CN108864847A - 用于高寒地区路基防冻融施工方法 - Google Patents

用于高寒地区路基防冻融施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高寒地区路基防冻融施工方法，在原冻土层上依次铺设泡沫轻质层、防水层、保温隔热层、基层和路面层，所述路面层表面均匀地喷涂有一层厚度为200mm的反射层，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30‑40份聚丙酸树脂、10‑20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10‑20份马来酸二丁酯‑乙酸乙烯共聚物、2‑6份3‑缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4‑9份硅酸、1‑5份金红石型二氧化钛、5‑10份膨胀珍珠岩、2‑6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1‑3份羟乙基纤维素、5‑10份纳米空心玻璃纤维；使路基以下的多年冻土上限不下降或富冰以下冻土允许上限少量下降，延缓路基以下多年冻土的融化速率。

Description

用于高寒地区路基防冻融施工方法
技术领域
本发明涉及路基防冻融，具体涉及一种用于高寒地区路基防冻融施工方法。
背景技术
在很多寒冷地区，特别是我国的东北和西部高原地区，存在很多的冻土。冻土是指具有负温和含冰的土体和岩石，按生存时间主要分为多年冻土和季节冻土。我国多年冻土面积约占国土面积的22.4％，是世界第三冻土大国。冻土中由于冰以及未冻水的存在，其性质极其复杂且对温度极为敏感。道路工程施工以及全球变暖都会引起冻土的升温，给路基带来融沉病害，严重危害多年冻土区道路的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于高寒地区路基防冻融施工方法，使路基以下的多年冻土上限不下降或富冰以下冻土允许上限少量下降，延缓路基以下多年冻土的融化速率。
本发明的用于高寒地区路基防冻融施工方法，在原冻土层上依次铺设泡沫轻质层、防水层、保温隔热层、基层和路面层，所述路面层表面均匀地喷涂有一层厚度为200mm的反射层，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30-40份聚丙酸树脂、10-20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10-20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、2-6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4-9份硅酸、1-5份金红石型二氧化钛、5-10份膨胀珍珠岩、2-6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1-3份羟乙基纤维素、5-10份纳米空心玻璃纤维；
所述保温隔热层原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青4-8份、40-50份粉煤灰、10-20份粘土、5-10份脂肪酸盐、1-10份二氧化硅气凝胶、5-10份明矾、3-8份白榴石、0.5-2份稀土氧化物微粉、1-5份甲基硅醇钠、1-5份聚乙烯醇、0.5-3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上；
进一步，所述保温隔热层的厚度为10cm，所述基层为15cm的混凝土；
进一步，所述面层采用厚度为100mm的钢纤维混凝土复合材料制成；
进一步，所述泡沫轻质层中气泡的体积含有率为40％～70％；
进一步，所述反射层原料按重量份包括以下组分：35份聚丙酸树脂、15份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、15份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、4份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、7份硅酸、3份金红石型二氧化钛、7份膨胀珍珠岩、4份氧化铟微粉、2份羟乙基纤维素、7份纳米空心玻璃纤维；
所述保温隔热层原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青6份、45份粉煤灰、15份粘土、8份脂肪酸盐、6份二氧化硅气凝胶、8份明矾、5份白榴石、1份稀土氧化物微粉、3份甲基硅醇钠、3份聚乙烯醇、1.5份分散剂；
进一步，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺，所述氧化铟微粉经水溶性锡盐酸化处理加热制得。
本发明的有益效果是：本发明的用于高寒地区路基防冻融施工方法，
利用各层结构以及反射出和保温隔热层材料的特殊性能，实现冷季大量吸入冷能的同时，有效限制暖季的吸热量，大幅提高了路基在一个冻融周期内的净放热量，可较好地切断原冻土与外界的能量交换，起到隔热保温的效果，从而更加有效地降低路基下伏冻土的温度，使路基以下的多年冻土上限不下降或富冰以下冻土允许上限少量下降，延缓路基以下多年冻土的融化速率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，在原冻土层6上依次铺设泡沫轻质层5、防水层4、保温隔热层3、基层2和路面层1，所述路面层1表面均匀地喷涂有一层厚度为200mm的反射层，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30-40份聚丙酸树脂、10-20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10-20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、2-6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4-9份硅酸、1-5份金红石型二氧化钛、5-10份膨胀珍珠岩、2-6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1-3份羟乙基纤维素、5-10份纳米空心玻璃纤维；
所述保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青4～8份、40-50份粉煤灰、10-20份粘土、5-10份脂肪酸盐、1-10份二氧化硅气凝胶、5-10份明矾、3-8份白榴石、0.5-2份稀土氧化物微粉、1-5份甲基硅醇钠、1-5份聚乙烯醇、0.5-3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上；通过面层的反射层和路基中的保温隔热层的特殊性能，实现对路基的保温隔热效果，防止冻融的发生。
本实施例中，所述保温隔热层3的厚度为10cm，所述基层2为15cm的混凝土。
本实施例中，所述面层采1用厚度为100mm的钢纤维混凝土复合材料制成，所述面层1表面均匀地喷涂有一层厚度为200mm的由红外反射颜料制成的红外反射层；由于所述面层1表面采用了钢纤维混凝土复合材料，显著改善了混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳的性能，并有较好延性，保证了高寒地区混凝土路面的质量，并且所述面层1喷涂了红外反射颜料，以减少所述高寒地区混凝土路面的吸热量。
本实施例中，所述泡沫轻质层5中气泡的体积含有率为40％～70％；，气泡的体积含有率可高达40％～70％，气泡的含有率大，不但容重小，减震性能好，而且导热系数小，隔热、隔音效果好，抗冻融性能强。
本实施例中，所述反射层原料按重量份包括以下组分：35份聚丙酸树脂、15份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、15份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、4份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、7份硅酸、3份金红石型二氧化钛、7份膨胀珍珠岩、4份氧化铟微粉、2份羟乙基纤维素、7份纳米空心玻璃纤维；
保温隔热层原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青6份、45份粉煤灰、15份粘土、8份脂肪酸盐、6份二氧化硅气凝胶、8份明矾、5份白榴石、1份稀土氧化物微粉、3份甲基硅醇钠、3份聚乙烯醇、1.5份分散剂；
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺，所述氧化铟微粉经水溶性锡盐酸化处理加热制得。
实施例一
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30份聚丙酸树脂、10份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、2 3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4份硅酸、1份金红石型二氧化钛、5份膨胀珍珠岩、2份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1份羟乙基纤维素、5份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青4份、40份粉煤灰、10份粘土、5份脂肪酸盐、1份二氧化硅气凝胶、5份明矾、3份白榴石、0.5份稀土氧化物微粉、1份甲基硅醇钠、1份聚乙烯醇、0.5份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
实施例二
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：40份聚丙酸树脂、20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、9份硅酸、5份金红石型二氧化钛、10份膨胀珍珠岩、6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、3份羟乙基纤维素、10份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青8份、50份粉煤灰、20份粘土、10份脂肪酸盐、10份二氧化硅气凝胶、10份明矾、8份白榴石、2份稀土氧化物微粉、5份甲基硅醇钠、5份聚乙烯醇、3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
实施例三
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30份聚丙酸树脂、20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4份硅酸、5份金红石型二氧化钛、5份膨胀珍珠岩、6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1份羟乙基纤维素、10份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青4份、50份粉煤灰、10份粘土、10份脂肪酸盐、1份二氧化硅气凝胶、10份明矾、3份白榴石、2份稀土氧化物微粉、1份甲基硅醇钠、5份聚乙烯醇、0.5份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
实施例四
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：40份聚丙酸树脂、10份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、2份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、9份硅酸、1份金红石型二氧化钛、10份膨胀珍珠岩、2份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、3份羟乙基纤维素、5份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青8份、40份粉煤灰、20份粘土、5份脂肪酸盐、10份二氧化硅气凝胶、5份明矾、8份白榴石、0.5份稀土氧化物微粉、5份甲基硅醇钠、1份聚乙烯醇、3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
实施例五
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：35份聚丙酸树脂、10份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、4份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4份硅酸、5份金红石型二氧化钛、9份膨胀珍珠岩、2份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、3份羟乙基纤维素、6份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青5份、45份粉煤灰、10份粘土、10份脂肪酸盐、2份二氧化硅气凝胶、6份明矾、3份白榴石、2份稀土氧化物微粉、2份甲基硅醇钠、2份聚乙烯醇、3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
实施例六
本实施例的用于高寒地区路基防冻融施工方法，所述反射层原料按重量份包括以下组分：35份聚丙酸树脂、15份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、15份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、4份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、7份硅酸、3份金红石型二氧化钛、7份膨胀珍珠岩、4份氧化铟微粉、2份羟乙基纤维素、7份纳米空心玻璃纤维；
其保温隔热层3原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青6份、45份粉煤灰、15份粘土、8份脂肪酸盐、6份二氧化硅气凝胶、8份明矾、5份白榴石、1份稀土氧化物微粉、3份甲基硅醇钠、3份聚乙烯醇、1.5份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
本实施例中，所述分散剂为二烷基氨基烷基胺。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：在原冻土层上依次铺设泡沫轻质层、防水层、保温隔热层、基层和路面层，所述路面层表面均匀地喷涂有一层厚度为200mm的反射层，所述反射层原料按重量份包括以下组分：30-40份聚丙酸树脂、10-20份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、10-20份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、2-6份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、4-9份硅酸、1-5份金红石型二氧化钛、5-10份膨胀珍珠岩、2-6份氧化铟微粉(经水溶性锡盐酸化处理加热获得)、1-3份羟乙基纤维素、5-10份纳米空心玻璃纤维；
所述保温隔热层原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青4-8份、40-50份粉煤灰、10-20份粘土、5-10份脂肪酸盐、1-10份二氧化硅气凝胶、5-10份明矾、3-8份白榴石、0.5-2份稀土氧化物微粉、1-5份甲基硅醇钠、1-5份聚乙烯醇、0.5-3份分散剂，所述二氧化硅气凝胶通过下述方式制得：将硅溶胶、乙醇、水、盐酸混合恒温反应制得醇凝胶，先用乙醇溶液浸泡醇凝胶，再温度为60℃下恒温24小时以上，再用正硅酸乙酯的乙醇醇溶液浸泡醇醇凝胶，在温度为70℃下恒温干燥72小时以上。
2.根据权利要求1所述的用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：所述保温隔热层的厚度为10cm，所述基层为15cm的混凝土。
3.根据权利要求2所述的用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：所述面层采用厚度为100mm的钢纤维混凝土复合材料制成。
4.根据权利要求3所述的用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：所述泡沫轻质层中气泡的体积含有率为40％～70％。
5.根据权利要求4所述的用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：所述反射层原料按重量份包括以下组分：35份聚丙酸树脂、15份聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、15份马来酸二丁酯-乙酸乙烯共聚物、4份3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、7份硅酸、3份金红石型二氧化钛、7份膨胀珍珠岩、4份氧化铟微粉、2份羟乙基纤维素、7份纳米空心玻璃纤维；
所述保温隔热层原料按重量份包括以下组分：
乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青6份、45份粉煤灰、15份粘土、8份脂肪酸盐、6份二氧化硅气凝胶、8份明矾、5份白榴石、1份稀土氧化物微粉、3份甲基硅醇钠、3份聚乙烯醇、1.5份分散剂。
6.根据权利要求5所述的用于高寒地区路基防冻融施工方法，其特征在于：所述分散剂为二烷基氨基烷基胺，所述氧化铟微粉经水溶性锡盐酸化处理加热制得。
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