

3.4.4干湿循环试验

3.5试验结果与分析

3.5.1化学分析

3.5.2击实试验(A组)

3.5.3承载比(CBR)试验(A组)

3.5.4无侧限抗压强度试验(A组)

3.5.5干湿循环(A组)

3.5.6击实试验(B组)

3.5.7承载比(CBR)试验(B组)

3.5.8无侧限抗压强度试验(B组)

3.6小结

第四章磷石膏改良土用作路基及基层填料动态特性模型试验

4.1引言

4.2模型试验概况

4.2.1模型尺寸的选择

4.2.2车辆荷载的模拟

4.2.3试验材料

4.2.4试验仪器

4.2.5试验内容

4.3数据处理与分析

4.3.1应力

4.3.2变形

4.4小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及主要科研工作