[发明专利]一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法

说明书

技术领域

本发明一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法，采用一定比例的复合离子土壤固化剂与电石渣加固土壤，可广泛应用于高速公路、一级公路的底基层，二级及二级以下公路和城市道路的基层和底基层，属于道路工程建设技术领域。

背景技术

土壤固化剂是在常温下能够直接胶结土体中土壤颗粒表面或能够与黏土矿物反应生成胶凝物质的土壤硬化剂。固化剂加固土是采用一定的物理化学方法使土的物理力学性能适应工程需求的技术。20世纪70年代，土壤固化剂作为一种新型的固化材料，在欧美等发达国家得到广泛使用。土壤固化剂以其优越的性能，已经在水利、交通、环境、港口、机场等基础设施的建设中得到了广泛应用，取得了显著的成效。土壤固化剂在使用过程中，需掺入一定比例的水泥和石灰等辅助材料，才达到较优异的加固效果和防渗抗冻性能。

近年来，随着绿色建筑材料的发展，各类矿渣(工业废料)逐渐开始被开发用做建筑原料。电石渣是采用电石生产PVC的企业产生的废渣，其主要是含结晶水的Ca(OH)₂。本发明一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法，用废渣处理并代替石灰在固化土壤应用中有了新的突破，用于加固土壤，施工简便易操作，性能优异，可大大提高固化土的强度，将电石渣应用于道路工程建设。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法，用于加固土壤，使电石渣成为有用的建筑材料，以减少道路工程中水泥及石灰的用量，为电石渣废物利用开辟新的途径。

1.一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法，其技术原理及技术问题所采用的技术方案。

(1)一种复合离子土壤固化剂与电石渣实现液粉共同综合加固土壤。其加固机理是基于电化学机理，将复合离子土壤固化剂溶于水后形成的溶液，喷洒于土壤中，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特性，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒的吸附水膜，提高土壤颗粒间的吸附力。其次，该复合离子土壤固化剂和电石渣与土壤作用后，通过机械碾压使固化土达到密实，致使土粒毛细管中的水压无法存在，内压降低，最终形成整体板块结构。原来土壤毛细管中的结合水逐步被长链大分子所置换，结合水变成了自由水。其中与电石渣的主要成分Ca(OH)₂所形成的部分凝聚物及晶体与分散的活性物质填充了土壤的毛细孔。活化剂不断促进交换作用的进行，土粒表面和大分子颗粒接触点形成不可逆的凝结，整个长链变成了不溶于水的大分子。同时表面活化剂被滞于土壤表面及毛细管中，而它的强电荷及氢键与土粒表面发生吸附作用，使排列极性基团朝向土粒疏水基向外，随着时间的延长而更加牢固，形成稳定性极强的半刚性整体板块。由此大幅减低土壤的亲水性，提高水稳定性。改变土壤的使用性能，达到固化土壤的最终目的。通过对不同地区不同土壤类型的分析研究与实验，土壤固化剂和电石渣在应用中，无论是在黏土、粉土、砂土还是在高液限土、膨胀土等各类土壤均能达到很好的兼容性，处理效果十分显著。

(2)一种复合离子土壤固化剂与电石渣的道路施工方法，它是以土壤为主要原料，添加一种复合离子土壤固化剂和电石渣拌匀后，通过机械摊铺并碾压，经过一定时间养护从而达到设计强度要求。首先施工放样，开挖或填至标高，通过压路机将下承层碾压密实，同时做好场地排水工作，下承层验收合格即可进行原材料的准备及闷料，根据不同道路设计要求，按土壤干重的3-15％的比例配置电石渣的有效含量，电石渣需提前2-12小时与土壤拌合闷料，待达到闷料时间，根据不同类型的土壤按压实后体积的0.01-0.1％添加复合离子土壤固化剂，并根据土壤的现有含水率情况，该土壤固化剂与水按1∶100-200的比例稀释，控制固化土的含水率处于最优含水率范围或略高1-2％，一边进行固化土拌合，一边喷洒土壤固化剂水溶液，拌合完成的标志是固化土颜色基本一致，团块土壤直径超过30mm的不大于10％，待固化土拌合均匀，用运输车将混合料运输至待铺面，并用机械将固化土摊铺，摊铺结束，即可用压路机进行固化土碾压，固化土经过碾压密实，无明显痕迹后，进行固化土养生，洒水养护，经过不少于3天养护，从而达到设计强度要求。

2.本发明加固土壤与传统加固土壤技术相比的具有以下效果

(1)质量优异。使用本发明修筑的道路抗压强度可达一级公路要求的1.6倍以上。收缩率仅是水泥混凝土的1/20，整体板结，力学性能均匀，强度高，耐水稳定是其最突出的特点。由于采用本发明加固的土壤，具有较高承载性能和抗渗性能，加固土壤的结构厚度比起传统加固技术的结构厚度可减薄。