石棉尾矿在公路底层铺筑中的使用

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2、、引言　　雅泸高速公路是国家高速公路网首都放射线北京—昆明公路的重要路段，也是交通运输部规划建设的8条西部大通道之一，交通运输部全国科技示范路。该高速公路经过四川省石棉地区，当地筑路材料严重缺乏。创建于20世纪30年代的石棉县宋家坪石棉矿，每生产1t石棉产生约12m3石棉尾矿，目前在矿区斜坡上堆积的石棉尾矿已超过6×106m3，若能将废弃石棉尾矿料用作高速公路(底)基层，不仅可以解决尾矿堆积斜坡稳定、雨水冲刷等问题，而且还可以为治理尾矿污染节省大笔费用，合理利用土地对矿区生态恢复也有积极作用，有利于可持续发展。国内外学者在石棉尾矿用于制

3、备砖瓦、陶瓷等方面进行了大量研究，但将大量石棉尾矿应用于公路工程方面的研究还较少。本文对石棉尾矿在(底)基层中应用进行了系统的试验研究。　　1、石棉尾矿材料　　1．1物理力学性能指标　　石棉尾矿是在石棉矿采选中产生的矿物残渣，从外表上看，石棉尾矿呈致密块状、层状或纤维状集合体，外观颜色呈灰绿色，蛇纹石化橄榄岩，质地坚硬，还含有少量滑石、白云石和方解石。蛇纹石主要由含镁约25%的超基性镁硅酸盐组成，密度2．5～2．8g/cm3，莫氏硬度4．0，有脂滑感。蛇纹石变质成纤维状者称温石棉，又称蛇纹石石棉。　　为了解石棉尾矿的表面特性，进行了扫描

4、电子显微镜(SEM，scanningelectron[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料microscope)分析，结果见图1。为合理利用石棉尾矿料，了解石棉尾矿粗、细集料特性，分别对粗集料进行表观密度、含泥量、针片状颗粒含量(游标卡尺法)等试验，对细集料进行表观密度、含泥量、液塑限等试验，结果见表1。　　从试验结果可知，粗集料表观密度大于2．5g/cm3，吸水率小于3．0%，含泥量小于1．0;细集料表观密度大于2．5g/cm3，小于0．075mm含量小于3．0%，液限小于28，塑性指数小于6．0，满足水泥稳定基层集

5、料的基本性能要求，可以作为水稳基层集料使用，但石棉尾矿含有约3%～5%短小石棉纤维，在密实状态下，纤维将细粒黏结在一起，这将影响压实最大干密度和最优含水量。从SEM图片可以看出石棉尾矿含有细小的石棉纤维，这是导致级配石棉尾矿碎石与一般级配碎石相比吸水率偏高的原因，因此要合理利用石棉尾矿碎石作为水稳(底)基层，应严格控制施工含水量和做好施工防排水。　　1．2化学成分分析　　为充分认识石棉尾矿料的组成成分，采用X射线衍射分析法(XRD，X－raydiffraction)和X射线荧光光谱法(XRF，XRay[键入文字][键入文字][键入文字]

6、精选公文范文管理资料Fluorescence)对宋家坪石棉尾矿料进行化学成分及元素含量分析。石棉尾矿XRD图谱见图2，石棉尾矿化学成分XRF分析实验室结果见表2。　　　　由XRD和XRF测试结果分析可知，该石棉尾矿结晶较好，其化学成分主要为SiO2和MgO，二者含量约88%，含有少量Fe2O3，可以在高速公路(底)基层中应用。　　1．3环境影响分析　　石棉矿开采后，尾矿直接堆放在斜坡上，目前尾矿堆积边坡最高已达18m左右，基本属于自然极限堆积状态，堆存这些尾矿使大面积土地、植被受到破坏，石棉尾矿矿区地形地貌如图3所示。尾矿堆积体边坡完全

7、为松散堆积体，一旦条件发生变化，其稳定性将难以保证，容易形成滑坡或泥石流等灾害事故，使得更大面积的土地受到破坏，水体遭受污染并可能危及人身和财产安全。　　石棉尾矿中含有少量未选出的碎石棉短纤维，随着建材生产的二次分选，尾矿粒径基本为0．5cm以下。且石棉尾矿处在自然环境中，长期受到风蚀、氧化、溶滤等过程使尾矿堆场变成一个周期性的尘暴源，对空气造成污染。石棉尾矿对人体危害主要是因为尾矿中含有少量温石棉粉尘，主要化学成分为Mg6［Si4O10］［OH］8，该粉尘是尘肺的根源。温石棉粉尘的浓度、人体在没有防护的情况下吸入高浓度粉尘的时间，都是

8、影响尘肺病变的关键因素，所以合理利用石棉尾矿在施工过程中还要特别注意防护措施。　　2、其他试验材料性质　　2．1粉煤灰和水泥　　采用Ⅱ[键入文字][键入文字][键入文字]精选公文范文管理资料级粉煤灰，其活性