本發(fā)明屬于路面基層鋪設(shè)材料，更具體地，涉及一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料制備方法。

背景技術(shù)：

1、水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖的技術(shù)原理主要是利用水泥的粘結(jié)性和固化性能，將風(fēng)化花崗巖顆粒粘結(jié)成整體，從而提高其抗壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性。在施工過(guò)程中，將適量的水泥與風(fēng)化花崗巖顆?；旌暇鶆?，并加入適量的水進(jìn)行攪拌，然后鋪設(shè)在路基或路面位置上，經(jīng)過(guò)壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)后，即可形成堅(jiān)固的路基或路面結(jié)構(gòu)。

2、風(fēng)化花崗巖是花崗巖經(jīng)過(guò)自然風(fēng)化作用后形成的，其物理和化學(xué)性質(zhì)與原生花崗巖有所不同。風(fēng)化作用可能導(dǎo)致花崗巖的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低，但同時(shí)也可能使其更易于加工和破碎。

3、一方面，風(fēng)化花崗巖的物理和化學(xué)性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了一定變化，其抗壓強(qiáng)度、凍融性能等指標(biāo)可能無(wú)法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其粒度大小對(duì)路基工程的穩(wěn)定性和排水性能有重要影響。如果粒徑過(guò)大或過(guò)小，或者粒度分布不均勻，可能會(huì)影響路基的壓實(shí)度和均勻度，進(jìn)而影響道路的穩(wěn)定性和安全性。另一方面水泥作為粘結(jié)劑，其用量對(duì)水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖的性能有重要影響。過(guò)多的水泥可能導(dǎo)致成本增加和干縮裂縫的產(chǎn)生；過(guò)少的水泥則可能無(wú)法提供足夠的粘結(jié)力和固化性能，且花崗巖與水泥的粘結(jié)程度一般較低，這是因?yàn)榛◢弾r表面存在微小的孔洞和凹陷，這些缺陷難以被水泥充分填補(bǔ)，導(dǎo)致粘合度不夠牢固。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料的制備方法，通過(guò)采用貝雷法原理優(yōu)化粗細(xì)集料的配比設(shè)計(jì)，摻加陰離子乳化瀝青和電石渣，顯著提升了風(fēng)化花崗巖基層材料的粘結(jié)性能和力學(xué)性能。具體而言，陰離子乳化瀝青能夠滲透到花崗巖集料和水泥的微小孔隙中，形成致密的透層膜，增強(qiáng)了基層與面層之間的物理連接，從而提高了粘結(jié)力；電石渣中的氧化鈣與風(fēng)化花崗巖中的二氧化硅和三氧化二鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，填充了花崗巖表面的孔隙，減小了透水性，提高了材料的強(qiáng)度和耐久性。通過(guò)優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì)和摻加外加劑，本技術(shù)不僅提高了風(fēng)化花崗巖基層材料的穩(wěn)定性和抗壓強(qiáng)度，還降低了施工成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，為風(fēng)化花崗巖在路面基層施工中的廣泛應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)保障。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料制備方法，包括如下步驟：

3、s1：對(duì)原材料花崗巖粗集料、風(fēng)化花崗巖細(xì)集料、水泥、陰離子乳化瀝青和電石渣進(jìn)行性質(zhì)檢測(cè)，確保所有原材料的檢測(cè)結(jié)果符合相關(guān)規(guī)范要求；

4、s2：基于貝雷法原理，對(duì)花崗巖粗集料和風(fēng)化花崗巖細(xì)集料進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定各規(guī)格礦料的配合比例；

5、s3：對(duì)電石渣、水泥、級(jí)配碎石混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，測(cè)定不同水泥劑量下的混合料最佳含水率和最大干密度，進(jìn)而確定最佳用水量；

6、s4：通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)定不同水泥劑量下的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，通過(guò)比較強(qiáng)度代表值選擇合適的水泥劑量；

7、s5：按照步驟s2確定的各規(guī)格礦料的配合比例、步驟s3確定的最佳用水量和步驟s4確定的水泥劑量，將粗集料、細(xì)集料、水泥、電石渣和水混合均勻，并摻加陰離子乳化瀝青，獲得水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料；

8、s6：將水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料鋪設(shè)在路基或路面位置上，進(jìn)行壓實(shí)和養(yǎng)護(hù)，確保施工過(guò)程符合相關(guān)規(guī)范要求。

9、進(jìn)一步地，步驟s1中花崗巖粗集料檢測(cè)20mm～30mm、10mm～20mm、5mm～10mm三種規(guī)格的；風(fēng)化花崗巖細(xì)集料檢測(cè)0mm～5mm規(guī)格的。

10、進(jìn)一步地，步驟s1中粗集料和細(xì)集料的檢測(cè)項(xiàng)目包括壓碎值、針片狀顆粒含量、軟石含量、顆粒分析。

11、進(jìn)一步地，步驟s1中水泥的檢測(cè)項(xiàng)目包括凝結(jié)時(shí)間、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度。

12、進(jìn)一步地，步驟s1中陰離子乳化瀝青的檢測(cè)項(xiàng)目包括固含量、破乳速度、儲(chǔ)存穩(wěn)定度。

13、進(jìn)一步地，步驟s1中電石渣的化學(xué)成分通過(guò)化學(xué)分析確定；電石渣中的氧化鈣與風(fēng)化花崗巖中的二氧化硅和三氧化二鋁在水的作用下發(fā)生的水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，通過(guò)公式(1)和式(2)表示：

14、xca(oh)2+sio2+nh2o→xca·sio2(n+1)h2o?(1)

15、xca(oh)2+al2o3+nh2o→xca·al2o3(n+1)h2o?(2)

16、進(jìn)一步地，步驟s2中基于貝雷法原理，對(duì)花崗巖粗集料和風(fēng)化花崗巖細(xì)集料進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定各規(guī)格礦料的配合比例；包括：

17、s21：收集不同規(guī)格的花崗巖粗集料和風(fēng)化花崗巖細(xì)集料的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)包括顆粒分析結(jié)果、壓碎值、針片狀顆粒含量等；

18、s22：參考《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》(jtg/t?f20—2015)中關(guān)于水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層的級(jí)配范圍要求，確定各規(guī)格礦料的粒徑范圍和建議級(jí)配比例；

19、s23：根據(jù)貝雷法原理，初步確定各規(guī)格礦料的配合比例；

20、初步配比考慮以下因素：

21、粗集料的比例應(yīng)足夠形成穩(wěn)定的骨架；

22、細(xì)集料的比例應(yīng)能充分填充粗集料間的空隙；

23、s23：對(duì)初步配比的混合料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，測(cè)定各規(guī)格礦料的通過(guò)百分率；

24、s24：根據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果確定各規(guī)格礦料的配合比例；

25、s26：經(jīng)過(guò)多次調(diào)整和驗(yàn)證，確定各規(guī)格礦料的最終配合比例；確保最終配比的級(jí)配曲線符合設(shè)計(jì)要求。

26、進(jìn)一步地，步驟s3中對(duì)電石渣、水泥、級(jí)配碎石混合料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，測(cè)定不同水泥劑量下的混合料最佳含水率和最大干密度，進(jìn)而確定最佳用水量；包括：

27、s31：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇不同的水泥劑量進(jìn)行試驗(yàn)；

28、s32：按照選定的水泥劑量，將電石渣、水泥和級(jí)配碎石混合均勻，制備成混合料樣品；

29、s33：設(shè)置重型擊實(shí)試驗(yàn)的條件；

30、s34：對(duì)每個(gè)水泥劑量的混合料樣品進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，記錄不同含水率下的擊實(shí)結(jié)果；

31、s35：通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)，確定每個(gè)水泥劑量下混合料的最佳含水率和最大干密度；

32、s36：比較不同水泥劑量下的最佳含水率和最大干密度，選擇滿足設(shè)計(jì)要求的最佳水泥劑量；

33、s37：根據(jù)選定的最佳水泥劑量，確定混合料的最佳用水量。

34、進(jìn)一步地，步驟s4中通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)定不同水泥劑量下的7天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，通過(guò)比較強(qiáng)度代表值選擇合適的水泥劑量；包括

35、s41：根據(jù)試驗(yàn)要求，選擇合適的試件尺寸；

36、s42：按照確定的配合比例，將粗集料、細(xì)集料、水泥、電石渣和水混合均勻；將混合料放入試模中，使用靜力壓實(shí)法或錘擊法制備試件，確保試件的高度和質(zhì)量損失滿足規(guī)范要求；將制備好的試件脫模，確保試件完整無(wú)損；

37、s43：將試件放置在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中，養(yǎng)護(hù)條件為溫度20℃，濕度≥95％；養(yǎng)護(hù)7天，確保試件達(dá)到足夠的強(qiáng)度；

38、s44：將養(yǎng)護(hù)7天后的試件取出，確保試件表面清潔、無(wú)損傷；將試件放置在壓力機(jī)下，調(diào)整夾緊裝置使其與試件表面平行；逐漸施加壓力，使試件承受垂直向下的壓力，記錄試件破壞時(shí)的最大承載力；

39、s45：根據(jù)試件的最大承載力和試件的截面積，計(jì)算出試件的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度；

40、s46：比較不同水泥劑量下的強(qiáng)度代表值，分析不同水泥劑量下的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，確定強(qiáng)度代表值滿足設(shè)計(jì)要求的最佳水泥劑量。

41、本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種所述的水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料在路面基層施工中的應(yīng)用。

42、總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

43、(1)本發(fā)明的一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料制備方法，采用貝雷法原理優(yōu)化粗細(xì)集料的配比設(shè)計(jì)，使粗集料形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，細(xì)集料充分填充空隙，優(yōu)化嵌擠效果，從而提高材料的密實(shí)度和抗壓強(qiáng)度。同時(shí)，摻加陰離子乳化瀝青和電石渣，顯著增強(qiáng)了花崗巖集料、風(fēng)化花崗巖集料與水泥的粘附性能，提高了基層材料的整體穩(wěn)定性和耐久性。陰離子乳化瀝青能夠滲透到集料和水泥的微小孔隙中，形成致密的透層膜，增強(qiáng)基層與面層之間的物理連接，提高粘結(jié)力。電石渣中的氧化鈣與風(fēng)化花崗巖中的二氧化硅和三氧化二鋁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，填充花崗巖表面的孔隙，減小透水性，進(jìn)一步提高材料的強(qiáng)度和耐久性。

44、(2)本發(fā)明的一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料制備方法，利用風(fēng)化花崗巖作為主要原材料，減少了對(duì)原生材料的依賴，降低了原材料成本。同時(shí)，電石渣作為一種工業(yè)廢渣，其利用不僅減少了廢渣的排放，還降低了施工成本。此外，通過(guò)優(yōu)化級(jí)配設(shè)計(jì)和施工工藝，提高了材料的使用效率，進(jìn)一步降低了工程成本。

45、(3)本發(fā)明的一種水泥穩(wěn)定風(fēng)化花崗巖路面基層材料制備方法，通過(guò)科學(xué)利用風(fēng)化花崗巖和電石渣等材料，減少了對(duì)自然資源的開(kāi)采，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。電石渣的利用符合可持續(xù)發(fā)展理念，減少了工業(yè)廢渣對(duì)環(huán)境的污染。此外，陰離子乳化瀝青的生產(chǎn)和使用過(guò)程中無(wú)需高溫加熱，減少了能源消耗和有害物質(zhì)的排放，具有良好的環(huán)保性能。