《2022年交通运输行业发展统计公报》统计数据显示,截至2022年年末,我国公路总里程总数达到528.07万km,二级及以上等级公路里程为72.36万km,占公路总里程的比重为13.7%,高速公路里程为16.91万km,当前我国公路建设正在以高增长趋势发展,这势必会对公路建设所需的材料有较大规模的需求。另一方面,我国已堆存的以及每年新增的大量工业固废对生态环境而言是一种巨大的威胁,《2021年中国生态环境统计年报》统计数据显示,2021年在《排放源统计调查制度》确定的统计调查范围内,全国一般工业固废产生量为39.7亿t,预测“十四五”期间,我国大宗工业固废年均产生量预计维持在35亿t左右。现阶段国家要求在致力于经济发展的同时始终坚持生态环境的保护,基于我国可持续发展战略和当前对工业固废的处理现状,通过研究工业固废在公路工程中的综合利用,可实现工业固废减量化、资源化、无害化和再利用,节约了天然材料,同时也解决了工业固废堆存带来的环境污染问题,提高资源综合利用率和生态环境保护水平。
本书从原材料特性、混合料配合比设计、混合料施工工艺、效益分析等方面,对工业固废煤矸石、电石渣、钢渣和粉煤灰在公路工程中的综合利用进行了详细讨论。第1章绪论,对工业固废的定义与分类、国内外对工业固废的综合利用现状进行了介绍,着重论述了工业固废在公路工程中的综合利用现状。第2章工业固废的基本物化特性,结合室内试验主要对煤矸石、电石渣、钢渣以及粉煤灰四种大宗工业固废的化学成分、物理性质等材料特性进行研究。第3章煤矸石的资源化利用,探究了煤矸石用于路基与基层的适用性:在路基应用中,通过试验分析了颗粒级配、掺土、掺粉煤灰对煤矸石路用性能的影响规律,提出了煤矸石作为路基填料的推荐颗粒级配,以及与土、与粉煤灰的最佳掺配比例;在基层应用中,对电石渣粉煤灰稳定煤矸石混合料、水泥稳定煤矸石混合料、水泥稳定碎石-煤矸石混合料进行了配合比设计,对其无侧限抗压强度、抗压回弹模量等路用性能进行了试验研究,得出了适用于路面基层、底基层的混合料配合比。第4章电石渣的资源化利用,针对电石渣及电石渣-粉煤灰稳定土用于路床处治的路用性能进行了研究,通过试验研究确定了电石渣稳定土中电石渣的最佳掺量;在确定电石与粉煤灰最佳掺配比例的基础上,试验研究了不同掺量的电石渣-粉煤灰稳定土的路用性能,得出了电石渣-粉煤灰稳定土的最佳配合比。第5章钢渣的资源化利用,为改善钢渣体积稳定性,采用不同改性剂对钢渣进行表面改性处理,探究了改性钢渣用于基层与面层的可行性:在路面基层应用中,采用等体积替代法对钢渣/改性钢渣替代天然集料进行基层混合料配合比设计,通过试验研究了不同配合比混合料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量、干缩性能等路用性能。提出了适于路面基层应用的混合料配合比;在沥青面层应用中,同样采用等体积替代法对钢渣/改性钢渣替代天然集料进行沥青混合料配合比设计,通过试验研究了不同配比沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性等路用性能,提出了合理的钢渣/改性钢渣