專利名稱：道路路面修建方法
道路路面修建方法
技術領域：
本發明涉及道路工程技術領域，屬于一種道路(公路)路面的修建方法。
背景技術：
怎樣利用土壤來修建性能優異且具有較好耐水性、強度好、耐候性優良的的道 路(公路)路面，以減少因大規模開采石料帶來的環境破壞，減少因使用大量石灰、水 泥而產生的二氧化碳溫室氣體排放，保護環境， 一直是公路建設技術領域的一個技術難 題。為了使土壤滿足公路工程所要求的力學強度、抗水和耐候性能，需要對原狀土進行 必要的加工處理。為此，已經有多種利用土壤修建公路路面的方法。以前，采用較多 的方法是加入固化土總重量12%左右的石灰或水泥，并需要固化土總重量50%以上的碎 石作為骨料，對土壤進行穩定改進。這種方法需要大量開采碎石，排放大量的二氧化碳 溫室氣體。即便這樣，修建的道路依然存在強度低，抗水性差的缺陷，而且在這種土基 層上鋪筑瀝青面層，會因為固化土層與瀝青面層的層間結合差，抗剪強度低，使瀝青面 層很容易發生松散、脫落，產生推移、車轍及臃包等病害。近年來，已有不少采用土壤 固化劑來處理原狀土修建道路的方法。如中國專利CN 101100856A中涉及的一種土壤固 化劑的使用方法，該方法利用一種離子型土壤固化劑，在一定程度上提高了土壤的抗水 能力和固結強度，但是該法修建的路面基層表面早期的抗水性和強度較差，在修建的基 層上鋪裝瀝青面層時，由于瀝青的分子較大，滲透力差，難以滲入密實的土壤基層內， 加之瀝青和土壤顆粒之間的粘結力弱等因素，導致瀝青面層和固化土壤基層的層間結合 差，抗剪強度低，使鋪設的瀝青面層很容易發生松散、脫落，產生推移、車轍及臃包等 病害，加上這種方法所使用的土壤固化劑包含的強氧化物具有很強的腐蝕性，對操作人 員的安全存在極大的隱患，這些弊端極大地制約了固化土壤在公路建設中的應用；在中 國專利CN1052520A中也公開了一種試圖改進穩定土基層與瀝青面層層間粘結的方法。 其方法要求，首先要澆水悶土24小時以上，在將土攤鋪后的工序中前后灑水兩遍，拌合 3 5遍，用壓路機壓一遍后，覆蓋較厚的素土，用16T壓路機低速碾壓5 6遍。其 次，在修筑瀝青油面時，用較重的壓路機先將粒徑稍大于油面總厚度的石料壓嵌入灰土 內1/4至1/3。這種方法極其繁瑣，工藝繁復，增加不少的工藝成本，而且在實際施工中 很難正好將石料恰到好處嵌入土壤基層內1/4至1/3處，即通過所謂的"嵌釘法"將路面 的兩個結構層咬合在一起，這種物理咬合的效果較差，而且可行性很差。如果能找到一 種行之有效的辦法，解決以土壤為主體的基層存在的整體強度差及其與瀝青面層層間粘 結力差的弊端，就可以極大地拓展固化土在公路工程建設中的應用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，設計一種建設成本低廉的較好耐水性、 強度好、耐候性優良的道路路面修建方法。
本發明是這樣實現的
—種道路路面修建方法，其特征是該方法包含如下步驟 (l)首先，在土壤中摻加固化土總重2 6%的石灰或水泥，量取固化土總重 0.01 0.05%的康來達CS-1 土壤固化劑和0.1 0.5%的康來達CS-4 土壤固化劑，將其 稀釋在100 300倍重量的水中得到固化劑稀釋液，將固化劑稀釋液噴灑在土壤中，拌合 均勻，用人工或機械整平，壓實到壓實度達96%以上，得到穩定土基層；
(2)然后，量取固化土總重0.01 0.1%的康來達CS-SEAL封閉劑，將其稀釋在 20 100倍重量的水中得到封閉劑稀釋液，將封閉劑稀釋液噴灑在穩定土基層表面上， 封閉劑與土壤顆粒以及土壤顆粒中的土壤固化劑發生系列化學反應生成密實、防水，并 可與瀝青面層形成良好層間粘結的封閉層； (3)最后，在上述封閉層上，按照常規方式鋪設瀝青面層，即得到道路路面。
在本發明中，可以先在土壤中摻加固化土總重2 6%的石灰或水泥，拌合成預 混料，量取固化土總重0.01 0.05%的康來達CS-1土壤固化劑和0.1 0.5%的康來達 CS-4土壤固化劑，將其稀釋在100 300倍重量的水中得到固化劑稀釋液，將固化劑稀 釋液噴灑在預混料中，拌合均勻，用人工或機械整平，壓實到壓實度達96%以上，得到 穩定土基層。穩定土基層的厚度一般為15 20cm。 在實踐中，根據不同的土壤，所用石灰或水泥、康來達CS-1土壤固化劑、康來 達CS-4土壤固化劑、康來達CS-SEAL封閉劑可以不限于上述上、下限的用量。
該方法使用的石灰為消石灰或生石灰粉。消石灰中不得含有未消解的生石灰顆 粒，石灰等級一般不得低于三級。所用水泥為普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山 灰質硅酸鹽水泥，不得使用快硬水泥、早強水泥及受潮變質的水泥。 該方法中使用的康來達CS-1 土壤固化劑和康來達CS-4土壤固化劑和康來達 CS-SEAL封閉劑，屬于四川康來達貿易發展有限公司研制并成功上市的土壤固化劑和路 面基層封閉劑。康來達CS-1土壤固化劑是由萜烯類化合物的磺化物、縮醛類減縮劑以及 PH調節劑等組成。康來達CS-1 土壤固化劑的作用的機理是利用強離子來破壞土壤顆粒 表面的雙電層結構。將原本吸附在土壤顆粒表面、親水性的陽離子替換掉，代之以親水 性較低、粘結力較強的其它金屬離子及其水合物，改變土壤顆粒表面的電化學特性，減 弱土壤與水的結合力，從根本上，使土壤顆粒的表面具有疏水性，在壓力作用下使得土 壤形成強度和良好的抗水性能。 但僅采用單一固化劑的穩定土基層固結性較差，在稍惡劣的氣候環境中難以經 受長期的行車荷載作用。為此，還需要聯合使用一種能提升固化土固結性能的聚合物型 土壤固化劑來彌補這種缺陷。康來達CS-4土壤固化劑主要由水溶性酚醛樹脂、聚丙烯酰 胺、三聚磷酸鹽、硅酸鹽及減縮劑等組成。利用聚合物交聯形成立體結構包裹和膠結土 粒，穩定土基層通過這種膠結作用而固結起來，得到較好的抗壓強度。
康來達CS-SEAL基層封閉劑，主要是由硬脂酸鹽、含硫的化合物以及瀝青改性 物等組成。封閉劑包含的齊聚物滲入表層內，其中的含硫的化合物與土壤中的金屬離子 形成螯合物交聯結構，并與已經分散在基層中的固化劑進一步發生化學反應，生成一層 密實、防水，并可以與瀝青面層形成良好層間粘結的封閉層。解決了面層與穩定土基層 的層間結合問題，避免了以土壤為主料修建的穩定土基層存在的基層表面與瀝青面層粘 結能力弱，層間剪切強度差而容易產生面層推移、車轍及臃包等病害現象。
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本發明的優點及效果是本發明方法包括一層15 20cm厚的基于固化土壤的 穩定土基層， 一層以康來達CS-SEAL封閉劑形成的封閉層，和一層2 3.5cm厚的普 通瀝青面層。使固化土形成組合式固化體系，兩種固化劑協同作用，提高基層抗水滲透 能力和固結能力，形成性能優異的穩定土基層。此方法較好地解決了利用土壤固化劑修 建以土壤為主體材料的道路存在的抗水性、固結性能差的弊端。本發明方法提出了一種 簡單易行的化學方法，解決了穩定土基層與瀝青面層的層間粘結難題，封閉劑包含的齊 聚物滲入表層內，其中的含硫化合物與土壤中的金屬離子形成螯合物交聯結構，并與已 經分散在基層中的固化劑進一步發生化學反應，生成一層密實、防水，并可以與瀝青面 層形成良好層間粘結的封閉層。這個封閉層， 一方面能為穩定土基層提供不透水的保護 層，增強路面抗水性，另一方面，避免了以土壤為主料修建的穩定土基層大多存在的基 層表面與瀝青面層粘結能力弱，層間剪切強度差而容易產生面層推移、車轍及壅包等病 害。
具體實施方式
實例1
組成與配方 土壤沿路取原狀土，塑性指數為9.5，原狀土含35%骨料
康來達CS-1 土壤固化劑固化土總重的0.015%
康來達CS-4 土壤固化劑固化土總重的0.15%
康來達CS-SEAL:固化土總重的0.07%
生石灰固化土總重的5% 在土壤中摻入配方量的石灰，拌合，形成混合料，將配方量的CS-l和CS-4固化 劑稀釋在200倍的水中，攪拌均勻后噴灑到上述混合料里，拌合、攤鋪、碾壓，壓實度 達到97%，形成15cm厚的穩定土基層，再將配方量CS-SEAL稀釋在100倍水中，噴灑 形成封閉層，在上述封閉層上進行常規的瀝青表處方法鋪設3cm的瀝青面層。
按照交通部頒JTJ057《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》中有關規范 和方法進行檢測(下同)，該基層7天浸水無側限抗壓強度達到1.38Mpa，代表彎沉值為 76.9(10-2mm)，鋪設該基層前其代表彎沉值為179(10-2mm)。
實例2
組成與配方 土壤沿路取原狀土，塑性指數為17，原狀土骨料含量為61.5%
康來達CS-1 土壤固化劑固化土總重的0.015%
康來達CS-4 土壤固化劑固化土總重的0.03%
康來達CS-SEAL:固化土總重的0.07%
生石灰固化土總重的4% 在土壤中摻入配方量石灰，拌合，形成混合料，將配方量的CS-l和CS-4稀 釋在200倍的水中，攪拌均勻后噴灑到上述混合料里，拌合、攤鋪、碾壓，壓實度達到 98.5%，形成20cm厚的穩定土基層，再將配方量CS-SEAL稀釋在50倍水中，噴灑在
上述基層上形成一層封閉層，在上述封閉層上利用常規的碎石瀝青同步封層機封層法鋪
5設2cm厚的瀝青磨耗面層。基層7天浸水無側限抗壓強度達到1.17MPa，代表彎沉值為 58.4(10-2mm)。
實例3
組成與配方 土壤沿路取原狀土，塑性指數為7.5，無骨料
康來達CS-1 土壤固化劑固化土總重的0.01%
康來達CS-4 土壤固化劑固化土總重的0.3%
康來達CS-SEAL:固化土總重的0.1%
水泥固化土總重的6% 將配方量的CS-1和CS-4稀釋在200倍的水中，攪拌均勻后噴灑在土料上，拌 合。在上述拌合料中摻入配方量水泥，拌合至均勻，攤鋪、碾壓，壓實度達到96%，形 成17cm厚的穩定土基層，再將配方量CS-SEAL稀釋在25倍水中，噴灑在上述基層上形 成封閉層，在上述封閉層上進行6cm厚的瀝青混凝土面層。該基層7天浸水無側限抗壓 強度達到0.86MPa， 7天浸水無側限抗壓強度達到1.04Mpa，代表彎沉值為90.8(10-2mm)。
實例4
組成與配方 土壤沿路取原狀土，塑性指數為12.5，原狀土含40%骨料
康來達CS-1 土壤固化劑固化土總重的0.015%
康來達CS-4 土壤固化劑固化土總重的0.4%
康來達CS-SEAL:固化土總重的0.1%
石灰固化土總重的6% 在土壤中摻入配方量石灰，拌合，形成混合料，將配方量的CS-l和CS-4稀 釋在280倍的水中，攪拌均勻后噴灑到上述混合料里，拌合、攤鋪、碾壓，壓實度達到 98.5%，形成20cm厚的穩定土基層，再將配方量CS-SEAL稀釋在40倍水中，噴灑在 上述基層上形成一層封閉層，在上述封閉層上鋪設瀝青面層。該面層包括按常規方法 鋪設的6cm厚的瀝青混凝土下面層和1.2cm厚的稀漿封層上面層。基層代表彎沉值為 62.4(10—2mm)。
權利要求
一種道路路面修建方法，其特征是該方法包含如下步驟(1)首先，在土壤中摻加固化土總重2～6％的石灰或水泥，量取固化土總重0.01～0.05％的康來達CS-1土壤固化劑和0.1～0.5％的康來達CS-4土壤固化劑，將其稀釋在100～300倍重量的水中得到固化劑稀釋液，將固化劑稀釋液噴灑在土壤中，拌合均勻，用人工或機械整平，壓實到壓實度96％以上，得到穩定土基層；(2)然后，量取固化土總重0.01～0.1％的康來達CS-SEAL封閉劑，將其稀釋在20～100倍重量的水中得到封閉劑稀釋液，將封閉劑稀釋液噴灑在穩定土基層表面上，封閉劑與土壤顆粒以及土壤顆粒中的土壤固化劑發生系列化學反應生成密實、防水，并可與瀝青面層形成良好層間粘結的封閉層；(3)最后，在上述封閉層上，按照常規方式鋪設瀝青面層，即得到道路路面。
全文摘要
一種道路路面修建方法，其特征是該方法包含如下步驟(1)在土壤中摻加固化土總重2～6％的石灰或水泥，量取固化土總重0.01～0.05％的康來達CS-1土壤固化劑和0.1～0.5％的康來達CS-4土壤固化劑，將其稀釋在100～300倍重量的水中得到固化劑稀釋液，將固化劑稀釋液噴灑在土壤中，拌合均勻，用人工或機械整平，壓實到壓實度96％以上，得到穩定土基層；(2)量取固化土總重0.01～0.1％的康來達CS-SEAL封閉劑，將其稀釋在20～100倍重量的水中得到封閉劑稀釋液，將封閉劑稀釋液噴灑在穩定土基層表面上，生成密實并可以與瀝青形成良好層間粘結的封閉層；(3)在上述封閉層上，按照常規方式鋪設瀝青面層。
文檔編號E01C7/36GK101691735SQ200910178760
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月26日 優先權日2009年9月26日
發明者盧從文 申請人:盧從文