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摘 要：尾矿的大量堆存不仅会对环境造成污染还需花费一定的维护费用。因此，铁尾矿的合理开发利用成为亟待解决的问题。本文主要对铁尾矿在沥青路面中的应用进行归纳总结，通过对国内外铁尾矿在沥青路面中的性能应用对比分析，研究鐵尾矿代替传统细集料的可行性，总结出可以通过改变沥青级配以及改变混合料种类来优化与提升沥青路面路用性能。
关键词：铁尾矿;沥青路面;路用性能
0 引言
在交通强国的号召下，我国的道路交通高速发展，具有振动小、养护维修简便、耐磨等优点的沥青路面，成为城市道路与公路路面材料的首选。而在道路建设中，需大量碎石、砂砾等天然材料作为集料，既破坏了自然资源，也打击了生态系统，道路建设也正在面临着供需不平衡以及价格居高不下的窘境。
截止2018年我国尾矿总产生量约为12.11亿t，其中铁尾矿产生量最大，约为4.76亿t，占尾矿总产生量的39.31%[1]，但综合利用率仅为27.0%。因此，铁尾矿的综合利用研究也应运而生，将铁尾矿应用于道路工程中，不仅能够降低铁尾矿储存以及维护费用，还能有效地节约土地，并对生态环境起到有效的保护作用。
近年来一些学者对铁尾矿在道路工程中的应用进行了研究和分析，取得了一些进展。张铁志等[2]采用掺加聚丙稀纤维的水泥稳定铁尾矿用于水稳碎石，研究铁尾矿砂代替传统细集料的可行性。
1 铁尾矿在国外沥青路面中的研究
在国外，对于铁尾矿的综合利用起步较早，随着欧美等国家工业化进程加快，铁尾矿堆存量也相当巨大。早在上个世纪七十年代，很多公司就采用了一系列的方法进行回收利用。例如美国的Sivas-Divrigi、Sunrise等选矿厂。因此，国外对于铁尾矿的治理和应用也较早，并为其制定了一系列相关的法律法规[3]。国外对于铁尾矿，在道路工程等领域的应用也取得了明显的成效。
巴西通过使用X射线衍射（XRD）的粒度分布，比重和矿物组成来表征IOT，并将其代替沙子。美国针对铁尾矿自身的硬度、韧性、抗拉强度和耐久性等各项性质进行了大量的研究，系统分析后得出铁尾矿可用作道路材料的结论。前人研究的水热结合工艺应用于尾矿团聚体的试验，强度结果表明其足以使尾矿球团用作沥青和水泥的集料材料。未来极大可能还会有更多的应用，包括回收更有价值的材料，并将其用作凝聚的路基材料、建筑地基的回填土以及水泥中的沙子和石灰的替代物。
2 铁尾矿在国内沥青路面中的研究
相对而言，我国针对铁尾矿的研究较国外起步较晚。但通过学者的不断努力，国内针对铁尾矿在路面中的应用有了较多的研究并取得了一定的进展。
王绪旺[4]等人为探究铁尾矿是否可以大规模应用到道路上作为道路用料，以商洛典型铁尾矿砂为试验材料，对其矿物组成成分、放射性、有害物质含量、泥土石粉含量、砂当量、颗粒级配等进行了系统的试验研究，结果表明，进行大规模化利用铁尾矿砂时应严格控制硫酸盐指标，优化级配后可作为环保型道路工程材料。
哈尔滨工业大学的田知文[5]研究了对于沥青混合料中掺加铁尾矿这一材料的各项性能，并对比消石灰和硅烷偶联剂两种改善方法对铁尾矿石沥青混合料路用性能的改善效果，得出两种改善措施均有积极效果的结论，并且掺加消石灰对该料高温稳定性有明显的提升效果，掺加硅烷偶联剂对该料的低温抗裂性能提升效果较好。
邵彩[6]研究了加入铁尾矿砂的沥青混合料的各项性能，对比分析出铁尾矿砂沥青混合料和石灰岩沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能以及水稳定性，从而得出结论：铁尾矿砂能够在保证沥青混合料具有较高的路用性能的前提下，实现资源二次利用。
刘春生、吴进[7]两人以90#道路石油沥青及SBS改性沥青作为胶结料，以碎石、石屑、铁尾矿砂、矿粉作为矿质原材料，进行试验研究，结果表明，以90#道路石油沥青及 SBS 改性沥青为胶结料的掺加铁尾矿砂的沥青混合料各项性能指标均能满足规范要求，为铁尾矿应用于道路工程作为道路材料提供了有益参考。
以上均是铁尾矿代替传统集料的研究，一是改变沥青级配，二是改变混合料种类，试验的加持表明掺加铁尾矿的沥青混合料各项性能均满足规范要求，为今后普及铁尾矿沥青路面奠定了前期的试验基础。
3 铁尾矿沥青路面中的分析
铁尾矿是一种储量丰富的建筑材料，主要成分是Fe、Al、Si及其复合物，通过学者、专家的研究，作为路面材料时可以与固化剂发生化学反应生成胶结物，结构稳定，强度大，抗水性能优良，与传统路面材料相比具有优秀的抗车辙性、耐久性和较大的摩擦系数，不容易开裂。
在铁尾矿研究中，兰州交通大学张智豪[8]等人选用来自巴西米纳斯吉拉斯州的尾矿材料进行试验，选用水泥、石灰和钢渣三种无机结合料，得到水泥改良后的铁尾矿性能最佳，各项指标均满足道路基层材料的要求的结果。徐帅[9]等人选用来自辽阳市弓长岭地区的铁尾矿砂，实验选择水泥5%，铁尾矿：碎石=2：3组成混合料，抗压强度代表制为3.98 MPa时，能满足规范要求，建筑成本极低，具有显著的经济效益。
为探究多个影响路面强度敏感性的相关指标的权重值。杨青[10]通过在铁尾矿中加入石灰、水泥等固化剂对铁尾矿进行改良试验研究，结果表明这两种固化剂改良的铁尾矿满足相关规范要求。时彦宁[11]总结了铁尾矿沥青混合料的体积设计方法，并利用该方法对于混合料组分进行了设计，实践检验证明该理论的合理性。
4 结语
通过国内外学者对铁尾矿的研究发现，不同地区的铁尾矿含量成分以及比例不同。应用到道路工程中，需对铁尾矿进行分析，并结合当地的要求以及环境影响进行测试，找到最优级配。同时，可以加入适量的石屑、矿粉、聚丙烯纤维等物质，运用控制变量法使铁尾矿无论当作粗、细集料都可以很好的发挥性质，从而环保利废，并代替现有的高成本材料。
参考文献：
[1]曾雅钰琼，潘建平，杨秀英，等.铁尾矿在道路基层材料中的应用研究进展[J].应用化工，2018，47（2）：358-364.
[2] 张铁志，于巍，朱峰，等.加筋铁尾矿用于道路基层的试验研究[J].辽宁科技大学学报，2010，33（1）：29-31.
[3]刘爱平，曹苗佳，张雄涛.铁尾矿规模化利用研究现状及其利用途径[J].中国金属通报，2019（11）：279-280.
[4]王绪旺，张豪.基于环境安全应用的铁尾矿砂路用适应性研究[J].商洛学院学报，2020，34（2）：29-32.
[5]田知文.铁尾矿沥青混合料性能评价及改善措施研究[D].哈尔滨工业大学，2018.
[6]邵彩.福建地区铁尾矿砂沥青混凝土路用性能研究[J].福建交通科技，2020（2）：46-50.
[7]刘春生，吴进.掺铁尾矿砂的三种典型沥青混合料路用性能试验研究[J].科技风，2018（24）：92-93.
[8]张智豪，李波，李鹏，等.改良铁尾矿用于道路基层材料的研究[J].中外公路，2018，38（3）：274-278.
[9]徐帅.铁尾矿替代部分石料节省道路工程造价试验研究[J].现代商贸工业，2015，36（24）：127-128.
[10]杨青.无机结合料稳定铁尾矿砂的路用性能研究[D].大连理工大学，2008.
[11]时彦宁.铁尾矿砂在沥青混合料中的应用研究[D].大连理工大学，2015.
关键词：铁尾矿;沥青路面;路用性能
0 引言
在交通强国的号召下，我国的道路交通高速发展，具有振动小、养护维修简便、耐磨等优点的沥青路面，成为城市道路与公路路面材料的首选。而在道路建设中，需大量碎石、砂砾等天然材料作为集料，既破坏了自然资源，也打击了生态系统，道路建设也正在面临着供需不平衡以及价格居高不下的窘境。
截止2018年我国尾矿总产生量约为12.11亿t，其中铁尾矿产生量最大，约为4.76亿t，占尾矿总产生量的39.31%[1]，但综合利用率仅为27.0%。因此，铁尾矿的综合利用研究也应运而生，将铁尾矿应用于道路工程中，不仅能够降低铁尾矿储存以及维护费用，还能有效地节约土地，并对生态环境起到有效的保护作用。
近年来一些学者对铁尾矿在道路工程中的应用进行了研究和分析，取得了一些进展。张铁志等[2]采用掺加聚丙稀纤维的水泥稳定铁尾矿用于水稳碎石，研究铁尾矿砂代替传统细集料的可行性。
1 铁尾矿在国外沥青路面中的研究
在国外，对于铁尾矿的综合利用起步较早，随着欧美等国家工业化进程加快，铁尾矿堆存量也相当巨大。早在上个世纪七十年代，很多公司就采用了一系列的方法进行回收利用。例如美国的Sivas-Divrigi、Sunrise等选矿厂。因此，国外对于铁尾矿的治理和应用也较早，并为其制定了一系列相关的法律法规[3]。国外对于铁尾矿，在道路工程等领域的应用也取得了明显的成效。
巴西通过使用X射线衍射（XRD）的粒度分布，比重和矿物组成来表征IOT，并将其代替沙子。美国针对铁尾矿自身的硬度、韧性、抗拉强度和耐久性等各项性质进行了大量的研究，系统分析后得出铁尾矿可用作道路材料的结论。前人研究的水热结合工艺应用于尾矿团聚体的试验，强度结果表明其足以使尾矿球团用作沥青和水泥的集料材料。未来极大可能还会有更多的应用，包括回收更有价值的材料，并将其用作凝聚的路基材料、建筑地基的回填土以及水泥中的沙子和石灰的替代物。
2 铁尾矿在国内沥青路面中的研究
相对而言，我国针对铁尾矿的研究较国外起步较晚。但通过学者的不断努力，国内针对铁尾矿在路面中的应用有了较多的研究并取得了一定的进展。
王绪旺[4]等人为探究铁尾矿是否可以大规模应用到道路上作为道路用料，以商洛典型铁尾矿砂为试验材料，对其矿物组成成分、放射性、有害物质含量、泥土石粉含量、砂当量、颗粒级配等进行了系统的试验研究，结果表明，进行大规模化利用铁尾矿砂时应严格控制硫酸盐指标，优化级配后可作为环保型道路工程材料。
哈尔滨工业大学的田知文[5]研究了对于沥青混合料中掺加铁尾矿这一材料的各项性能，并对比消石灰和硅烷偶联剂两种改善方法对铁尾矿石沥青混合料路用性能的改善效果，得出两种改善措施均有积极效果的结论，并且掺加消石灰对该料高温稳定性有明显的提升效果，掺加硅烷偶联剂对该料的低温抗裂性能提升效果较好。
邵彩[6]研究了加入铁尾矿砂的沥青混合料的各项性能，对比分析出铁尾矿砂沥青混合料和石灰岩沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能以及水稳定性，从而得出结论：铁尾矿砂能够在保证沥青混合料具有较高的路用性能的前提下，实现资源二次利用。
刘春生、吴进[7]两人以90#道路石油沥青及SBS改性沥青作为胶结料，以碎石、石屑、铁尾矿砂、矿粉作为矿质原材料，进行试验研究，结果表明，以90#道路石油沥青及 SBS 改性沥青为胶结料的掺加铁尾矿砂的沥青混合料各项性能指标均能满足规范要求，为铁尾矿应用于道路工程作为道路材料提供了有益参考。
以上均是铁尾矿代替传统集料的研究，一是改变沥青级配，二是改变混合料种类，试验的加持表明掺加铁尾矿的沥青混合料各项性能均满足规范要求，为今后普及铁尾矿沥青路面奠定了前期的试验基础。
3 铁尾矿沥青路面中的分析
铁尾矿是一种储量丰富的建筑材料，主要成分是Fe、Al、Si及其复合物，通过学者、专家的研究，作为路面材料时可以与固化剂发生化学反应生成胶结物，结构稳定，强度大，抗水性能优良，与传统路面材料相比具有优秀的抗车辙性、耐久性和较大的摩擦系数，不容易开裂。
在铁尾矿研究中，兰州交通大学张智豪[8]等人选用来自巴西米纳斯吉拉斯州的尾矿材料进行试验，选用水泥、石灰和钢渣三种无机结合料，得到水泥改良后的铁尾矿性能最佳，各项指标均满足道路基层材料的要求的结果。徐帅[9]等人选用来自辽阳市弓长岭地区的铁尾矿砂，实验选择水泥5%，铁尾矿：碎石=2：3组成混合料，抗压强度代表制为3.98 MPa时，能满足规范要求，建筑成本极低，具有显著的经济效益。
为探究多个影响路面强度敏感性的相关指标的权重值。杨青[10]通过在铁尾矿中加入石灰、水泥等固化剂对铁尾矿进行改良试验研究，结果表明这两种固化剂改良的铁尾矿满足相关规范要求。时彦宁[11]总结了铁尾矿沥青混合料的体积设计方法，并利用该方法对于混合料组分进行了设计，实践检验证明该理论的合理性。
4 结语
通过国内外学者对铁尾矿的研究发现，不同地区的铁尾矿含量成分以及比例不同。应用到道路工程中，需对铁尾矿进行分析，并结合当地的要求以及环境影响进行测试，找到最优级配。同时，可以加入适量的石屑、矿粉、聚丙烯纤维等物质，运用控制变量法使铁尾矿无论当作粗、细集料都可以很好的发挥性质，从而环保利废，并代替现有的高成本材料。
参考文献：
[1]曾雅钰琼，潘建平，杨秀英，等.铁尾矿在道路基层材料中的应用研究进展[J].应用化工，2018，47（2）：358-364.
[2] 张铁志，于巍，朱峰，等.加筋铁尾矿用于道路基层的试验研究[J].辽宁科技大学学报，2010，33（1）：29-31.
[3]刘爱平，曹苗佳，张雄涛.铁尾矿规模化利用研究现状及其利用途径[J].中国金属通报，2019（11）：279-280.
[4]王绪旺，张豪.基于环境安全应用的铁尾矿砂路用适应性研究[J].商洛学院学报，2020，34（2）：29-32.
[5]田知文.铁尾矿沥青混合料性能评价及改善措施研究[D].哈尔滨工业大学，2018.
[6]邵彩.福建地区铁尾矿砂沥青混凝土路用性能研究[J].福建交通科技，2020（2）：46-50.
[7]刘春生，吴进.掺铁尾矿砂的三种典型沥青混合料路用性能试验研究[J].科技风，2018（24）：92-93.
[8]张智豪，李波，李鹏，等.改良铁尾矿用于道路基层材料的研究[J].中外公路，2018，38（3）：274-278.
[9]徐帅.铁尾矿替代部分石料节省道路工程造价试验研究[J].现代商贸工业，2015，36（24）：127-128.
[10]杨青.无机结合料稳定铁尾矿砂的路用性能研究[D].大连理工大学，2008.
[11]时彦宁.铁尾矿砂在沥青混合料中的应用研究[D].大连理工大学，2015.