CN202492776U - 一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构 - Google Patents

Abstract

一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，可广泛应用于高速公路、一级公路的底基层，二级及二级以下公路和城市道路的基层和底基层，属于道路工程建设技术领域。它是以道路的原路基结构层或新路基结构层(1)为基体，在道路的原路基结构层或新路基结构层(1)上摊铺和碾压经过土壤固化剂和电石渣固化的土壤，形成固化土道路结构底基层(2)和基层(3)，再在道路基层(3)上铺筑水泥混凝土面层或喷洒乳化沥青并铺筑沥青混凝土面层(4)。

Description

一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构

技术领域

本实用新型一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，可广泛应用于高速公路、一级公路的底基层，二级及二级以下公路和城市道路的基层和底基层，属于道路工程建设技术领域。 

背景技术

目前道路修筑方法是这样的：首先将准备好的原路基结构层或新路基结构层用压路机碾压至规定密度；然后将准备好的砂石或土壤，掺入水泥或石灰，或二者的混合物，拌合均匀，再加水压实构成底基层；然后再将准备好的碎石(一般为级配碎石、天然矿砾，即砂石)按比例掺入水泥拌合均匀，加水至规定含水量，碾压而成为基层，最后铺上水泥混凝土面层或沥青混凝土面层即可。现有技术的缺点是：这种筑路方法需要铺筑较厚的底基层和基层，需要用到大量的砂石料，在缺少砂石料的地方修建道路，必须从很远的地方运输，成本很高，不利于工程建设。此外，大量使用能耗高的工业制品水泥和石灰，给生态环境造成严重污染。 

土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与黏土矿物反应生成胶凝物质的土壤硬化剂。固化剂加固土是采用一定的物理化学方法使土的物理力学性能适应工程需求的技术。20世纪70年代，土壤固化剂作为一种新型的固化材料，在欧美等发达国家得到广泛使用。土壤固化剂以其优越的性能，已经在水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设中得到了广泛应用，取得了显著的成效。近年来，随着绿色建筑材料的发展，各类矿渣(工业废料)逐渐开始被开发用做建筑原料。电石渣是采用电石生产PVC的企业产生的废渣，其主要是含结晶水的Ca(OH)₂。本实用新型一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，用废渣处理并代替石灰在固化土壤应用中有了新的突破，用于道路的基层或底基层，性能优异，可大大提高固化土的强度，实现将电石渣应用于道路工程建设。由于本实用新型具有较高承载性能和抗渗性能，加固土壤的结构厚度比传统道路结构厚度可减薄。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，用于道路的基层或底基层，使电石渣成为有用的建筑材料，以减少道路工程中水泥及石灰的用量，为电石渣废物利用开辟新的途径。 

1.一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，其技术原理及技术问题所采用的技术方案：1)一种复合离子土壤固化剂与电石渣实现液粉共同综合加固土壤。其加固机理是基于电化学机理，将复合离子土壤固化剂溶于水后形成的溶液，喷洒于土壤中，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特性，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒的吸附水膜，提高土壤颗粒间的吸附力。其次，该复合离子土壤固化剂和电石渣与土壤作用后，通过机械碾压使固化土达到密实，致使土粒毛细管中的水压无法存在，内压降低，最终形成整体板块结构。原来土壤毛细管中的结合水逐步被长链大分子所置换，结合水变成了自由水。其中与电石渣的主要成分Ca(OH)₂所形成的部分凝聚物及晶体与分散的活性物质填充了土壤的毛细孔。活化剂不断促进交换作用的进行，土粒表面和大分子颗粒接触点形成不可逆的凝结，整个长链变成了不溶于水的大分子。同时表面活化剂被滞于土壤表面及毛细管中，而它 的强电荷及氢键与土粒表面发生吸附作用，使排列极性基团朝向土粒疏水基向外，随着时间的延长而更加牢固，形成稳定性极强的半刚性整体板块。由此大幅减低土壤的亲水性，提高水稳定性。改变土壤的使用性能，达到固化土壤的最终目的。2)一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，它是以土壤为主要原料，添加一种复合离子土壤固化剂和电石渣拌匀后，采用机械摊铺并碾压，经过一定时间养护从而达到设计强度要求。一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，它是以道路的原路基结构层或新路基结构层(1)为基体，在道路的原路基结构层或新路基结构层(1)上摊铺和碾压经过土壤固化剂和电石渣固化的土壤，形成固化土道路结构底基层(2)和基层(3)，再在道路基层(3)上铺筑水泥混凝土面层或喷洒乳化沥青并铺筑沥青混凝土面层(4)。 

2.本实用新型一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构与传统材料铺筑的道路结构，其技术相比具有以下效果： 

延长道路使用寿命。使用本实用新型修筑的道路抗压强度可达一级公路要求的1.6倍以上。收缩率仅是水泥混凝土的1/20，整体板结，力学性能均匀，强度高。耐水稳定是其最突出的特点，可达到久不崩溶、不翻浆。由于本实用新型具有较高承载性能和抗渗性能，加固土壤的结构厚度比起传统加固技术的结构厚度可减薄。就地取材，节约能源，施工期短、施工设备简单。使用本实用新型修筑的道路，不需要耗砂、耗石，只需根据土壤的不同性质，适配相应的复合离子土壤固化剂，配合电石渣，就地取土即可用于道路工程。使用本实用新型修筑的道路，夏季2天，春秋季节3～5天即可通车。本实用新型与传统传统道路结构相比，有效改变原来土壤的机配比例，具有良好的环境保护作用。本实用新型所使用的复合离子土壤固化剂无毒、无害、无污染，对动物和植物都是安全的，大量使用的电石渣又解决了工业废渣对环境污染的问题。 

附图说明

以下结合附图对本实用新型做进一步说明 

附图为复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构图。

图中(1)是道路的原路基结构层或新路基结构层 

图中(2)是固化土道路结构底基层 

图中(3)是固化土道路结构基层 

图中(4)是水泥混凝土面层或喷洒乳化沥青并铺筑沥青混凝土面层 

具体实施方式

首先根据设计图纸，放出开挖及回填边线，使下承层达到设计标高，并采用振动式压路机将原路基结构层或新路基结构层碾压密实，同时做好场地排水工作。待原路基结构层或新路基结构层验收合格，准备铺筑道路底基层的主要原料：复合离子土壤固化剂、电石渣和土壤。土壤固化剂的技术性能指标符合现行行业标准《土壤固化剂CJ/T 3073-1998》的规定。电石渣为PVC企业产生的废渣。土壤的指标要求：1)凡能被粉碎的或原来松散的土都可用作固化类混合料的基料，土的塑性指数范围在7-35之间；2)土中石料的最大粒径基层不应大于30mm；底基层不应大于40mm；3)土中有机质含量重量比不宜超过10％；4)含砂量低于15％；5)土中不应含草根、树根、乱石等杂物，禁用淤泥沼泽土、含草皮土、生活垃圾和腐蚀质土。电石渣根据不同的土壤按土壤干重的3-15％的比例配置电石渣的有效含量，提前2-12小时与土壤拌合闷料。根据不同类型的土壤按压实后体积的0.01-0.1％的比例，配置复合离子土 壤固化剂，并根据土壤的现有含水率情况，该土壤固化剂与水按1∶100-200的比例稀释，保证土壤固化剂浓度适宜，固化土的含水率处于最佳含水率范围。一边进行固化土拌合，一边喷洒土壤固化剂水溶液，拌合完成的标志是固化土颜色基本一致，团块土壤直径超过30mm的不大于10％。将拌好的固化土运输至待铺面，人工辅助机械摊铺、整形。固化土松铺厚度不大于30cm，以保证达到设计压实度。采用勾机整型时，应由两侧向中心、由低处向高处进行刮平，人工配合整平，并将超直径颗粒清理至路的外边。采用轮胎式压路机初压一遍，再进行修整；严禁利用素土和薄层贴补的办法找平。在整型过程中，严禁任何车辆进入。摊铺、整形完成，即可进行碾压。先用压路机静压1遍，再用振动式压路机进行碾压3-4遍，直至压实为止。碾压时重叠部分应为1/3-1/2轮宽，后轮应超过两段接缝处，重复碾压3-4遍，直至固化土层表面无明显轮迹，其压实度应符合设计要求。压路机的碾压速度：第1、2遍应不大于1.5-1.7km/h，以后碾压速度宜不大于2.0-2.5km/h。碾压应由两侧向中心，由低处向高处进行。碾压过程中，应及时削高填低，但严禁素土找平；当出现“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时采取措施进行换填处理。碾压结束前，应仔细进行终平，其固化土层外观、高程、横坡应符合设计要求。碾压结束后，用轻或中型压路机静压一遍。在碾压过程中，施工接缝处应搭接拌合，垂直对接。第一段拌合后，留出5～8m不进行碾压，在第二段施工时再将前段余留的未碾压段混合料添加相同的固化剂重新拌合，与第二段相连一起碾压。固化土从掺拌到碾压结束宜在6小时内完成。碾压结束即可进行铺筑固化土道路结构基层，摊铺前需对底基层“拉毛”，以保证两层结构连接稳固。若不具备铺筑固化土道路结构基层的施工条件时，需对底基层进行固化土养生。养生时，不应过湿或忽干忽湿，宜保持在最佳含水量状态时的均匀湿度下养生。养护期不宜少于3天。铺筑完固化土道路结构基层后，可马上进行沥青混凝土面层或水泥混凝土面层施工。若不具备铺筑沥青混凝土面层或水泥混凝土面层的施工条件时，则需对基层进行固化土养生。 

Claims (1)

1.一种复合离子土壤固化剂与电石渣铺筑的道路结构，其特征在于：它是以道路的原路基结构层或新路基结构层(1)为基体，在道路的原路基结构层或新路基结构层(1)上摊铺和碾压经过土壤固化剂和电石渣固化的土壤，形成固化土道路结构底基层(2)和基层(3)，再在道路基层(3)上铺筑水泥混凝土面层或喷洒乳化沥青并铺筑沥青混凝土面层(4)。

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