本發(fā)明涉及道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種路面基層的設(shè)計(jì)及其施工方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)道路基層材料包括水泥穩(wěn)定土、石灰穩(wěn)定土和二灰穩(wěn)定碎石。水泥穩(wěn)定碎石是以級配碎石作骨料，采用一定數(shù)量的膠凝材料和足夠的灰漿體積填充骨料的空隙，按嵌擠原理攤鋪壓實(shí)，具有較高的強(qiáng)度，抗?jié)B度和抗凍性，但易發(fā)生收縮裂隙，抗裂性差。石灰穩(wěn)定土將消石灰粉或生石灰粉摻入各種粉碎或原來松散的土中，經(jīng)拌合、壓實(shí)及養(yǎng)護(hù)后得到的混合料，稱為石灰穩(wěn)定土，具有一定的強(qiáng)度，但耐水性較弱。二灰穩(wěn)定碎石是通過無機(jī)結(jié)合料石灰、粉煤灰和級配碎石加一定的水分拌合，碾壓、養(yǎng)生后而產(chǎn)生強(qiáng)度的一種半剛性結(jié)構(gòu)，但易受溫度和濕度影響而開裂。

磷石膏是化工廠用磷石灰與硫酸作用，濕法生產(chǎn)磷酸時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品，制取1噸磷酸產(chǎn)生約5噸磷石膏。磷石膏是一種粉狀材料，幾乎沒有可塑性，并殘存有磷酸、硫酸和氫氟酸，偏酸性。我國的磷石膏年產(chǎn)生800余萬噸，到2011年底，中國已累計(jì)堆積了超過3億噸磷石膏。 而中國磷石膏的有效利用率不足10％，距國家“十一五”規(guī)劃工業(yè)固體廢物綜合利用率達(dá)到60％的目標(biāo)尚有較大差距。磷石膏具有微膨脹性、可起到緩凝效果，同時(shí)可以代替基層中的部分碎石（粒徑0~4.75mm），對基層開裂有一定的抑制作用，可以用于解決傳統(tǒng)道路基層抗裂性差的難題，并可同時(shí)解決缺乏填土路段的基層施工問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種磷石膏改良路面基層的設(shè)計(jì)施工方法，用于解決傳統(tǒng)道路基層抗裂性差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：磷石膏改良路面基層的設(shè)計(jì)施工方法，包括以下步驟：

（1）磷石膏混合料處理：以質(zhì)量百分比計(jì)，稱取30%—40%的磷石膏、70%—60%的級配碎石，混合攪拌均勻，得到混合料，其中級配碎石包括三種粒徑的碎石，分別為1#碎石，粒徑為大于19mm至小于等于31.5mm；2#碎石，粒徑為大于9.5mm至小于等于19mm；3#碎石，粒徑為大于4.75mm至小于等于9.5mm，按質(zhì)量百分比，1#碎石：2#碎石：3#碎石為7:7:6；

（2）磷石膏混合料固化處理：稱取磷石膏混合料質(zhì)量的5%—7%的普通硅酸鹽水泥，混合攪拌均勻，得到固化料，其中普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度選擇32.5MPa；

（3）磷石膏固化料摻水配比：采用振動(dòng)成型方法，將固化料摻水配成不同含水量試樣，在同一擊實(shí)功條件下獲得固化料的最大干密度與最佳含水率，固化料含水率、固化料最佳含水率均定義為固化料中水的質(zhì)量與固化料的干燥質(zhì)量之比；

（4）磷石膏固化料改良抗裂處理：以質(zhì)量百分比計(jì)，按固化料中磷石膏的3%稱取改良劑，按固化料中磷石膏的0.5%-3%稱取聚丙烯腈纖維，將改良劑、聚丙烯腈纖維與固化料混合攪拌均勻，得到混合填料，其中改良劑包括聚乙烯醇、陽離子聚丙烯酰胺和聚氨酯，聚乙烯醇要求為固體粉末，粘度不小于20，PH值不小于7；陽離子聚丙烯酰胺要求為固體粉末，陽離子度要求不小于30%，分子量不大于300萬，按質(zhì)量百分比，聚乙烯醇：陽離子聚丙烯酰胺：聚氨酯為1:1:1；聚丙烯腈纖維長度為3-9cm，抗拉強(qiáng)度≥1100MPa；

（5）將混合填料按照測試得到的最佳含水率的數(shù)值摻配水，使混合填料中的固化料達(dá)到最佳含水率狀態(tài)，得到基層填料；磷石膏混合料、固化料、混合填料、基層填料的拌合采用廠拌的方式，采用水泥穩(wěn)定土拌合站料倉與強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌合；

（6）將基層填料運(yùn)至施工現(xiàn)場，具體施工方法如下：

① 路床填筑或開挖完成后，對路床表面壓實(shí)整平，并通過路床質(zhì)量驗(yàn)收；

② 將基層填料松鋪至路床表面，采用18-21噸振動(dòng)壓路機(jī)靜壓2遍，振動(dòng)碾壓4遍，再靜壓2遍；

③ 測試現(xiàn)場基層壓實(shí)度≥97%，底基層壓實(shí)度≥95%，即滿足基層施工要求，完成磷石膏改良路面基層的設(shè)計(jì)施工。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：

該設(shè)計(jì)施工方法簡單，可以滿足道路基層強(qiáng)度與回彈模量要求，并可在缺乏填土地區(qū)與磷石膏固體廢棄物產(chǎn)量較高地區(qū)廣泛應(yīng)用，可以減少磷石膏對耕地的占用，降低磷石膏對環(huán)境的破壞，變廢為寶。同時(shí)磷石膏通過固化、改良處理，可以提高道路基層的抗裂性，解決傳統(tǒng)道路基層設(shè)計(jì)施工后易開裂的問題，提高路面使用壽命。

本發(fā)明適用范圍：

適用于道路工程中路面基層填筑，尤其適用于缺乏填土路段及盛產(chǎn)磷石膏的地區(qū)。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例：磷石膏改良路面基層的設(shè)計(jì)施工方法，包括以下步驟：

（1）磷石膏混合料處理：以質(zhì)量百分比計(jì)，稱取磷石膏40噸放入水泥穩(wěn)定土拌合站的一個(gè)料倉中，稱取級配碎石中的1#碎石21噸、2#碎石21噸、3#碎石18噸，放入該拌合站的另一個(gè)料倉中，將兩個(gè)料倉中的物料加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，混合攪拌均勻，得到混合料100噸；

（2）磷石膏混合料固化處理：以質(zhì)量百分比計(jì)，普通硅酸鹽水泥按7%計(jì)算，稱取普通硅酸鹽水泥7噸，加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，混合攪拌均勻，得到固化料107噸；

（3）磷石膏固化料摻水配比：取固化料，采用振動(dòng)成型方法，將固化料摻水配成不同含水量試樣，在同一擊實(shí)功條件下獲得固化料的最大干密度與最佳含水率；

（4）磷石膏固化料改良抗裂處理：以質(zhì)量百分比計(jì)，按磷石膏質(zhì)量稱取改良劑1.2噸，聚丙烯腈0.4噸，加入到強(qiáng)制式攪拌機(jī)中，混合攪拌均勻，得到混合填料108.6噸；

（5）將混合填料按照最佳含水率的數(shù)值摻配水，使混合填料中的固化料達(dá)到最佳含水率狀態(tài)，得到基層填料；

（6）將基層填料運(yùn)至施工現(xiàn)場，具體施工方法如下：

① 路床填筑或開挖完成后，對路床表面壓實(shí)整平，并通過路床質(zhì)量驗(yàn)收；

② 將基層填料松鋪至路床表面，采用1噸振動(dòng)壓路機(jī)靜壓2遍，振動(dòng)碾壓4遍，再靜壓2遍；

③ 測試現(xiàn)場基層壓實(shí)度為97%，底基層壓實(shí)度為95%，即滿足基層施工要求，完成磷石膏改良路面基層的設(shè)計(jì)施工。