[发明专利]一种道路及其水稳层和制备工艺

说明书

本发明公开了一种道路及其水稳层和制备工艺，属于磷石膏固废物再生利用技术领域。本发明的道路水稳层，为由水稳混合料经固化成型而成的固化土结构层，所述水稳混合料包含有改性磷石膏、活性组分、松土和水，其中改性磷石膏为将磷石膏与改性剂经高温煅烧而成，所述改性剂包括以下重量百分比的组分：CaO 88‑94％、SiO₂4‑9％、Al₂O₃1.5‑3％。本发明将磷石膏基胶凝材料用于临时道路及道路的水稳层，从而可以替代大量的石灰、水泥、粉煤灰等传统筑路材料，并有效提高二灰土基层的强度，特别是早期强度，增强结构的整体性，降低基层材料的收缩，提高抗裂性能。

技术领域

本发明属于磷石膏固废物再生利用技术领域，更具体地说，涉及一种道路及其水稳层和制备工艺。

背景技术

随着经济社会的快速发展，我国公路基础设施建设已经进入了一个全新的发展时期。对于公路建设领域来说，各种石材是建设高等级公路路面基层的主要原料，国家每年扩建的公路里程逐年增加，随着这些大型工程的启动，材料短缺问题日益突出，其中以优质石材短缺最为突出。一方面大量的石料开采会对山区的生态环境造成破坏，另一方面长距离的原材料的运输也会使工程成本大大增大。所以如何最大限度的利用工程当地的原材料，使之达到技术要求，成为摆在当前公路建设者面前的一个亟待解决的问题。

土壤固化胶凝材料是一种由多种无机、有机材料合成的用以固化各类土壤的新型节能环保工程材料，对于需加固的土壤，根据土壤的物理和化学性质，只需掺入一定量的固化剂，经拌匀、压实处理，即可达到需要的性能指标。土壤固化剂主要有液体和粉体土壤固化剂两类，粉体固体剂的主要化学成分为氧化钙、三氧化二铝、氧化硅等活性物质。在与土拌和后在精料的催化下发生离子交换促使土颗粒凝聚，同时固化剂中胶凝材料通过水化反应，使土壤凝结硬化，并在较短时间内有较高的工作强度。由于它比传统的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和经济、环境效益，还能解决水泥、石灰、粉煤灰等胶凝材料在土壤加固时难以解决的一些特殊问题，具有独特的土壤固化效果和广泛的实用性，已经被广泛应用于公路的基层及底基层、水利护坡等工程建设当中。

磷石膏是湿法生产磷酸工艺中所产生的工业固体废弃物，全球磷石膏的堆存量和产排量巨大，但利用率却很低，磷石膏的大量堆存既占用土地，也加重了堆存地周围的环境负荷，其中少量的磷、氟及游离酸等有害物质会造成水体的二次污染，导致磷石膏治理的难度不断增大。合理资源化利用磷石膏具有重大战略意义，将磷石膏用于制备胶凝材料、土壤固化剂及磷石膏免烧砖具有可行性和可操作性，为资源的二次开发、生产高附加值产品提供了有效途径。

经检索，专利公开号为CN 102531509 A，公开日为2014年6月18日，该发明公开了一种磷石膏基复合胶凝材料及其促凝剂，由干基磷石膏、高炉矿渣粉、硅酸盐水泥、石灰石粉和生石灰构成的复合胶凝材料及促凝剂按比例混合、经粉磨而得到的混合物，磷石膏、高炉矿渣粉、硅酸盐水泥、石灰石粉和生石灰的重量比为34～48∶35～42∶4～10∶6～16∶2～6；促凝剂为高铝水泥或偏铝酸钠，高铝水泥或偏铝酸钠的加入量为上述复合胶凝材料重量的1％～4％或0.5％～4％。

专利公开号为CN 105060749 A，公开日为2017年11月7日，名称为用隧道窑装备处理磷石膏制特种硬石膏胶凝材料的方法，包括以下步骤：(1)配料和均化：按重量份，将48～75份磷石膏、8～25份石煤和15～50份废石渣进行配料，粉磨制成粉料，加入8～18份水，经混合均化为塑性物料；(2)成型：将塑性物料成型为成型物料；(3)隧道窑煅烧：送入隧道窑内，在980～1300℃下，煅烧20～60min，淬冷，即得特种硬石膏熟渣；(4)特种硬石膏胶凝材料的制备：粉磨，即得特种硬石膏胶凝材料，其中，所述废石渣部分或全部用电石渣、废弃混凝土、大理石加工泥屑、石灰渣或石灰石中的一种或几种替代。