水泥稳定炉渣碎石基层路用性能

为研究生活垃圾焚烧炉渣集料对水泥稳定碎石基层路用性能的影响规律,将0~9.5mm炉渣集料按照不同比例替代天然石料制备了水泥稳定炉渣碎石混合料,并测试了混合料的击实特性和无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、收缩特性及抗冻性.结果表明：炉渣集料掺量越高,混合料最佳含水率越大且最大干密度越小;水泥稳定炉渣碎石的抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗冻性均低于水泥稳定碎石;炉渣集料增加了试件的长期干缩变形,但降低了试件对失水率的敏感性,炉渣集料掺量不超过30%将减小试件温缩变形及对温度的敏感性.综合考虑,炉渣集料替代水泥稳定碎石中天然石料的质量分数宜在20%~30%.

水泥稳定炉渣碎石的强度性能

以生活垃圾焚烧炉渣集料替代部分天然集料制备水泥稳定炉渣碎石试件，然后通过无侧限抗压强度试验和劈裂试验测试试件的强度性能，分析了炉渣集料熟化时间及粒径、混合料养生龄期和养生温度、水泥用量对水泥稳定炉渣碎石强度性能的影响，并比较了水泥稳定炉渣碎石强度性能与水泥稳定碎石的差异.结果表明：炉渣集料压碎值随其熟化时间的延长而降低，水泥稳定炉渣碎石7d无侧限抗压强度随炉渣集料熟化时间的延长而提高；掺熟化30d炉渣集料（0-9.5mm）的水泥稳定炉渣碎石7d无侧限抗压强度达到4.0MPa；炉渣集料粒径越大，水泥稳定炉渣碎石7d无侧限抗压强度越低；水泥稳定炉渣碎石养生龄期越长、水泥用量越大、养生温度越高，其无侧限抗压强度和劈裂强度越高.

水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性

为了研究水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性,采用旋转压实和静压成型方法分别制备炉渣掺量为0%,10%,20%,30%(质量分数)的水泥稳定炉渣碎石混合料试件,通过劈裂疲劳试验、三分点弯曲疲劳试验测试其疲劳寿命并建立疲劳寿命回归公式,分析了炉渣集料掺量、试件成型方法、疲劳试验方法对水泥稳定炉渣碎石混合料疲劳性能的影响。结果表明,由于炉渣集料物质组成不均一,水泥砂浆对玻璃、陶瓷的裹覆程度较差,熔渣颗粒存在较多孔隙,内部容易形成较多微裂缝,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳寿命低于水泥稳定碎石混合料,同时随着炉渣集料掺量的提高,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳性能逐渐降低,对应力比的敏感性也逐渐降低;与静压成型相比,采用旋转压实成型混合料的疲劳寿命较高,对应力比的敏感性更小,旋转压实可减少混合料成型过程中的级配衰减现象,更能反映混合料的真实疲劳特性;当炉渣集料掺量为30%时,在疲劳寿命和对应力比敏感性两个方面,采用旋转压实成型试件的劈裂疲劳试验均与三分点弯曲疲劳试验更为接近,根据水泥稳定炉渣碎石混合料试件中集料颗粒分布与现场压实情况的一致性,水泥稳定炉渣碎石混合料基层施工推荐采用旋转压实成型试件。

生活垃圾焚烧炉渣集料基本性质及其对水泥稳定碎石性能影响的研究

生活垃圾焚烧炉渣集料(炉渣集料)具有连续的级配分布、一定的强度性能和潜在的水硬性能,可替代天然集料应用在水泥稳定碎石中。但炉渣集料基本性能对水泥稳定碎石的强度性能的影响尚不明晰。首先,对不同产地炉渣集料的基本性能进行研究;其次,以炉渣集料替代一定比例、同粒径的天然集料,进行水泥稳定炉渣碎石的配合比设计,基于无侧限抗压强度试验确定不同掺量炉渣集料的水泥稳定炉渣碎石的强度性能;最后,基于相关性分析,确定炉渣集料基本性能对水泥稳定炉渣碎石击实特性和强度性能的影响。试验结果表明:水泥稳定炉渣碎石的最佳含水率随炉渣集料掺量增加而增大、最大干密度随炉渣集料掺量增加而减小;随着炉渣集料掺量增加,水泥稳定炉渣碎石的强度逐渐降低,且水泥稳定干法炉渣碎石的强度高于水泥稳定湿法炉渣碎石强度。水泥稳定炉渣碎石的最佳含水率与炉渣集料的吸水率相关性较高;水泥稳定炉渣碎石的无侧限抗压强度与炉渣集料的密度、吸水率和烧失量呈正相关、与炉渣集料的压碎值呈负相关。

水泥稳定炉渣基层的组成及路用性能的研究

交通运输部《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20-2019)中明确指出,炉渣、煤矸石、钢渣等可作为路面基层的集料,但并没有提出相应的技术要求。本文结合山西省潞安煤基清洁能源有限公司所生产的炉渣在屯留城区-老爷山-屯绛水库旅游公路中的应用,从组成性能及路用性能两方面进行简要分析。

水泥粉煤灰稳定玻化炉渣力学性能及应用研究

为将煤气化玻化炉渣用于路面基层,以水泥(粉煤灰)为结合料,炉渣为集料配制了水泥稳定玻化炉渣,研究了水泥、粉煤灰掺量对水泥稳定炉渣抗压强度的影响,对比了水泥稳定玻化炉渣、水泥粉煤灰稳定玻化炉渣、水泥稳定机制砂不同龄期抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量,利用SEM分析了水泥(粉煤灰)稳定玻化炉渣的界面形貌。结果表明,水泥稳定玻化炉渣的粘结性差、强度低,且长期抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均远低于水泥稳定机制砂;水泥粉煤灰稳定玻化炉渣界面致密,各项力学性能均高于水泥稳定机制砂,粉煤灰适宜掺量为11%。工程应用表明,水泥粉煤灰稳定玻化炉渣施工简便、路用性能好,可用于铺筑路面基层。

垃圾焚烧炉渣在道路基层中的应用实验及数值分析

城市固体垃圾焚烧炉渣作为一种废弃物,具有广阔的资源化利用前景。为研究生活垃圾焚烧炉渣替代部分级配碎石在道路基层中应用的可行性,以焚烧炉渣和石灰岩级配碎石为原料,测试其基本性能。制备不同配合比的水泥稳定炉渣碎石试样,并进行无侧限抗压实验;采用MIDAS/GTS(geo-technical analysis system)对水泥稳定炉渣碎石作为道路基层进行数值模拟,探究在不同工况下路面结构的变形。结果表明:焚烧炉渣吸水率较高而密度较低,压碎值介于30%~45%,大于碎石20%的压碎指标但与海砂相似;且承受结晶压的坚固性良好;水泥稳定炉渣碎石的强度与刚度随着养生龄期的增长而增长,在相同的炉渣与水泥掺量下,原状炉渣试样强度和刚度明显低于同龄期破碎炉渣试样。数值模拟方面,在路面中心处受到轴载时,路面沉降随距路面中心线距离的增大而减小;在承载力满足要求的情况下,道路基层模量不是影响路面沉降的主要因素;增加水泥稳定炉渣碎石基层厚度则可以明显减小路面中心处沉降。