2.3 工业废渣路基建造技术

图1 疏浚淤泥
3 配合比设计
（1）配比原则 固化疏浚淤泥配合比是指其中的高炉矿渣、电石渣、磷石膏、碱渣各复合固化剂组分和脱水疏浚淤泥
所占的质量比例，须根据路基设计强度等要求进行选择。如图2所示，依据公路与城市道路路基设计要求， 总结室内试验和现场测试成果，确定固化疏浚淤泥的设计指标、标准以及最佳配合比。
表5 碾压施工压实度检测结果
（4）固化土路基养护 ①每一个作业段碾压完成并按要求检验合格后，及时养护；整个养护期间应保持潮湿状态，可用稻草
或塑料薄膜覆盖养护，养护期内注意补充洒水。 ②封闭道路，用洒水车洒水养护时，每天洒水次数视环境温度而定（环境温度＞20°C，洒水次数≥2次/
天）。 ③一般情况下，养护时间不宜少于7d。
图2 疏浚淤泥配合比设计流程
（2）配合比设计流程 ①固化剂配制。根据高炉矿渣、电石渣、磷石膏、碱渣复合固化剂配合比，首先将碱渣、电石渣与矿 渣微粉进行混磨，然后再加入磷石膏进行机械混合，即得到工业废渣复合固化剂。需要注意的是，配 合比试验时固化剂各组分混合后掺入脱水淤泥质土中，在实际施工过程中由于拌合量大，需要考虑水 化物生成顺序对固化土强度的影响来设计掺入顺序。 根据磷石膏和碱渣的各自特点(磷石膏对矿渣具有硫铝酸盐激发作用，电石渣、碱渣对矿渣具有碱激 发作用)，对二者进行复合使用，得到以高炉矿渣、电石渣、磷石膏、碱渣为原材料的新型固化剂。 ②工业废渣复合固化剂用量＝高炉矿渣、电石渣、磷石膏、碱渣质量/固化疏浚淤泥质量。工业废渣 复合固化疏浚淤泥试验参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）执行，击实 试验确定最大干密度和最佳含水率。 ③最佳含水量和最大干密度测试。 根据淤泥固化土强度设计要求，初选脱水疏浚淤泥与工业废渣复合固化剂掺入比（高炉矿渣、电石渣、 磷石膏、碱渣掺量为9%±1%、7%±1%、8%±1%、4%±1%）；考虑经济性，推荐碱渣固化剂掺量变化范 围0％～6%。依据不同配合比制作室内测试试样，通过击实试验确定不同配比条件下淤泥固化土的最 佳含水率和最大干密度。 ④无侧限抗压强度测试。 制作室内测试试件，在20±2℃温度下保湿养生，测试7d和28d无侧限抗压强度。 ⑤加州承载比试验 按照规范要求进行试件试验，测试其CBR值，确定最佳工业废渣复合固化剂配合比，剂量允许误差 +0.5%～+1.0%。
表3 道路沿线地质水文情况
图4 淤泥固化土路基分层填筑施工流程 （2）淤泥固化土配合比设计 初定固化剂各组分的掺量，参照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009），依据不同配 合比制作室内测试试样，击实试验测定不同配比条件下淤泥固化土的最佳含水率、最大干密度。最终通过 无侧限抗压强度试验、加州承载比试验，确定固化疏浚淤泥的设计指标、标准以及最佳配合比。
表1 固化剂用量-最大干密度-无侧限抗压强度 表2 工业废渣淤泥固化图CBR试验结果
4 施工工艺
（1）工程概况 以江苏如皋某疏港公路工程为例说明。该公路设计等级为一级公路，线路全长10km，双向四车道，路
面宽16m，路基底面宽25m，设计时速100km/h，沿线周边局部路段为软土地基，存在较多鱼塘、沟渠，清 淤过程中堆积大量疏浚淤泥，因此采用工业废渣复合固化淤泥作为路基填筑材料。表3为工程地质水文情况。 工程的结构设计方案如图3。工业废渣复合固化疏浚淤泥及路基分层填筑技术主要流程如图4所示。
2 原材料
（1）复合固化剂 工业废渣复合固化剂组分由：高炉矿渣、电石渣、磷石膏、碱渣组成。
（2）脱水疏浚淤泥 经过脱水处理后的疏浚淤泥，其含水率得到降低，淤泥体积得到减小，便于运输、固化处理。采用快
速泥水分离技术，可获得脱水淤泥质土（含水量降至70%以内），进行工业废渣复合固化。 （3）水
淤泥固化土拌和需要依照配合比试验确定最佳含水率，适当掺入水，调节其含水率；路基养护过程中 需要定期洒水，提高路基强度，满足使用需求。
（3）分层碾压施工工艺 ① 摊铺、整平 路基分层碾压应确保各层位压实度满足《公路路基设计规范》（JTG D30－2015）、《公路路基施工技
术规范》（JTJF10-2006）对压实度的要求，具体要求如表4所示。 表4 工业废渣复合固化剂固化疏浚淤泥土路基质量检验标准
对于路床部分分层填筑时摊铺厚度取用40cm，路堤部分可选择30cm或50cm，考虑到施工进度，路堤部 分分层摊铺厚度可采用50cm。具体为：路堤底层分层摊铺厚度为50cm，分层摊铺碾压，靠近路堤顶面 时，摊铺厚度由厚变薄，逐渐过渡为40cm，直至碾压后高程达到路床底面；路床底面分层摊铺厚度为 40cm，分层摊铺碾压，靠近路床顶面设计高程时，摊铺厚度由厚变薄，摊铺厚度逐渐过渡为30cm，直 至碾压后高程达到路床顶面。 采用自卸汽车将拌和物运至施工现场。碾压采用YZ14JC型单钢轮振动压路机,按照分层平铺的方法填 筑路基。拉出钢丝基准线用于控制标高，按照每层松铺厚度用推土机将拌和物摊平至设计标高。摊铺 过程中，注意跟踪测量标高，并始终按照标高摊平。采用平地机初平，使各处拌和物填料厚度均匀。 摊铺过程中控制拌和物从原材料拌和到摊铺完毕所需时间≤3小时。 ②碾压 采用振动压路机碾压施工，碾压顺序为静压，振动碾压，静压整平，由两边至中间，从慢到快。根据 《公路路基施工技术规范》，根据不同深度路基压实度标准，施工中适当调整不同深度处路基碾压次 数，直至不同深度处路基压实度满足规范要求。 下路堤：下路堤压实度标准为K≥93%。采用YZ14JC型单钢轮振动压路机，松辅厚度为50cm，静压1遍、 强振2遍、弱振2遍、整平静压1遍，压实度可达到93%以上。对于是否需要设置台阶开挖以及作业段施 工时路基搭接长度要求按照相关规范执行。 上路堤：与下路堤施工一般要求相同。上路堤压实度标准为K≥94%。采用YZ14JC型单钢轮振动压路机， 松辅厚度为50cm，静压1遍、强振2遍、弱振2遍，整平静压1遍，压实度K＞94%。 路床：路床压实度标准为K≥96%。由于路基中路床距离路面最近，且承受较大的车辆荷载附加应力， 因此路床施工时每层松铺厚度40cm。填筑路床顶部最后一层时，压实厚度≥30cm。采用YZ14JC型单钢 轮振动压路机，松辅厚度为40cm，静压1遍，强振2遍，弱振2遍，整平静压1遍，压实度K可≥96%。
2.3 工业废渣复合固化疏 浚淤泥路基建造技术
1 工程背景 疏浚淤泥是一种高含水率并含有污染物的固体废弃物，大多于长三角、珠三角、“三湖三河” 地区和许多的港口航道周边地区产生。例如云南昆明滇池大规模疏浚工作，至今已从滇池及 周边河流中疏浚出1.0×107m3的淤泥，但这仅占湖区淤泥预计总量的十分之一左右，预计还 有8×107至1.2 × 109m3的淤泥待疏浚。每年长江口深水航道的维护工程就会清理出2000万 m3疏浚淤泥。湖北省内的东湖、沙湖、长江航道等处也先后开展了疏浚淤泥的施工，产生了 大量的疏浚淤泥。疏浚淤泥的传统处置方法为堆填（内陆地区）或抛弃（海洋），部分疏浚 淤泥中存在重金属含量超标、有机质较多的特点，由于抛泥量大，海洋无法完全消纳分解污 染物，破坏海洋环境；而内陆地区通常设置堆场进行堆放。例如无锡市自2002 年开始，已经 对超过 1 000 万m3的底泥进行了清淤，设置的堆场有雪浪堆场、渔港堆场、孔湾堆场、白旄 湾堆场、周铁堆场等。在南水北调东线的建设中，第一期工程产生的疏浚淤泥及弃土占地征 地费占该期工程总费用的 60%。如果待自然蒸发和固结沉降完成后再利用，需要经过数年时 间才能完成，处理不当还会造成二次污染。随着城镇化进程的快速推进，交通基础设施的建 设对路基填土、砂石等天然材料的需求日益强烈，通过耕地开挖、江河采砂、山区采石获取 筑路材料会破坏生态环境，消耗自然资源。结合疏浚淤泥的处理，若将疏浚淤泥通过资源化 再生利用，作为道路的建筑材料，不但减少土地占用，保护环境，而且降低道路的造价，可 取得较好的经济效益。 工业废渣复合固化疏浚淤泥固化原理主要有以下两点：（1）絮状水化硅酸钙(CSH)吸附在淤 泥颗粒表面，将各淤泥颗粒胶凝连接在一起形成稳固整体，提高土体整体强度；（2）固化剂 与淤泥发生水化反应所生成的膨胀性水化物（水化硫铝酸钙）体积更大，膨胀挤压土团粒， 可减少淤泥固化土内部孔隙，使土体变NKS
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