一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料及其制备方法与流程

1.本发明涉及路基填筑料技术领域，尤其涉及一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料及其制备方法。


背景技术：

2.作为隧道工程的主要修建方法，盾构工法被越来越多地应用到我国各个工程领域建设中，泥水平衡盾构法是其中较为成熟的一种。泥水平衡盾构法会产生大量的废弃泥浆（简称为废弃盾构泥浆），其成分以黏土和液体为主，目前处理废弃盾构泥浆的方法主要有自然沉降、罐装车外运或压滤机压滤后弃置、填埋等。但是上述方法均存在处理效果差、周期长、成本高的问题，如果处理不当，还会造成环境污染、破坏水质等环保问题。
3.目前大量的路基工程施工都是采用砂夹石、级配碎石和水泥级配碎石水稳层，砂夹石及级配碎石的使用量巨大且要求高，而利用矿山资源开山、开矿进行级配碎石和机制砂生产的矿山资源越来越少和和越来越高的环保要求都造成了碎石资源的持续紧张和价格的快速上涨，使路基工程成本大幅提高的同时还不时出现无法连续保障供应的状况。为了节约自然资源、降低成本，在不影响施工质量的前提下找到一种路基施工的替代材料成为了必然的选择。


技术实现要素：

4.针对现有技术方案中废弃盾构泥浆的处理方法效果差、周期长，而路基填筑料资源减少、成本高的问题，本发明提供了一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料及其制备方法。
5.本发明提供如下的技术方案：一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料，按重量份计，所述路基填筑料包括40~60份废弃盾构泥浆、10~30份水和20~30份胶凝材料；所述胶凝材料包括5~10份磷石膏、20~40份粉煤灰、20~40份矿渣粉和10~20份水泥。
6.优选地，所述废弃盾构泥浆的粒径≤3 cm。
7.一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料的制备方法，包括以下步骤：s1，将废弃盾构泥浆过筛；备料；s2，按照配比将磷石膏、粉煤灰、矿渣粉、水泥以及水加入搅拌机中搅拌均匀，得到胶凝浆液；s3，按照配比将相应重量份的废弃盾构泥浆加入搅拌机中和胶凝浆液一起搅拌均匀，得到塑性的路基填筑料。
8.优选地，在s1中，将废弃盾构泥浆中的粒度大于3 cm的颗粒筛除。
9.优选地，在s2中，搅拌转数为40~60 r/min，搅拌时间为3~10分钟。
10.优选地，在s3中，搅拌转数为40~60 r/min，搅拌时间为3~10分钟。
11.本发明的有益效果是：以废弃盾构泥浆代替砂夹石及级配碎石，并针对废弃盾构泥浆的特性改善了胶凝材料的组成，最终搅拌得到的路基填筑料无侧限抗压强度满足国家
规范中的对于路基填筑料的要求，废弃盾构泥浆可以得到大规模的消纳，环境效益和经济效益突出。
附图说明
12.图1为本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
13.以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
14.实施例1本发明提供了一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料，包括以下组分：废弃盾构泥浆60份、水20份和胶凝材料20份，胶凝材料包括磷石膏5份、粉煤灰40份、矿渣粉40份和水泥15份。以上组分均按重量份数计。
15.该路基填筑料按如图1所示的方法制备：s1，将废弃盾构泥浆依次经过粗筛和振动筛处理，振动筛的筛分粒度为5 cm；按上述配比对筛分处理后的废弃盾构泥浆、胶凝材料和水进行备料。水可以采用自来水、中水、无毒害的河流湖泊水中的一种。
16.s2，将准备好的磷石膏、粉煤灰、矿渣粉、水泥和水加入搅拌机中，搅拌转数为50 r/min，搅拌时间为5 min，搅拌均匀后得到胶凝浆液。
17.s3，将废弃盾构泥浆加入搅拌机中，搅拌转数为55 r/min，搅拌时间为4 min，搅拌完成后，废弃盾构泥浆从流态变为可塑态，得到塑性的路基填筑料。
18.实施例2本发明提供了一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料，包括以下组分：废弃盾构泥浆50份、水15份和胶凝材料35份，胶凝材料包括磷石膏10份、粉煤灰40份、矿渣粉30份和水泥20份。以上组分均按重量份数计。
19.该路基填筑料按以下方法制备：s1，将废弃盾构泥浆依次经过粗筛和振动筛处理，振动筛的筛分粒度为4 cm；按上述配比对筛分处理后的废弃盾构泥浆、胶凝材料和水进行备料。水可以采用自来水、中水、无毒害的河流湖泊水中的一种。
20.s2，将准备好的磷石膏、粉煤灰、矿渣粉、水泥和水加入搅拌机中，搅拌转数为50 r/min，搅拌时间为4 min，搅拌均匀后得到胶凝浆液。
21.s3，将废弃盾构泥浆加入搅拌机中，搅拌转数为55 r/min，搅拌时间为4 min，废弃盾构泥浆从流态变为可塑态，搅拌完成后得到塑性的路基填筑料。
22.实施例3本发明提供了一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料，包括以下组分：废弃盾构泥浆40份、水30份和胶凝材料30份，胶凝材料包括磷石膏10份、粉煤灰30份、矿渣粉40份和水泥20份。以上组分均按重量份数计。
23.该路基填筑料按以下方法制备：
s1，将废弃盾构泥浆依次经过粗筛和振动筛处理，振动筛的筛分粒度为3 cm；按上述配比对筛分处理后的废弃盾构泥浆、胶凝材料和水进行备料。水可以采用自来水、中水、无毒害的河流湖泊水中的一种。
24.s2，将准备好的磷石膏、粉煤灰、矿渣粉、水泥和水加入搅拌机中，搅拌转数为50 r/min，搅拌时间为4 min，搅拌均匀后得到胶凝浆液。
25.s3，将废弃盾构泥浆加入搅拌机中，搅拌转数为55 r/min，搅拌时间为4 min，废弃盾构泥浆从流态变为可塑态，搅拌完成后得到塑性的路基填筑料。
26.实施例4本发明提供了一种采用废弃盾构泥浆料制备的路基填筑料，包括以下组分：废弃盾构泥浆50份、水25份和胶凝材料25份，胶凝材料包括磷石膏10份、粉煤灰40份、矿渣粉40份和水泥10份。以上组分均按重量份数计。
27.该路基填筑料按以下方法制备：s1，将废弃盾构泥浆依次经过粗筛和振动筛处理，振动筛的筛分粒度为5 cm；按上述配比对筛分处理后的废弃盾构泥浆、胶凝材料和水进行备料。水可以采用自来水、中水、无毒害的河流湖泊水中的一种。
28.s2，将准备好的磷石膏、粉煤灰、矿渣粉、水泥和水加入搅拌机中，搅拌转数为50 r/min，搅拌时间为4 min，搅拌均匀后得到胶凝浆液。
29.s3，将废弃盾构泥浆加入搅拌机中，搅拌转数为55 r/min，搅拌时间为4 min，废弃盾构泥浆从流态变为可塑态，搅拌完成后得到塑性的路基填筑料。
30.将实施例1~4制备的路基填筑料按照《公路土工试验规程》进行无侧限抗压强度实验，得到的结果如表一所示。
31.表一：无侧限抗压强度实验结果表通过磷石膏和废弃盾构泥浆的激发反应，提高了水泥和矿渣粉的早期水化环境和水化效果，产生的水化物与废弃盾构泥浆的黏土颗粒产生物理化学反应生成水泥石骨架，会大幅度提高路基填筑料的早期固化强度，再通过粉煤灰的填充改善废弃盾构泥浆料的微观结构环境，提高路基填筑料的后期强度，从而满足路基填筑料的强度要求。由表一可知，实施例1~4抗压强度均满足《公路路面基层施工技术细则》中关于底基层的水泥稳定材料的7d龄期无侧限抗压强度的规定。将废弃盾构泥浆代替砂夹石和级配碎石来制备路基填筑料，可以有效节约自然资源，并将成本降低至级配碎石的40~50%。
32.以上为本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离
本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。