2013年获奖科研项目简介

　　全年共有1个科研项目获得湖北省公路学会2013年度科学技术奖励。

　　科学技术奖二等奖

　　项目名称：电石渣等工业废渣在路基路面中的应用研究

　　参加单位：宜昌市公路管理局、武汉工程大学、宜昌市交通规划勘察设计研究院、宜昌市虹源公路工程监理咨询有限责任公司

　　项目简介：电石渣是电石加水生产乙炔的副产物，主要成分是Ca(OH)2，是聚氯乙烯(PVC)生产中出现的主要工业废渣之一，目前采取的处置方式主要为填埋，不仅占用大量土地，而且使周边水源和土地碱性化；粉煤灰是热电厂燃煤产生的粉状物质，也是我国当前排量较大的工业废生物渣之一，主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等，大量的粉煤灰若不加以处理会产生扬尘污染空气，处理不当排入河流中则其中的有毒化学物质会对人体和生物造成危害。

　　由于电石渣与消石灰类似，只是有效CaO含量较建筑消石灰低，粉煤灰可作为混凝土的掺合料，目前我国已有将电石渣-粉煤灰作为筑路材料的研究和应用，既缓解了大量无机工业废渣的堆存，又变废为宝，减少了筑路的投资，但是仍然存在以下三点不足：一是电石渣-粉煤灰体系均应用于普通公路的修建中，未见有用于高等级公路的研究；二是只将电石渣-粉煤灰作为单一的路面材料或路基填料开展相应的研究，尚没有将其应用于同一路段路床、路面基层和路面上基层的多结构层中的研究；三是现有的研究均采用二灰结合料的标准，没有将其替代水泥稳定集料的应用先例。因此，结合具体工程项目开展电石渣-粉煤灰在高等级公路多结构层中的应用研究，解决电石渣-粉煤灰在实际应用的的几个关键问题，反过来指导工程实践，具有良好的经济、环境效益和明显的社会意义，十分必要。

　　本项目依托318国道宜昌段万城大桥至云池桥改建项目，通过理论研究、实验室试验、路段试验和反馈修正等环节，对电石渣-粉煤灰在高等级公路多结构层中的应用进行了系统而深入的研究，根据当地条件大量利用工业废渣，既节约了资金，又利用了工业废渣、变废为宝，使318国道的改造成为环境友好型和资源节约型工程，成为两型道路的典范。其系列研究成果可在宜昌地区乃至湖北省内推广使用，对我国公路的可持续发展具有重要的理论意义和实际应用价值。主要包括：

　　1、研究电石渣-粉煤灰体系的激活机理及其强度发展规律，从体系的水化产物、显微结构和样品成分结构三方面对电石渣-粉煤灰体系进行分析。

　　2、将无激活剂时的电石渣-粉煤灰结合料稳定集料应用于上路床中，经过实验室研究得出合适的掺量，再将其作为路基上路床填料进行路段试验，检测其完全可满足作为上路床填料的要求。

　　3、研究片碱-磷石膏激发的电石渣-粉煤灰作为路面底基层的应用，检测结果表明片碱-磷石膏可有效激发电石渣-粉煤灰体系，且将其应用在路面底基层中所有指标均可达到设计指标。研究硫酸钠激发的电石渣-粉煤灰用作路面上下基层的应用，表明硫酸钠的激发效果优于片碱-磷石膏，将电石渣、粉煤灰按照1:1.75的比例进行基层和上基层的现场铺设，其结果完全达到并超过了设计要求。

　　4、通过电石渣-粉煤灰体系显微结构分析和试验路段工后观测，相对水泥稳定半刚性基层而言，降低了工程成本，而且有利于形成高强度、低模量、高密度的路面基层材料，有效延缓、减少了路面裂缝的发生；

　　5、对电石渣-粉煤灰结合料进行了环境影响评价，其评价包括放射性测定、有害离子浸出测试和施工完成一段时间后当地地下水样化验，检测结果表明所使用废渣对环境未造成任何危害。