CN102923994A

CN102923994A - 路基缺失快速回填固结的方法

Info

Publication number: CN102923994A
Application number: CN2012104650669A
Authority: CN
Inventors: 韦灼彬; 高屹; 刘立洁; 韩爽; 莫冀
Original assignee: Individual
Current assignee: Navy Service College Of P L A
Priority date: 2012-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN102923994B

Abstract

本发明公开了一种路基缺失快速回填固结的方法，能够快速修复缺失路基。包括下述步骤：将双组份聚氨酯发泡液灌注到回填集料中，均匀充实到所有空隙并发泡形成硬泡，形成发泡体与回填集料夹杂的混凝土；所述双组份聚氨酯发泡液由A组份和B组份组成，其中的A组份为带异氰酸酯基的发泡液，B组份主体为固化剂，并按发泡要求预先掺加发泡催化剂，A组份和B组份之间的质量比为1:1。本发明的方法通过将发泡液灌注到回填集料中，使发泡液均匀填充到回填集料中，并发泡形成发泡体与回填集料夹杂的路基结构稳定体，能够快速修复缺失路基，突破了机械压实固结稳定的时效限制，回填速度快，可以提高抗灾救灾的效率，迅速恢复正常的生产和生活秩序。

Description

路基缺失快速回填固结的方法

技术领域

本发明涉及一种路基缺失快速回填固结的方法。

背景技术

由于地震、海啸、洪水等自然灾害的摧残和战争中高技术精确制导武器的打击，公路、机场等不可避免造成破坏和毁伤，严重制约和影响基本功能的发挥。在洪水、地震和海啸等自然灾害的破坏下，路基缺失往往为大面积下陷、塌方、流失等；在高技术精确制导武器打击下，路基缺失往往为大体量、高密集弹坑。对于路基的缺失需要回填固结进行修复。目前的回填固结技术一般是分层回填并轧实或夯实，费时费力，造成修复困难，致使交通长时间中断。且由于受到轧实或夯实影响深度的限制，在使用过程中往往因时间和环境变化不可避免地发生沉陷，致使抢修不可能一劳永逸。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能够快速修复缺失路基的方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，包括下述步骤：

将双组份聚氨酯发泡液灌注到回填集料中，均匀充实到所有空隙并发泡形成硬泡，形成发泡体与回填集料夹杂的混凝土；所述双组份聚氨酯发泡液由A组份和B组份组成，其中的A组份为带异氰酸酯基的发泡液，B组份主体为固化剂，并按发泡要求预先掺加发泡催化剂，A组份和B组份之间的质量比为1:1。

双组份聚氨酯发泡液与回填集料单位体积用量可以按回填集料的孔隙率、材料比重、双组份聚氨酯发泡液的发泡倍数和回填总体积进行控制，以能够使所形成的发泡体与回填集料夹杂的混凝土达到要求的强度为准。以回填集料采用碎石为例，回填集料的空隙率为40-50%，回填集料与双组份聚氨酯发泡液满足如下关系，A组份：B组份：碎石=1:1:10-15。

其中，A组份为带异氰酸酯基的聚氨酯半预聚物的多元聚合物，成份为多异氰酸酯（nOCN-R-NCO）。

所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份可以为甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯通过交联反应自身聚合形成，B组份为由带羟基的聚醚树脂、环氧树脂、强度增强剂及发泡催化剂组成的多元混合物，所述双组份聚氨酯发泡液的发泡倍数为2.5-3.0倍，所述双组份聚氨酯发泡液灌注前的温度为30-45℃。

当所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份采用甲苯二异氰酸酯通过交联反应自身聚合形成时，按A组份总质量计的组成为：甲苯二异氰酸酯（TDI，CASNo:584-84-9）65-70%，六亚甲基-1,6-二异氰酸酯（HMDI,CAS No:822-06-0）10-15%，甲基异氰酸酯（MIC,CAS No:624-83-9）10-15%，二甲苯8-10%，防沉剂＜2%，有机锡类稳定剂＜1%。有机锡类稳定剂用于改善室外的耐候性

当所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份采用二苯甲烷二异氰酸酯通过交联反应自身聚合形成时，按A组份总质量计的组成为：二苯甲烷二异氰酸酯（MDI，CAS No:101-68-8）55-60%，六亚甲基-1,6-二异氰酸酯15-20%，甲基异氰酸酯15-20%，二甲苯8-10%，防沉剂＜3%，有机锡类稳定剂≤1%。

上述防沉剂采用N-甲基吡咯烷酮：BYK-410。

有机锡类稳定剂可采用马来酸酯丁基锡、二月桂酸二丁基锡或马来酸甲酯丁基锡（冬季低温适用）。

所述双组份聚氨酯发泡液中的B组份中按B组份总质量计的组成为：带羟基的聚醚树脂90-95%、环氧树脂4-10%、强度增强剂＜2%，发泡催化剂＜2%。

所述带羟基的聚醚树脂按B组份总质量计由50-55%的六羟基聚氧化丙烯醚和40-45%的三羟基聚氧化丙烯醚组成。

所述发泡催化剂为胺类，具体为二甲基乙醇胺、NN-二甲基环已胺、NN-二甲基已胺醚中的任一种。按B组份总质量计：二甲基乙醇胺＜2%，NN-二甲基环已胺0.5-1%，NN-二甲基已胺醚1-1.5%。

所述强度增强剂用于增强强度，可以选用萤石粉或硅油，按B组份总质量计：萤石粉为2%，硅油＜1%。

所述回填集料为粒径30-50mm的碎石，快速回填作业时，可将破碎混凝土、孔洞周边散落物（砂、土、碎石）作为底基层预先回填并适当碾压，尔后回填碎石。

所述环氧树脂主要采用具有粘接、固化功能的环氧树脂，如EP类环氧树脂，可以选用EP-12、EP-13、EP-16、EP-20等。

既可分层回填，边回填边浇灌双组份聚氨酯液料；也可一次填满后浇灌双组份聚氨酯液料，发泡回填过程无需进行夯实碾压。

双组份聚氨酯液料浇灌既可以从回填层表面喷洒，使其从上向下渗透；也可用导管直接注入回填体底部，使其由下至上充盈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明具有下述技术效果：

1、本发明的方法通过将发泡液灌注到回填集料中，使发泡液均匀填充到回填集料中，并发泡形成发泡体与回填集料夹杂的路基结构稳定体，能够快速修复缺失路基，突破了机械压实固结稳定的时效限制，回填速度快，可以提高抗灾救灾的效率，迅速恢复正常的生产和生活秩序，稳定民心，确保民生。

2、本发明的方法通过合理选择双组份材料和适当调整双组份比例，从而控制发泡时间和发泡率，使其充实所有空隙并形成硬泡，从而形成发泡体与回填散料夹杂的“混凝土”，能够满足路基的使用要求。改变了传统的路基缺失回填施工方法，能够保持回填体不随时间和环境条件变化而沉陷，提高了道路服务的长期性和可靠性，并使抢修后临时应急使用与灾（战）后长期使用协调一致。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

快速回填作业时，将破碎混凝土、孔洞周边散落物（砂、土、碎石）作为底基层预先回填并适当碾压，尔后回填碎石。回填碎石的粒径30-50mm，回填碎石的孔隙率为43%。

A组份的制备：A组份由甲苯二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、甲基异氰酸酯、二甲苯、BYK-410、马来酸酯丁基锡组成，分别占A组份总质量的68%、11%、11%、8%、1.5%、0.5%。将上述组份混合，搅拌均匀，放入贮料罐A中。

B组份的制备：B组份由六羟基聚氧化丙烯醚、三羟基聚氧化丙烯醚、EP12、萤石粉、二甲基乙醇胺组成，分别占B组份总质量的50%、40%、7%、1.5%、1.5%。将上述组份混合，搅拌均匀，放入贮料罐B中。

将位于不同贮料罐中的A组份和B组份分别加热到30-45℃左右，并搅拌均匀，再经过滤，之后由两台计量泵把A组份和B组份分别输送到各自的专用浇注头，A组份和B组份经各自的专业浇注头均匀高速喷出混合后，灌注到回填碎石的空隙中，浇注过程控制液料温度为30-45℃。其中，发泡回填单位体积的质量比按照A组份：B组份：碎石=1:1:12的比例控制。

A组分与B组分混合后外观为棕褐色液体；密度：1.00-1.30g/cm³；Pa.S：0.1-0.8；固体含量：70-85%。

通过上述组份中发泡催化剂及发泡温度的控制，双组份聚氨酯发泡液由液态变为固态的时间在15-30分钟，开始发泡到发泡稳定的时间为30分钟左右，回填稳定体发泡率为1.5倍左右，这样，有利于保障双组份聚氨酯发泡液能够充分均匀的进入到每个空隙中，使得发泡均匀，有利于保障形成硬泡后的强度满足要求。双组份聚氨酯发泡液的发泡倍数为2.5-3.0倍。形成发泡体与回填集料夹杂的混凝土。

可分层回填，边回填边浇灌双组份聚氨酯发泡液，不宜一次填满后浇灌。

另外,不借助机械设备时，也可进行人工分层浇注，回填集料分层按30-40cm厚度分层后逐层完成浇注预先准备的双组份聚氨酯发泡液。

实施例2

实验方法与实施例1相同，其中：回填碎石的孔隙率为45%。

A组份的制备：A组份由甲苯二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、甲基异氰酸酯、二甲苯、BYK-410、二月桂酸二丁基锡组成，分别占A组份总质量的70%、10%、10%、8.4%、1%、0.6%。

B组份的制备：B组份由六羟基聚氧化丙烯醚、三羟基聚氧化丙烯醚、EP20、硅油、NN-二甲基环已胺组成，分别占B组份总质量的53%、42%、4%、0.5%、0.5%。

发泡回填单位体积的质量比按照A组份：B组份：碎石=1:1:15的比例控制。

实施例3

实验方法与实施例1相同，其中：回填碎石的孔隙率为40%。

A组份的制备：A组份由二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、甲基异氰酸酯、二甲苯、BYK-410、马来酸甲酯丁基锡组成，分别占A组份总质量的56%、16%、16%、9%、2%、1%。

B组份的制备：B组份由六羟基聚氧化丙烯醚、三羟基聚氧化丙烯醚、EP13、硅油、NN-二甲基已胺醚组成，分别占B组份总质量的50%、43%、5%、1%、1%。

发泡回填单位体积的质量比按照A组份：B组份：碎石=1:1:10的比例控制。

实施例4

实验方法与实施例1相同，其中：回填碎石的孔隙率为43%。

A组份的制备：A组份由二苯甲烷二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、甲基异氰酸酯、二甲苯、BYK-410、二月桂酸二丁基锡组成，分别占A组份总质量的58%、15%、15%、10%、1.5%、0.5%。

B组份的制备：B组份由六羟基聚氧化丙烯醚、三羟基聚氧化丙烯醚、EP13、硅油、二甲基乙醇胺发泡催化剂组成，分别占B组份总质量的50%、43%、5%、0.5%、1.5%。

发泡回填单位体积的质量比按照A组份：B组份：碎石=1:1:12的比例控制。

上述实施例，常温下发泡稳定后2h内对形成聚氨酯发泡碎石稳定体进行物理性能检测，稳定体抗折强度：2.0-4.0MPa；抗渗性：2.0-1.0MPa，无渗漏；发泡稳定体无侧限抗压强度：4.0-8.0MPa；发泡固结稳定体弹性模量：2.0×10³-4.0×10³MPa；粘结强度：8.0-10.0MPa；耐热性：＞100℃，满足路基要求的机械性能。发泡稳定体5小时内无开裂和剥落。

Claims

1.一种路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，包括下述步骤：

2.根据权利要求1所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，回填集料为碎石，回填集料的空隙率为40-50%，回填集料与双组份聚氨酯发泡液满足如下关系，A组份：B组份：碎石=1:1:10-15。

3.根据权利要求1或2所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份为甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯通过交联反应自身聚合形成，B组份为由带羟基的聚醚树脂、环氧树脂、强度增强剂及发泡催化剂组成的多元混合物，所述双组份聚氨酯发泡液的发泡倍数为2.5-3倍，所述双组份聚氨酯发泡液灌注前的温度为30-45℃。

4.根据权利要求3所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份中按A组份总质量计的组成为：甲苯二异氰酸酯65-70%，六亚甲基-1,6-二异氰酸酯10-15%，甲基异氰酸酯10-15%，二甲苯8-10%，防沉剂＜2%，有机锡类稳定剂＜1%。

5.根据权利要求3所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述双组份聚氨酯发泡液中的A组份中按A组份总质量计的组成为：二苯甲烷二异氰酸酯55-60%，六亚甲基-1,6-二异氰酸酯15-20%，甲基异氰酸酯15-20%，二甲苯8-10%，防沉剂＜3%，有机锡类稳定剂≤1%。

6.根据权利要求1或2所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述双组份聚氨酯发泡液中的B组份中按B组份总质量计的组成为：带羟基的聚醚树脂90-95%、环氧树脂4-10%、强度增强剂＜2%，发泡催化剂＜2%。

7.根据权利要求6所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述带羟基的聚醚树脂按B组份总质量计由50-55％的六羟基聚氧化丙烯醚和40-45%的三羟基聚氧化丙烯醚组成。

8.根据权利要求6所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述发泡催化剂为胺类。

9.根据权利要求8所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述发泡催化剂为二甲基乙醇胺、NN-二甲基环已胺、NN-二甲基已胺醚中的任一种，按B组份总质量计：二甲基乙醇胺＜2%，NN-二甲基环已胺0.5-1%，NN-二甲基已胺醚1-1.5%。

10.根据权利要求7所述的路基缺失快速回填固结的方法，其特征在于，所述强度增强剂为萤石粉或硅油，按B组份总质量计：萤石粉为2%，硅油＜1%。