[发明专利]道路路基土壤强固剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于道路铺筑的工程材料，尤其涉及道路路基道路路基土 壤强固剂。

背景技术

道路的损坏主要与水侵害有关。在阴雨天气过多时水分使土壤膨化过渡， 以至变软甚至变成液态，道路因路基失掉稳定性而遭到彻底破坏。目前的工程 技术需以高pH值并使用碱化过程处理土壤以达到固化或强化的功效，基体施工 的方法有级配料工法和二灰/三灰工法及水泥稳定工法。

级配料工法需挖除并运弃现场50～60cm厚的土壤，铺筑价值昂贵的砂石级 配料，这种路基的压实时间极长，施工期长，因基层品质不良，致使AC面层 需要经常刨除换新，维修费高，而且容易因为材料中水分含量的多寡造成体积 的膨胀或收缩，此外来回运送废弃土及砂石级配料，造成环境污染，高载重量 车辆往返运输，对既有道路产生严重破坏，更对日渐频繁的交通量造成极大的 冲击，所付出之社会成本更无法估计。

二灰/三灰工法不论是二灰底基层或三灰基层，对于土壤之选择皆甚为严 格，需要废弃不适合作为道路基层材料的现场土壤，拌和费时，施工程序复杂， 滚压时间长，这些都导致了铺筑成本较高，并且由于气候变化及交通量的激增 以及材料中水分的变化与体积的膨胀收缩等问题，将导致后期维修经费也比较 高昂。同时庞大二灰基层或三灰底基层的材料处理的过程中极易产生灰尘，严 重地影响了环境。

目前国内修建道路大多采取水泥稳定工法，使用水泥稳定工法处理路基时， 必须挖除并运弃现场50～60cm厚的土壤，铺筑机轧碎石和水泥粉煤灰和砂的拌 和料，而开采碎石本身对河川和环境产生极大的破坏，且使用水泥和粉煤灰处 理的三和料无法再回收利用，对于水泥的碱化过程处理亦直接污染了下层的土 壤，再加上运弃工程现场的土壤和运来三和料的高载重车辆在已经开放交通的 道路上来回行驶，对既有的道路更产生了极大的冲击，加速现有道路的破坏。

本发明的目的在于提供一种道路路基土壤强固剂，它能利用工程现场土壤， 并在其对土壤发生反应压实后成为坚实的路基。

本发明提供的这种道路路基土壤强固剂，按重量百分比计包括如下成份： 2％～10％的聚丙烯酸钠、2％～10％的聚丙酰胺、2％～10％的聚丙酰胺共聚物、 2％～10％聚乙烯醇、2％～10％的铝酸钠、50％～90％的蒸馏水。

本发明道路路基土壤强固剂使用时直接洒在刨松整平的现场土壤上，然后经 拌和后再压实即可成为坚实的路基。

本发明是以低pH值而非碱化过程来达到稳定土壤。在土壤中只有粘土是 经过矿物学变化的矿石晶体的颗粒，称为胶体。粘土的结构是八面体或四面体 的从格型结构，这种构分子使它们的颗粒表面产生静电荷，静电荷的平衡方式 是负电荷主要在里面而正电荷主要在外缘。这些静电荷使水分子的电极产生静 电力吸引，将水分子吸附在颗粒表面。

当本发明土壤强固剂与土壤产生作用时，因其具有带负电的羧酸根离子， 与粘土颗粒表面的正离子中和，达到离子交换的作用，消除土壤颗粒表面的静 电引力，使黏土由亲水性变为疏水性，进而将土壤颗粒外围的吸附的水分子置 换成为游离水，使土壤颗粒表面失去了对水的静电吸附力，同时产生络合反应， 生成不溶于水的络合物，在反应初期具有粘性和润滑性，因此可以较小的机械 压力将水分排除，而土壤的压实度(压密度)将迅速地提高，再经过蒸发的动 作使得土壤的合水量下降，土壤的强度将逐渐上升，并且不再形成吸附水，土 壤颗粒与颗粒间将产生极大的摩擦阻力，使得土壤的强度足以承受各种的交通 量及载重，当土壤的压密度超过95％时，经过本发明土壤强固剂处理后后的路 基层将不会有沉陷之虑，且因为不可逆的化学反应作用，将使得处理后的路基 层历久弥新，大大地减少日后的维护费用及日渐沉重的交通量。

本发明能降低多数土壤的塑性指数，在雨季或春天解冻期，它限制多数水 分进入道路基层土壤结构中；在脱水干燥期，它也降低了水分脱离的速度。能 使道路基层土壤的粒料成一体，缓和了水的侵蚀。