一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法与流程

本发明涉及生活垃圾处理，具体为一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法。

背景技术：

1、生活垃圾焚烧炉渣是指在生活垃圾焚烧过程中产生的固体废物，主要由灰渣和废渣组成。这些炉渣是生活垃圾在高温焚烧后残余的物质，其组成主要包括玻璃、金属和各类无机物，如氧化锰、二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝、三氧化二铁等，以及少量未燃尽的有机物和废金属。

2、近年来，随着环保意识的不断提高和可持续发展的需求增加，利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的应用逐渐兴起并受到广泛关注。研究表明，水泥稳定碎石是以水泥为结合料，通过加水与碎石集料共同拌和形成的混合料，具有整体性强、承载能力大、强度和刚度适中的特点，将生活垃圾焚烧炉渣作为集料替代部分天然碎石集料，通过合理的配比和工艺控制，可以获得满足工程要求的基层材料。这种做法不仅体现了资源循环利用的理念，还减少了环境污染，具有显著的环境效益和社会效益，是近年来在道路工程领域的研究热点和实践方向。

3、然而，目前关于炉渣在水泥稳定碎石基层中应用的技术标准和规范还不够完善，缺乏统一的技术指导和质量控制标准，导致不同地区、不同工程在应用中存在差异和不确定性，且不同批次、不同选矿工艺的炉渣集料在物理力学特性上存在差异，如密度、吸水率、压碎值等，这会影响混合料的最佳含水率、最大干密度等性能参数，给施工控制带来一定难度。

4、因此，急需对此缺点进行改进，本发明则是针对现有的技术及不足予以研究改良，提供有一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法，包括以下步骤：

3、s1、炉渣预处理：对生活垃圾焚烧炉渣进行高温无害化处理，去除其中的有害物质和残留有机物，然后进行筛分处理，将炉渣按照粒径大小进行分类，再进行除杂处理，利用磁选、风选的方法去除炉渣中的金属杂质、未燃尽的有机物等；

4、s2、配比设计：根据工程要求、炉渣性能及试验数据，确定炉渣在水泥稳定碎石基层中的掺量（炉渣集料的掺量影响水泥稳定碎石混合料的最佳含水率、最大干密度等性能），并根据炉渣掺量及混合料性能要求，调整水泥含量（水泥的掺加量应足够使炉渣得到有效固化，并保证混合料的强度和耐久性），再结合炉渣粒径分布特点，对混合料的级配进行优化设计；

5、s3、拌合与摊铺：将预处理后的炉渣集料、水泥和水按比例在拌合站进行拌合，形成均匀的水泥稳定炉渣碎石混合料，并将拌合好的混合料运输至施工现场，进行摊铺；

6、s4、压实与养护：采用振动压路机或轮胎压路机对摊铺好的混合料进行压实，形成具有一定强度、刚度的整体性结构，并对摊铺压实后的水泥稳定炉渣碎石基层进行洒水养护，保持基层表面湿润；

7、s5、质量检测：在施工过程中和养护结束后，对水泥稳定炉渣碎石基层进行质量检测，检测结果必须符合设计要求和相关标准规定。

8、进一步的，所述步骤s1中，筛分处理的具体操作为：使用9.5毫米、4.75毫米和2.36毫米三种规格孔径的筛网，对垃圾焚烧炉渣进行筛分；对于9.5毫米以上部分进行破碎，以确保粒径符合后续利用要求，对于小于9.5毫米的部分继续细分，其中4.75～9.5毫米部分作为再生粗集料使用，2.36～4.75毫米部分作为再生细集料使用，2.36毫米以下部分作为选矿原料或其他用途。

9、进一步的，所述步骤s1中，磁选利用物料中各种组分磁性的差异，在不均匀的磁场中进行分选，用于去除炉渣中的金属杂质；磁选的具体操作流程：将炉渣送入选机的分选空间，空间内存在强大的磁场，磁性物质（如铁、钢等金属杂质）在磁场中受到磁力作用，被吸附在磁选机的磁极上，而非磁性物质则不受磁力影响，继续流动或掉落，随后，通过机械或电磁装置，将吸附在磁极上的磁性物质去除，以实现磁性物质与非磁性物质的分离。

10、进一步的，所述步骤s1中，风选（又称气流分选）利用物料与杂质之间悬浮速度的差别，在气流作用下进行分选；风选的具体操作流程：将炉渣送入风选机内，受到高速气流的吹拂，由于物料颗粒的密度、形状、粒度等差异，它们在气流中的悬浮速度不同，轻质的未燃尽有机物、灰尘此类杂质在气流中悬浮速度较快，被气流带走并收集；而重质的炉渣颗粒则悬浮速度较慢，最终落在风选机的底部或特定收集装置中。

11、进一步的，所述步骤s2中，优化设计包括如下流程：

12、粒径分组：将炉渣按照粒径大小进行分组；

13、比例调整：根据混合料的设计要求和炉渣的粒径分布特点，调整各粒径组炉渣的比例，其中，大粒径炉渣应占较大比例以形成骨架结构，中粒径炉渣填充骨架间的空隙，小粒径炉渣则起到微集料的作用；

14、掺配天然集料：若炉渣的某些粒径组分不足或性能不佳，掺配适量的天然集料（如碎石、砂子等）以改善混合料的性能；

15、试验验证：在级配设计完成后，进行室内试验和现场试验，以验证其性能，评估级配设计的合理性并进行必要的调整。

16、进一步的，所述步骤s3中，拌合时间控制在3～5分钟，且拌合过程中，通过加水操作将物料含水量控制在5%～7%。

17、进一步的，所述步骤s3中，采用摊铺机进行摊铺操作，且摊铺后的混合料表面应平整，无明显的凹凸和波浪，摊铺厚度和宽度则根据设计要求进行控制，确保满足工程的承载能力和使用要求。

18、进一步的，所述步骤s4中，压实操作要求压实度达到设计要求的90%以上，且压实过程中应逐步增加压实力度，以避免过振和推移现象。

19、进一步的，所述步骤s4中，养护时间不少于7天，洒水采用喷雾式或细水雾式喷头进行，避免使用高压式喷管直接冲击基层表面，以免破坏基层结构，并在气温较高、风力较大的情况下，增加洒水次数；在阴雨天或基层表面已经较为湿润时，减少洒水次数。

20、进一步的，所述步骤s5中，水泥稳定炉渣碎石基层的质量检测指标包括压实度、强度、平整度，且各指标的检测流程如下：

21、压实度：采用灌砂法（通过标准砂的体积来换算试坑的体积，从而计算材料的密度和压实度）或核子密度仪法（利用放射性元素测量材料的密度和含水率，进而计算压实度）进行检测，且取样位置随机分布，并覆盖整个检测区域；

22、强度：通过无侧限抗压强度实验进行检测，具体操作为：实验前需制作标准试件，并按规定条件进行养护，然后使用压力机对试件施加垂直压力，直至试件破坏，记录破坏时的最大压力值，并据此计算无侧限抗压强度；

23、平整度；使用3m直尺法进行检测，具体操作为：在检测点处放置3m直尺，测量直尺底部与基层表面的最大间隙，作为该点的平整度指标，然后在多个检测点上进行测量，并计算包括平均值或标准差在内的统计指标来评估整个基层的平整度。

24、本发明提供了一种利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层的方法，具备以下有益效果：

25、本发明制定了一套统一的技术指导和质量控制标准，以便利用生活垃圾焚烧炉渣作为水泥稳定碎石基层，通过严格控制炉渣的预处理、配比设计、拌合摊铺等工艺环节，减少其不同地区、不同工程在应用中存在差异和不确定性；实现了将生活垃圾焚烧炉渣有效地应用于水泥稳定碎石基层中，从而实现资源的循环利用和环境保护的双重目标，减少了环境污染，具有显著的环境效益和社会效益。