CN201109894Y - 一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构 - Google Patents

Abstract

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，为市政工程建设技术领域。它是以道路的原基础结构层或道路新的基础结构层为基体(1)，在(1)上表面摊铺和碾压经过土壤固化剂固化的土壤结构层或经过土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层(2)，在(2)的上表面喷洒乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层(3)，在(3)的上表面摊铺和碾压路面联结结构层或黑色沥青混凝土结构层或彩色沥青混凝土结构层(4)，或在路面联结结构层(4)的上表面摊铺和碾压黑色沥青混凝土结构面层(5)，或在(5)的上表面摊铺和碾压彩色沥青混凝土结构面层(6)，其适用于主干路、次干路、支路和人行步道，风景区、公园、广场、住宅小区、休闲场所、庭院等处使用。

Description

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构

本实用新型一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，施工工艺简捷，适用范围广泛，符合环保要求。

一、所属技术领域

属于市政工程范畴，为市政工程建设技术领域。

二、背景技术

1、对本实用新型“一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构”的理解。

当土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，即发生一系列物理化学反应。首先，在土壤中大量形成富含结晶水的针状结晶体，穿插在土壤颗粒孔隙间形成强度骨架。其次，硅酸盐类水化物填充在强度骨架之中使固化体系进一步密实。最后，在激发剂的作用下土壤固化剂和部分土壤颗粒进行化学反应，使加固土具有不可逆的良好的耐久性。土壤固化剂的固化机理应概括为物理力学过程、化学过程和物理化学过程三个过程。物理力学过程是土壤固化剂在固化土壤时，土壤经过粉碎、筛选、拌和和碾压等施工工艺流程，土体的基本单元在外力的作用下彼此贴近和相互契合，从而减少土体的孔隙率，增大密实度，降低渗水性。这种过程是可逆的，土体的强度会随着外界条件的改变而发生变化。物理力学过程是任何类型的土壤固化剂在固化土壤时所必须的，因为固化土壤的密度和土壤固化剂在土体中的均匀性，对强度的形成具有重要作用。实际上，物理力学过程是固化土体的一种最简单和最基本的方法。而化学过程是指土壤固化剂在固化土壤的过程中，其本身组分发生的化学反应和土壤与土壤固化剂中的某些组分发生的反应等。前者包括无机类土壤固化剂材料本身的水解与水化反应和空气中二氧化碳的碳酸化反应，有机类土壤固化剂的聚合与缩聚反应等。后者土壤固化剂中的组分与土壤颗粒之间的火山灰反应，有机高分子与土壤颗粒表面间的络合反应等。物理化学过程主要是指土壤颗粒与土壤固化剂中各组分的吸附过程，包括物理吸附、化学吸附和物理化学吸附。物理吸附是指在分子力的作用下，土体的基本单元将土壤固化剂中的某些组分吸附在其表面，使其表面自由能得以降低。化学吸附是指吸附剂与被吸附物质之间发生化学反应而生成新的不溶性物质，并在吸附剂与被吸附物质之间形成化学键。物理化学吸附是指土壤固化剂中的某些离子与土体基本单元表面的离子发生了离子交换吸附。在土壤固化剂与土体的物理化学作用过程中，无机类土壤固化剂主要是物理化学吸附。诸如无机类土壤固化剂中的钙盐和镁盐溶解后，钙离子和镁离子与土体基本单元所吸附的钠离子发生交换反应，可以增加土壤颗粒的团聚作用。有机类土壤固化剂主要是物理吸附和化学吸附过程，诸如高分子材料的某些基团与土壤颗粒之间的物理吸附，高分子材料与土壤颗粒之间的化学吸附等。以上三种过程因土壤固化剂的成分不同而不同，但这三种过程并不是相互孤立的，而是相互联系和相互促进的。在这三种过程中，只有化学过程和物理化学过程能使土体的力学性能、抗渗性能、耐久性能等工程性能得以改善，而物理力学过程则是保证化学过程和物理化学过程更好的发挥作用。

本实用新型一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，是在原基础或经过碾压的基础层上铺筑经过土壤固化剂固化的结构层，在土壤固化剂固化的结构层的上表面喷洒乳化沥青或改性乳化沥青，在乳化沥青或改性乳化沥青的上表面碾压铺筑黑色沥青混凝土或彩色沥青混凝土。彩色沥青是采用彩胶结料(彩色沥青)或无色透明沥青(脱色沥青)与各种颜色的石料、着色剂和添加剂等材料在特定的温度下混合搅拌，制备成各种彩色沥青混凝土。黑色沥青混凝土和彩色沥青混凝土，再经过摊铺、碾压而铺筑成具有持久的粘附性及能承受车辆高负荷的压力和推力，符合街、路使用性能的黑色沥青混凝土路面和彩色的沥青混凝土路面。黑色沥青混凝土和彩色沥青混凝土的技术指标：彩胶结料(彩色沥青)或无色透明沥青(脱色沥青)的主要技术指标要达到GB50092-96重交通沥青AH-50和非机动车道AH-90的标准。即针入度(25℃)：40-60，延度(15℃)＞80，软化点(环球法)：45-55。其细粒式黑色沥青混凝土和彩色沥青混凝土的稳定度≥6.0KN，流值为20-40。黑色沥青混凝土路面和彩色沥青混凝土路面，其具有延度高、强度好，低温抗裂，高温不软化、不退色，在阳光下抗老化能力强，有一定的弹性和塑性变形能力，有高度的减振性，与机动车轮胎有较好的附着力，磨擦系数大，制动性能好，不扬尘且容易清扫和冲洗、维修养护方便。

三、发明内容

1、发明本实用新型一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构的目的

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，其利用天然土壤进行固化，就地取材，降低工程造价。防渗效果好，固化层可承受一定的压力，具有一定的耐久性，经水浸泡不发生泥化。其利用了大量的工业废弃物，即节约了原材料，减少沙石用量，又解决了大量的工业废弃物排放和环境污染问题，对生态环境的保护具有积极作用。同时，为有效解决黑色沥青混凝土路面对环境的污染和产生的“热岛”效应；改善普通沥青混凝土路面黑色的单调性与周围景观的失调性；解决黑色沥青混凝土路面对机动车驾驶员警示作用差等问题，本实用新型提供了一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构。

2、一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构解决其技术问题所采用的技术方案

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，它是以道路的原基础结构层或道路新的基础结构层为基体(1)，在道路的原基础结构层或道路新的基础结构层(1)上表面摊铺和碾压经过土壤固化剂固化的土壤结构层或经过土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层(2)，在土壤固化剂固化的土壤结构层或土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层(2)的上表面喷洒乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层(3)，在乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层(3)的上表面摊铺和碾压路面联结结构层或黑色沥青混凝土结构层或彩色沥青混凝土结构层(4)，或在路面联结结构层(4)的上表面摊铺和碾压黑色沥青混凝土结构面层(5)，或在黑色沥青混凝土结构层(5)的上表面摊铺和碾压彩色沥青混凝土结构面层(6)。

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，适用于高速公路、城乡道路、主干路、次干路、支路等各种等级道路和人行步道，风景区、公园、园林景点、街心绿地，广场、住宅小区、休闲场所、庭院等一切需铺筑一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构的地方使用。

3、本实用新型能发光的彩色沥青混凝土路面与现有技术相比的有益效果

一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，其利用天然土壤进行固化，就地取材，降低工程造价。防渗效果好，固化层可承受一定的压力，具有一定的耐久性，经水浸泡不发生泥化。其利用了大量的工业废弃物，即节约了原材料，减少沙石用量，又解决了大量的工业废弃物排放和环境污染问题，对生态环境的保护具有积极作用。其用量少，环保效果好，其主要原材料均为无机物，无毒、无害、无污染，对动物和植物都是安全的，同时具有除臭去味、杀菌消毒、净化水质等多项功能。其成本低廉，原料供应充足且易于采购。其具有良好的街路使用性能，并能起到美化城市和诱导交通的作用，提高交通管理的规范化；其在不同的温度和外部环境作用下，其高温稳定性、抗水损坏性及耐久性均较好，且不出现变形，沥青膜剥落等现象，与基层粘结性良好；其具有色泽鲜艳持久不退色，能耐77℃的高温和-26℃的低温，不扬尘且容易清扫和冲洗，维修养护方便；其具有较强的吸音功能，汽车轮胎在马路上高速滚动时，不会因空气压缩产生强大噪音，同时还能吸收来自外界的其他噪音；其具有良好的弹性和柔性，“脚感”好，具有防滑功能，适合行人散步。本实用新型有黑色、红色、黄色、蓝色、绿色、白色、驼色等多种颜色。本实用新型的色彩主要来自石料自身颜色和少许着色剂，其不但美观，而且轻质馏分发挥极少，符合环保要求，适用广泛。本实用新型能有效地与道路周围的建筑艺术更好地结合，展现一个城市的文化品位和艺术内涵，体现出一个国家或一个地区的特色和风格，起到美化城市和诱导交通的作用。将本实用新型应用于区分不同功能的路段和车道，以提高驾驶员的识别能力，增加道路的通行能力和交通安全。它具有创造舒适环境的效果，给人良好的感受，提高路面的可视度，能有效减少危险区域的交通肇事。本实用新型具有普通沥青混凝土路面的良好性能，有足够的力学强度、一定的弹性和苏醒变形能力，可以美化环境，提升人气，强化城市景观，符合城市建设“绿化、美化、亮化、快化”的要求；其在主干路、次干路等各种等级道路和人行步道，风景区、公园、园林景点、街心绿地，广场，住宅小区、休闲场所、庭院等场所的应用，能创造出较好的社会效益、环境效益和经济效益。

四、附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步说明

图1是本实用新型的剖视图

图中(1)是道路原基础结构层或道路新基础结构层

图中(2)是土壤固化剂固化的土壤结构层或土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层

图中(3)是乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层

图中(4)是路面联结结构层或黑色沥青混凝土结构层或彩色沥青混凝土结构层

图中(5)是黑色沥青混凝土结构面层

图中(6)是彩色沥青混凝土结构面层

五、具体实施方式

首先，是对道路原基础结构层或道路新的基础结构层，按规定切实做好排水和路基处理以及边坡防护工作，确保路基的强度和稳定。人行道、非机动车车行道可执行支路的压实标准。挖方、不填不挖、填方高度小于80cm的原地面，如一层压实达不到规定的压实度要求，必须分层压实。挖方、不填不挖路基，其压实宽度每侧应宽出路床20cm以上。路基土原地面以下的井洞、树根、管沟等障碍必须清出。并分层夯填、压实。其次，将水和符合土壤固化剂固化的土壤与土壤固化剂进行组合，符合土壤固化剂固化的土壤与土壤固化剂按重量份组分100∶6～15的比例用旋耕机或相应设备对其进行搅拌并使其均匀，搅拌均匀后其含水率在14.4～17.8％之间。然后，将搅拌好的物料摊铺在基础结构层的上面进行摊铺，在铺设土壤固化剂固化的土壤土前，要仔细检查道路基础的质量，确保坚实、平整、洁净，同时要对摊铺、压实机械设备的完好状态进行检查，避免因准备不充分而导致施工中停工现象的发生。再次，是对路面联结结构或黑色沥青混凝土结构或彩色沥青混凝土结构的摊铺。在铺设路面联结结构或黑色沥青混凝土结构或彩色沥青混凝土结构前，要仔细检查道路基础层的质量，确保坚实、平整、洁净，同时要对摊铺、压实机械设备的完好状态进行检查，避免因准备不充分而导致施工中停工现象的发生；为提高界面粘结力和减少雨水渗透到路面结构，摊铺前，基层应清扫干净，喷洒乳化沥青或改性乳化沥青，其用量为0.3-0.5Kg/m²；开始摊铺时，严格按照松铺标高用垫块将熨平板垫好，确保起始摊铺厚度满足要求，并根据工期安排，考虑到土壤固化土和路面联结料或黑色沥青混凝土或彩色沥青混凝土的生产、运输、摊铺和碾压能力，确保摊铺连续、将摊铺机的工作速度严格控制在1.5～3.5m/min的范围；对黑色沥青混凝土或彩色沥青混凝土摊铺宽度应调整为全幅摊铺，不间断一次性成型，以保持色泽一致、粒料均匀、美观，摊铺后及时碾压。最后，是对土壤固化土和路面联结料或黑色沥青混凝土或彩色沥青混凝土压实成型。1、压路机械选择：根据工程的工作量大小、施工场地的具体情况，选择好压路机的型号、功率和台数。由于轮胎压路机在彩色沥青混凝土面层上碾压时，其黑色的橡胶轮胎会对彩色沥青混凝土面层造成严重的污染且极易产生粘料现象，故不得采用。2、碾压组合方式：土壤固化土和路面联结料或黑色沥青混凝土或彩色沥青混凝土的压实同样分初压、复压、终压三个阶段进行。初压温度应控制在100℃～125℃，终压温度不低于70℃，碾压过程中应按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。一般正常情况下，根据试验段摊铺后的结果，来确定碾压组合方式。常规做法是：(1)初压由重型压路机在路面上静压1遍后，在带轻振进行碾压1遍，初压即告结束；(2)复压主要工作由轻型压路机来完成，碾压的遍数视现场情况而定，直至压实为止；(3)终压待轻型压路机边脚处理完毕，路面温度降低至80℃时终压开始，由重型压路机静压1-2遍，直至轮迹完全消除则碾压结束。3、碾压过程中应注意的细节：(1)为防止压路机碾压过程中出现的粘料现象，可在压路机的水箱中加入食粮的洗衣粉(0.15kg/m3)对钢轮进行适当的润滑，避免钢轮压路机的粘料现象。(2)为做到文明施工，防止重型压路机因碾压过于靠边而造成路边石破损，在碾压过程中，重型压路机钢轮距路边石不应小于15cm，余下部分由轻型压路机在专人指挥下进行碾压。(3)为防止彩色沥青面层受污染，在碾压前，必须用水冲去粘附在压路机钢轮上的杂物及砂土，确定碾压设备清洁后方可允许进行碾压。同时，碾压结束待温度冷却至常温时才能开放交通。

Claims (1)

1. 一种采用土壤固化剂铺筑的道路结构，其特征是：它是以道路的原基础结构层或道路新的基础结构层为基体(1)，在道路的原基础结构层或道路新的基础结构层(1)上表面摊铺和碾压经过土壤固化剂固化的土壤结构层或经过土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层(2)，在土壤固化剂固化的土壤结构层或土壤固化剂固化的土壤级配混合料结构层(2)的上表面喷洒乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层(3)，在乳化沥青结构层或改性乳化沥青结构层(3)的上表面摊铺和碾压路面联结结构层或黑色沥青混凝土结构层或彩色沥青混凝土结构层(4)，或在路面联结结构层(4)的上表面摊铺和碾压黑色沥青混凝土结构面层(5)，或在黑色沥青混凝土结构层(5)的上表面摊铺和碾压彩色沥青混凝土结构面层(6)。

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