一種築路方法、其所用的固體固化劑和液體固化劑及其製造方法
2023-06-10 06:06:41 2
專利名稱：一種築路方法、其所用的固體固化劑和液體固化劑及其製造方法
技術領域：
本發明涉及到公路建設領域，特別是一種新型築路方法及該方法在施工中所用的固體固化劑和液體固化劑及其製造方法。
現有技術的缺點是這種築路方法需要鋪築較厚的底基層和上基層，尤其是上基層需要用到大量的砂石料。在缺少砂石料的地方修建公路，必須從很遠的地方運輸，成本很高，很多地方甚至運輸成本超過砂石料的價格。此外，現有技術中底基層要求鋪設的較厚，因而需要耗費大量的水泥和石灰，因而成本較高。
本發明的技術方案如下一種築路方法，其工序為首先鋪築路床，然後在其上鋪築基層，最後在基層上鋪築瀝青磨耗層，其特徵在於所述基層只有一層，並且其是由土壤、沙石、液體固化劑和固體固化劑按重量配比混合後碾壓而成，其配比為土壤∶沙石∶液體固化劑∶固體固化劑＝1∶0.2-0.4∶0.001-0.015∶0.05-0.25。
固體固化劑的化學成分組成為(重量百分含量)1)二氧化矽(SiO2) 10-40％；2)三氧化二鋁(Al2O3) 5-25％；3)氧化鈣(CaO) 30-65％；4)氧化鎂(MgO) 0-7％；5)三氧化硫(SO3) 3-30％；6)硫酸鹽激發劑1-5％。
所述液體固化劑的組分為(重量份)
燒鹼 2-8；硫酸 1-5；苯酚 20-40；松香粉 60-80；軟水適量。
所述液體固化劑的製造方法是1)先將松香粉、苯酚、硫酸按比例配入容器，緩緩加熱並進行攪拌，且使溫度控制在70-80℃之間，保溫4-10小時；2)暫停加熱，在容器中加入燒鹼溶液，然後繼續加熱2-3小時，溫度控制在80-100℃之間；3)加熱完畢，趁熱將容器中的混合物倒入貯存器中，現場施工時，將其按1-2∶8-9的重量配比與抗水劑稀釋後，便可與土壤、沙石混合起來碾壓基層。
用本發明的方法修築公路，由於不再需要從遠處運輸砂石來鋪築上基層，也不再需要鋪築底基層，而只需利用現場的土壤混入20-35％的沙石以及液體固化劑和固體固化劑拌合碾壓便可構成新型單一材料的基層。因而用本發明的方法修築公路可以大幅度減少砂石料的用量，從而節約了長距離運輸的成本；另一方面由於採用了新的路基材料，在滿足同樣設計要求的情況下，還可以使基層較之現有技術厚度減少一半，使築路成本進一步得到降低。
本發明的優點可以從固體固化劑和液體固化劑的作用機理得到進一步說明。
固體固化劑的作用機理是這樣的本發明所用的固體固化劑是一種灰白色粉末，當其與土壤拌合後，在成型壓力作用下，顆粒之間緊密接觸，在土壤顆粒附近該固化劑水化生成水化矽酸鈣、沸石和凝膠等，使粘土顆粒表面形成凝結硬化殼。該固化劑的激活組分以不同方式滲入顆粒內部與粘土礦物發生物理學作用，不可形成含水矽酸鹽、鋁酸鹽。當固化劑與土壤礦物充分作用後，層狀矽酸鹽自身建立空間網狀結構，其反應生成的膠結物能牢固地膠結分散的土壤顆粒，可進一步增強和加固這種網狀結構，使之成為一種具有較高強度的整體，而且這種固化後的物質，還具有水穩性和強度穩定性。固體固化劑在固化過程中還能夠產生膨脹作用，其可補償固化體的乾燥收縮，有效防止基層裂口，更不會使裂口延及瀝青磨耗層。
液體固化劑的作用機理如下液體固化劑是一種聚合物乳液，當它與土壤結合後，與土壤發生離子交換反應，使附著在土壤顆粒上的水膜厚度大大降低，甚至完全破壞；使土壤顆粒產生有效的靠攏和凝聚作用，大幅降低毛細吸水現象，使有害的水無法進入基層，從而可使基層的耐水、抗凍等性能指標滿足設計要求。
圖2中，本發明所述的築路方法，同現有技術一樣，首先是將路床1用壓路機碾壓至規定的要求，然後在路床1上鋪築基層2，最後，同現有技術一樣，在基層2上鋪設瀝青磨耗層3。
基層2具體來說是將土壤、沙石、固體固化劑和液體固化劑混合後碾壓而成的。
土壤、沙石、固體固化劑和液體固化劑的重量配比為土壤∶沙石∶液體固化劑∶固體固化劑＝1∶0.2-0.4∶0.001-0.015∶0.05-0.25。
固體固化劑的化學成分為(重量百分含量)1)二氧化矽(SiO2) 10-40％；2)三氧化二鋁(Al2O3) 5-25％；3)氧化鈣(CaO) 30-65％；4)氧化鎂(MgO) 0-7％；5)三氧化硫(SO3) 3-30％；6)硫酸鹽激發劑 1-5％。
硫酸鹽具體為Na2SO4、Al2(SO4)3或兩者的混合物。
液體固化劑的組分為(重量份)燒鹼 2-8；硫酸 1-5；苯酚 20-40；松香粉 60-80；軟水適量。
液體固化劑的生產方法具體如下1)先將松香粉、苯酚、硫酸按比例配入容器，緩緩加熱並進行攪拌，且使溫度控制在70-80℃之間，保溫4-10小時(6小時為宜)；2)暫停加熱，在容器中加入燒鹼溶液，然後繼續加熱2-3小時，溫度控制在80-100℃之間；3)加熱完畢，趁熱將容器中的混合物倒入貯存器中，現場施工時，將其按1-2∶8-9的重量配比與抗水劑稀釋後，便可與土壤、沙石混合起來碾壓基層。
抗水劑可以選用銀川愛思堡科技有限公司的產品，其作用是破壞土壤顆粒表面的水膜(吸附水)，使土壤顆粒不再具有親水性，從而可阻止水份進入結構層。
權利要求
1.一種築路方法，其工序為首先鋪築路床(1)，然後在其上鋪築基層(2)，最後在基層(2)上鋪築瀝青磨耗層(3)，其特徵在於所述基層(2)只有一層，並且其是由土壤、沙石、液體固化劑和固體固化劑按重量配比混合後碾壓而成，其配比為土壤∶沙石∶液體固化劑∶固體固化劑＝1∶0.2-0.4∶0.001-0.015∶0.05-0.25。
2.一種權利要求1所述的築路方法中所涉及的固體固化劑，其特徵在於所述固體固化劑的化學成分組成為(重量百分含量)1)二氧化矽(SiO2) 10-40％；2)三氧化二鋁(Al2O3) 5-25％；3)氧化鈣(CaO) 30-65％；4)氧化鎂(MgO) 0-7％；5)三氧化硫(SO3) 3-30％；6)硫酸鹽激發劑1-5％。
3.依照權利要求2的固體固化劑，其特徵在於所述硫酸鹽為Na2SO4、Al2(SO4)3或兩者的混合物。
4.一種權利要求1所述的築路方法中所涉及的液體固化劑，其特徵在於其組分為(重量份)燒鹼2-8；硫酸1-5；苯酚20-40；松香粉 60-80；軟水適量。
5.一種權利要求4所述的液體固化劑的製造方法，其特徵在於採用了如下工藝步驟1)先將松香粉、苯酚、硫酸按比例配入容器，緩緩加熱並進行攪拌，且使溫度控制在70-80℃之間，保溫4-10小時；2)暫停加熱，在容器中加入燒鹼溶液，然後繼續加熱2-3小時，溫度控制在80-100℃之間；3)加熱完畢，趁熱將容器中的混合物倒入貯存器中，現場施工時，將其按1-2∶8-9的重量配比與抗水劑稀釋後，便可與土壤、沙石混合起來碾壓基層。
全文摘要
一種築路方法、其所用的固體固化劑和液體固化劑及其製造方法。築路方法是首先鋪築路床，然後在其上鋪築由土壤、沙石、固體固化劑和液體固化劑混合碾壓而成的基層，最後在基層上再鋪築瀝青磨耗層。固體固化劑的成份為二氧化矽10－40％，三氧化二鋁5－25％，氧化鈣30－65％，氧化鎂0－7％，三氧化硫3－30％，硫酸鹽激發劑1－5％。液體固化劑的成份為燒鹼2－8，硫酸1－5，苯酚20－40，松香粉60－80，軟水適量。液體固化劑的製造方法是先將松香粉、苯酚在容器中混配並加熱，然後在容器中加入燒鹼溶液，並繼續加熱使溫度至略低於100℃，時間為2小時，趁熱將容器中的混合物倒入貯存器中，施工時在現場按1－2∶8－9的重量配比與抗水劑混合後即可與土壤、沙石混合而碾壓基層。用本發明的築路方法，可以就地用現場的土壤和少量沙石取代需要長途運輸的砂石以及水泥等物，而且基層可以鋪的較薄，具有成本低，施工方便的優點。
文檔編號E02D3/12GK1401853SQ02128770
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月6日 優先權日2002年8月6日
發明者張炳宏, 馮鵬 申請人:張炳宏, 馮鵬