采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (1): 48-57.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0096

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煤矸石混合料路面基层材料力学性能试验研究

黄鹏1,隗义美1,李猛2,赵成燚3,滕新勇1,马书轩1   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州221116; 2. 中国矿业大学煤炭精细勘探与
    智能开发全国重点实验室,江苏徐州221116;3. 云南磷化集团有限公司昆阳磷矿二矿,云南昆明650000
  • 出版日期:2026-01-15 发布日期:2026-01-10
  • 通讯作者: 黄鹏,E-mail: cumt_hp@126.com,Tel: 18796280203
  • 作者简介:黄鹏(1988— ),男,宁夏回族自治区吴忠市人,博士,从事固体充填开采与岩层控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52474111)

Experimental study on mechanical properties of coal gangue mixture for road base course materials

  • Online:2026-01-15 Published:2026-01-10

摘要: 研究提出一种矸石-粉煤灰-水泥-纤维(GFCF)复合煤矸石无机结合料,通过矿物成分分析、化学组分测试及烧失量测定,系统评估了煤矸石、水泥、粉煤灰与纤维的物化特性;基于4种煤矸石粒径级配-水泥-粉煤灰配比的正交实验,结合7 d与28 d龄期无侧限抗压强度(UCS)、劈裂强度及抗压回弹模量测试,揭示了胶凝材料掺量对力学性能的调控机制;进一步探究纤维掺量(0.2%~0.8%)对GFCF性能的增强效应。结果表明:当Talbot级配理论指数n=0.4,煤矸石-粉煤灰-水泥质量比82∶12∶6时,矸石-粉煤灰-水泥(GFC)路面基层混合料28 d UCS达11.98 MPa,劈裂强度1.38 MPa,在此基础上纤维掺量为0.6% 在28 d龄期时,纤维-基体界面黏结力的发展使混合料在受力时形成三维约束网络,最终使无侧限抗压强度增加40.90%、劈裂强度增加65.90%,较GFC路面基层混合料无侧限抗压强度提升20.78%、劈裂强度提升9.42%。研究为煤矸石规模化路用提供了优化配比理论支撑,可推动固废资源化与低碳交通建设的协同发展。

关键词: 煤矸石, 力学性能, 路面基层, 微观机理

中图分类号: