复合固化剂对粉煤灰-煤矸石混合料路用性能影响研究

摘要

为更好地实现煤矸石固体废弃物在高等级道路工程中的应用，对粉煤灰-煤矸石混合料的路用性能进行了研究。首先，开展了粉煤灰掺量对粉煤灰-煤矸石混合料力学性能影响的试验，根据7 d无侧限抗压强度、抗压回弹模量结果，优选最佳粉煤灰掺量；其次，对优选结果的混合料采用复合固化剂处理，进行无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验、直剪试验、承载比试验，并进行了扫描电镜分析，研究复合固化剂对粉煤灰-煤矸石混合料路用性能指标的影响，揭示混合料强度形成机理。结果表明：掺入粉煤灰可改良煤矸石颗粒级配，混合料7 d无侧限抗压强度、抗压回弹模量随粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小趋势，掺量(质量分数，下同)为25%时无侧限抗压强度达到最大，为0.436 MPa;粉煤灰-煤矸石混合料无侧限抗压强度、抗压回弹模量、黏聚力、内摩擦角、承载比均随复合固化剂(以下简称固化剂)掺量的增加呈增大趋势，增长幅度呈减小趋势，固化剂掺量大于0.4%后增幅出现明显减小，推荐固化剂最佳掺量为0.4%;未掺固化剂的混合料随养护时间的增加路用性能指标基本无变化，掺入固化剂后增加混合料养护时间，其路用性能指标明显提高，抗压回弹模量满足极重等级交通荷载要求；固化剂与粉煤灰-煤矸石混合料作用后可产生钙矾石晶体和硅酸凝胶，两者协同作用提高了粉煤灰-煤矸石混合料的力学及路用性能。研究结果可为煤矸石填筑路基的合理化应用提供理论支持。

关键词

路基工程 / 粉煤灰-煤矸石混合料 / 颗粒级配 / 复合固化剂 / 路用性能 / 微观形貌