一、引言
我国铁尾矿年排放量超过5亿吨，累计堆存量高达数十亿吨。大量铁尾矿砂的堆存不仅占用宝贵的土地资源，尾矿库的溃坝风险和扬尘污染还对周边环境和居民安全构成严重威胁。与此同时，公路工程建设对路基填料的需求持续增长，天然砂石资源日益紧缺。将铁尾矿砂用作路基填料，可实现“变废为宝”，兼具环保效益和工程价值。

铁尾矿砂的颗粒组成以细砂和粉粒为主，级配不良，本身缺乏胶结性，直接用作路基填料时强度不足、水稳定性差。石灰作为一种经济有效的无机结合料，可通过离子交换和火山灰反应改善铁尾矿砂的工程性质。本文通过室内试验系统研究石灰稳定铁尾矿砂的路用性能、环境影响和固化机理。

二、材料与试验方案
2.1 原材料
铁尾矿砂取自某铁矿尾矿库，主要矿物成分为石英、长石和少量赤铁矿，细度模数1.8～2.2，属细砂范围。石灰采用Ⅲ级消石灰，有效氧化钙加氧化镁含量不低于55%。

2.2 试验方案
设置石灰掺量为0%、2%、4%、6%、8%五个水平。开展以下试验：击实试验确定最佳含水率和最大干密度；浸水CBR试验评价承载能力；7d和28d无侧限抗压强度试验；浸出毒性试验评价环境安全性；XRD和SEM微观分析揭示固化机理。

三、试验结果与分析
3.1 击实特性
铁尾矿砂的天然含水率较低（通常为5%～10%），最佳含水率在8%～12%之间，最大干密度较高（1.9～2.1 g/cm³）。随石灰掺量增加，最佳含水率略有上升，最大干密度略有下降——石灰颗粒较轻且比表面积较大，增加了混合料的持水能力。

3.2 承载能力与强度特性
CBR试验是评价路基填料承载能力的核心指标。研究表明，4%石灰掺量的铁尾矿砂路基材料的CBR值为164.9%，远高于规范对路基填料的基本要求。7d无侧限抗压强度为2.06 MPa，同样满足路基填筑的强度要求。石灰可以有效提高铁尾矿砂路基土的安定性和强度。随着石灰掺量从0%增加到4%，CBR值和强度的提升最为显著；继续增加石灰掺量至6%～8%，性能提升幅度趋缓，表明4%是经济性与性能的合理平衡点。

3.3 环境安全性
浸出液毒性试验是评价铁尾矿砂用于路基填筑时环境风险的重要手段。研究表明，4%石灰掺量下铁尾矿砂的浸出液毒性较弱，各项重金属指标均满足路基应用规范要求。石灰的碱性环境促进了重金属离子的固定化——高pH条件下重金属离子生成不溶性氢氧化物沉淀，或被C-S-H凝胶吸附包裹，从而降低了浸出风险。

3.4 微观固化机理
石灰稳定铁尾矿砂的强度来源于物理和化学两方面的综合作用。物理层面，石灰的掺入改善了铁尾矿砂的颗粒级配，细颗粒的填充使压实更加密实。化学层面，石灰水化生成的Ca(OH)₂溶解后解离出Ca²⁺，在碱性环境中与铁尾矿砂颗粒表面活性SiO₂发生反应，生成C-S-H凝胶。这些胶凝产物填充了颗粒间的孔隙，将分散的铁尾矿砂颗粒胶结成整体，形成了具有一定强度的稳定结构。

四、工程应用建议
石灰稳定铁尾矿砂适用于各等级公路的路床和路堤填筑，特别推荐在铁矿产区附近的公路工程中推广应用。建议石灰掺量取4%～6%，具体通过室内试验确定。施工中应注意：铁尾矿砂渗透性好、保水能力差，宜在最佳含水率附近及时碾压，避免水分过度蒸发；铁尾矿砂的磨蚀性较强，拌和设备应注意耐磨处理；碾压时应采用振动压路机，确保压实度达到设计要求。

五、结语
石灰可有效提高铁尾矿砂路基土的安定性和强度。4%石灰掺量的铁尾矿砂路基材料的CBR值为164.9%，7d无侧限抗压强度为2.06 MPa，浸出液毒性较弱，各项指标均满足路基应用规范要求。石灰水化产物与铁尾矿砂中活性矿物发生火山灰反应，生成C-S-H凝胶填充颗粒间孔隙，是强度提升的根本原因。该技术为铁尾矿砂的大规模资源化利用提供了可行方案，兼具环保效益和工程价值，在铁矿产区公路建设中具有广阔的推广应用前景。