一种利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺

摘要

本发明公开了一种利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，首先对路床进行表面清理，打桩放线，然后就地土机械翻松土体，摊铺到路床上，掺入土壤固化剂及水泥制成固化土，整型碾压成型后养生，成为旅游生态路、农村公路。该方法实施的旅游生态路、农村公路具有工程造价低、工期短、使用寿命长、承载能力强、水稳性好、耐久性好、抗冻性强等优点。该实施方法解决了常规方法成本高、能耗高、后期维修费用高等的问题，同时大量使用了土体，就地取土筑路，减少使用或不使用砂石料，节约资源、保护环境，筑路破碎后可直接还耕。

说明书

技术领域

本发明涉及道路施工工艺，具体涉及一种利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺。

背景技术

随着我国公路建设的发展，农村公路建设越来越受到国家和地方政府的重视，农村公路是广大农村地区生产生活的基础性设施，是我国公路网的主要组成部分。由于数量大、分布广，农村公路建设资金和后期养护成为两大瓶颈问题。降低工程造价、节省投资、延长道路使用寿命是农村公路建设发展方向。农村公路常常采用水泥混凝土路面结构型式，传统的水泥混凝土路面，是以水泥作为胶凝材料的，造价较高，养护维修困难，难以满足要求。

土壤是一种分布广泛且经济实用的材料，若能采用土壤来对传统的工程材料予以代替，那么必然能够降低砂烁、石子的用量，减少自然破坏，降低工程造价，更加节能环保。土壤固化剂是一种新型土工复合材料，性能优良，可以对土壤的物理-力学性质进行有效、快捷地改变。土壤固化剂是一项现代土木工程高新技术，由于它应用广泛、造价低廉、节省工期、技术性能优越，颇受工程界欢迎，在国际学术界被誉为“特种水泥”。利用土壤固化剂固化土壤作为建筑材料，特别是利用土体固化作为旅游生态路、农村公路路面，将带来良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，该方法实施的旅游生态路、农村公路具有工程造价低、工期短、使用寿命长、承载能力强、水稳性好、耐久性好、抗冻性强等优点。能就地取土筑路，减少使用或不使用砂石料，节约原生资源、保护生态环境，筑路破碎后可直接还耕。能缩短路基填筑工期、保证工程质量，改善路基结构性能，提高路基水稳性，延长道路使用寿命；解决了常规方法成本高、能耗高、后期维修费用高等的问题。

本发明通过以下技术方案来实现：一种利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，包括以下步骤：

(1) 清表：对预填筑路基的基底进行预处理，以排出路基上的水；

(2) 打桩放线：在路基的基底上放出路基的中桩，并根据所述中桩放出边桩，以及根据路堤的坡脚宽填尺寸确定位于路基两侧的路堤的坡脚线，对两条坡脚线之间的区域进行清理；在所铺筑的层位两侧边缘外钉设边桩，以供挂线控制铺筑界线、标记厚度和高程；路床上恢复中线，直线段15m-20m设一桩，曲线段10m-15m设一桩；

(3) 土壤准备：就地土机械翻松20~30cm，使用机械将翻松土壤清除至路床一侧，所得的土壤作为留路面铺设施工备用的土体，继续往下翻松20~30cm，所得的土壤进行实地固化，所述土壤作适当的破碎或剔除大颗粒石头，所述土壤用施工机械进行摊铺覆盖下基层且稍做整平；

(4) 配料：划定材料摆放线，材料摆放线摆放好材料，所述材料及配合比为：土体94~96份，水泥4~6份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.01~0.015份；

(5) 拌合：将稀释好的固化剂水溶液用洒水车装载，分多次喷洒，首次先喷洒一半，机械拌合不得少于两遍，再喷洒剩余的一半拌合一至二遍，每喷洒完一次随即进行拌合；

(6) 整型：固化土拌合完成，先用轮胎压路机或推土机排压，然后立即用平地机刮平并配以人工进行整型，在直线段，平地机应由两侧向路中心进行刮平，在平曲线段，平地机应由内侧向外侧进行刮平；

(7) 碾压：采用压路机对摊铺好的固化土进行碾压，碾压过程中，由道路两侧边缘向道路中心进行碾压，由内侧路肩向外侧边缘进行碾压，重复碾压4遍～6遍，且固化土层表面无明显轮迹，压实度达到设计及相关规范要求；

(8) 养生：固化土层碾压成型后应中断交通进行养生，洒水覆盖养生48天后可进行路面施工，保持固化土表面潮湿。

所述步骤(5)中，喷洒过程中需均匀、不遗漏、中途不得停车，应防止喷洒量过大，固化土应充分拌匀，无团块土壤。应控制最终固化土拌合完成后期含水率处于最佳含水率或高于最佳含水率0%～2%。

所述步骤(6)中，按设计要求严格控制结构 层的厚度、高度、横坡及平整度等，必须做到同步测量并及时调整。

作为本发明的改进，所述的步骤(7)中采用18T或以上振动式压路机对摊铺好的固化土进行常规碾压4～6遍，压实度＞95%，先静压后振动碾压最后在静压的方式碾压；静压速度控制在1.4km/h～1.8km/h范围，振动碾压速度控制在2.0km/h～2.6km/h范围。

所述步骤(8)的路面施工工艺，包括以下步骤：

1) 土壤摊平：所得路床一侧的土壤用施工机械进行摊铺覆盖下面层且稍做整平，对土壤进行破碎或剔除大颗粒石头，作为土体备用；

2) 配料：划定材料摆放线，材料摆放线摆放好材料，所述材料及配合比为：土体90~94份，水泥6~8份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.015~0.02份；

3) 拌合：将稀释好的固化剂水溶液用洒水车装载，分多次喷洒，首次先喷洒一半，机械拌合不得少于两遍，在喷洒剩余的一半拌合一至二遍，每喷洒完一次随即进行拌合；

4) 整型：固化土拌合完成，先用轮胎压路机或推土机排压，然后立即用平地机刮平并配以人工进行整型，在直线段，平地机应由两侧向路中心进行刮平，在平曲线段，平地机应由内侧向外侧进行刮平；

5) 碾压：采用压路机对摊铺好的固化土进行碾压，碾压过程中，由道路两侧边缘向道路中心进行碾压，由内侧路肩向外侧边缘进行碾压，重复碾压6遍～8遍，且固化土层表面无明显轮迹，压实度达到设计及相关规范要求；

6) 养生：固化土层碾压成型后应中断交通进行养生，洒水覆盖养生3~7天，保持固化土表面潮湿。

所述步骤3)中，喷洒过程中已经均匀、不遗漏、中途不得停车，应防止喷洒量过大，固化土应充分拌匀，无团块土壤。应控制最终固化土拌合完成后期含水率处于最佳含水率或高于最佳含水率0%～2%。

所述步骤4)中，按设计要求严格控制结构层的厚度、高度、横坡及平整度等，必须做到同步测量并及时调整。

作为本发明的改进，所述的步骤六中采用18T或以上振动式压路机对摊铺好的固化土进行常规碾压6～8遍，压实度＞97%，先静压后振动碾压最后在静压的方式碾压；静压速度控制在1.4km/h～1.6km/h范围，振动碾压速度控制在2.0km/h～2.5km/h范围。

所述土壤固化剂为离子型土壤固化剂，是由多种表面活性剂和稳定剂及高价离子交换混合硫化物组成，是多种化学物质混合的高分子聚合成的化学混合物；其分子具有二元性（一端为亲水基，另一端为憎水基），在水中可完全溶解。所述土壤固化剂由离子型表面活性剂20~50份、稳定剂0~20份、分散剂0~20份、减水剂0~10份、增强剂0~10份、憎水剂0~20份、水10~50份等成分组成。所述离子型表面活性剂是离子硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，为月桂醇硫酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺和硬脂酸钠中的至少一种；所述分散剂为聚丙烯酸酯和醋酸乙烯酯与乙烯共聚物中的至少一种；所述减水剂为聚羧酸类和木质素磺酸盐类中的至少一种；所述增强剂为铝酸钠、碳酸锂和无水硫酸钠中的一种或两种以上混合；所述憎水剂为有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂和硬脂酸钙的一种或两种以上混合。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供的利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，首先对路床进行表面清理，打桩放线，是将就地土机械翻松土体，摊铺到路床上，掺入土体固化剂稀释液及水泥制成固化土，整型碾压成型后养生，成为旅游生态路、农村公路。本发明实施的旅游生态路、农村公路具有工程造价低、工期短、使用寿命长、承载能力强、水稳性好、耐久性好、抗冻性强等优点。

2.本发明提供的利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，能就地取土筑路，减少使用或不使用砂石料，节约原生资源、保护生态环境，筑路破碎后可直接还耕。

3.本发明提供的利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，土壤经过拌合和压实，土体的基本单元在外力的作用下彼此靠近，从而减少土体的孔隙率，增加密实度，降低渗水性，土体的强度随着外界条件的改变会发生变化。水泥通过水化反应，增加了土颗粒粘结，使土颗粒固结变成牢固的网状结构。本发明还能够大大的缩短路基填筑工期、保证工程质量，改善路基结构性能，提高路基水稳性，延长道路使用寿命；解决了常规方法成本高、能耗高、后期维修费用高等的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图 1 为本发明的路基施工工艺流程图。

图2 为本发明的路面施工工艺流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

以下实施例1-4中，所述离子型表面活性剂是离子硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类，为月桂醇硫酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述稳定剂为十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酰胺和硬脂酸钠中的至少一种；所述分散剂为聚丙烯酸酯和醋酸乙烯酯与乙烯共聚物中的至少一种；所述减水剂为聚羧酸类和木质素磺酸盐类中的至少一种；所述增强剂为铝酸钠、碳酸锂和无水硫酸钠中的一种或两种以上混合；所述憎水剂为有机硅憎水剂、硅烷基憎水剂和硬脂酸钙的一种或两种以上混合。

实施例1

如图1所示，本发明提供了利用土体固化作为旅游生态路、农村公路的施工工艺，道路基层施工工艺包括以下步骤：

(1) 清表：对预填筑路基的基底进行预处理，以排出路基上的水。

(2) 打桩放线：在路基的基底上放出路基的中桩，并根据所述中桩放出边桩，以及根据路堤的坡脚宽填尺寸确定位于路基两侧的路堤的坡脚线，对两条坡脚线之间的区域进行清理；在所铺筑的层位两侧边缘外钉设边桩，以供挂线控制铺筑界线、标记厚度和高程。路床上恢复中线，直线段15m-20m设一桩，曲线段10m-15m设一桩；

(3) 土壤准备：就地土机械翻松20~30cm，使用机械将翻松土壤清除至路床一侧，所得的土壤留路面铺设施工备用。继续往下翻松20~30cm，所得的土壤进行实地固化，所述土壤作适当的破碎或剔除大颗粒石头，所述土壤用施工机械进行摊铺覆盖下基层且稍做整平。

(4) 配料：根据设计配合比的材料用量，划定材料摆放线，水泥等材料摆放线摆放好材料。配合比：土体94份，水泥6份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.015份。土壤固化剂由离子型表面活性剂30份、稳定剂10份、分散剂5份、减水剂5份、增强剂5份、憎水剂5份和水40份组成。

(5) 拌合：将稀释好的固化剂水溶液用洒水车装载，分多次喷洒。首次先喷洒一半，机械拌合不得少于两遍，在喷洒剩余的一半拌合一至二遍，每喷洒完一次随即进行拌合。喷洒过程中已经均匀、不遗漏、中途不得停车，应防止喷洒量过大，固化土应充分拌匀，无团块土壤。应控制最终固化土拌合完成后期含水率处于最佳含水率或高于最佳含水率0%～2%。

(6) 整型：固化土拌合完成，先用轮胎压路机或推土机排压，然后立即用平地机刮平并配以人工进行整型。在直线段，平地机应由两侧向路中心进行刮平，在平曲线段，平地机应由内侧向外侧进行刮平。按设计要求严格控制结构层的厚度、高度、横坡及平整度等，必须做到同步测量并及时调整；

(7) 碾压：采用压路机对摊铺好的固化土进行碾压，碾压过程中，由道路两侧边缘向道路中心进行碾压，由内侧路肩向外侧边缘进行碾压；重复碾压4遍～6遍，且固化土层表面无明显轮迹，压实度达到设计及相关规范要求。在碾压中，采用18T或以上振动式压路机对摊铺好的固化土进行常规碾压4～6遍，压实度＞95%，先静压后振动碾压最后在静压的方式碾压；静压速度控制在1.4km/h～1.8km/h范围，振动碾压速度控制在2.0km/h～2.6km/h范围。

(8) 养生：固化土层碾压成型后应中断交通进行养生，洒水覆盖养生48天后可进行路面施工，保持固化土表面潮湿。具体的道路路面施工工艺包括以下步骤：

1) 土壤摊平：所得路床一侧的土壤用施工机械进行摊铺覆盖下面层且稍做整平，对所述土壤作适当的破碎或剔除大颗粒石头。

2) 配料：根据设计配合比的材料用量，划定材料摆放线，水泥等材料摆放线摆放好材料。各材料及其配合比为土体92份，水泥8份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.02份。

3) 拌合：将稀释好的固化剂水溶液用洒水车装载，分多次喷洒。首次先喷洒一半，机械拌合不得少于两遍，在喷洒剩余的一半拌合一至二遍，每喷洒完一次随即进行拌合。喷洒过程中已经均匀、不遗漏、中途不得停车，应防止喷洒量过大，固化土应充分拌匀，无团块土壤。应控制最终固化土拌合完成后期含水率处于最佳含水率或高于最佳含水率0%～2%。

4) 整型：固化土拌合完成，先用轮胎压路机或推土机排压，然后立即用平地机刮平并配以人工进行整型。在直线段，平地机应由两侧向路中心进行刮平，在平曲线段，平地机应由内侧向外侧进行刮平。按设计要求严格控制结构层的厚度、高度、横坡及平整度等，必须做到同步测量并及时调整；

5) 碾压：采用压路机对摊铺好的固化土进行碾压，碾压过程中，由道路两侧边缘向道路中心进行碾压，由内侧路肩向外侧边缘进行碾压；重复碾压6遍～8遍，且固化土层表面无明显轮迹，压实度达到设计及相关规范要求。碾压中，采用18T或以上振动式压路机对摊铺好的固化土进行常规碾压6～8遍，压实度＞97%，先静压后振动碾压最后在静压的方式碾压；静压速度控制在1.4km/h～1.6km/h范围，振动碾压速度控制在2.0km/h～2.5km/h范围。

6) 养生：固化土层碾压成型后应中断交通进行养生，洒水覆盖养生3~7天，保持固化土表面潮湿。

实施例2

与实施例1不同的是：

路基层和路面层的土壤固化剂由离子型表面活性剂20份、稳定剂10份、分散剂5份、减水剂5份、增强剂5份、憎水剂5份和水50份组成。

路基层和路面层的配合比：土体94份，水泥6份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.01份。

所得道路无侧限抗压强度5.0Mpa，承载比45%，水稳强度系数1.10，冻融强度系数0.96。

实施例3

与实施例1不同的是：

路基层和路面层的土壤固化剂由离子型表面活性剂30份、稳定剂10份、分散剂10份、减水剂8份、增强剂8份、憎水剂14份和水20份组成。

路基层和路面层的配合比：土体90份，水泥10份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.015份。

所得道路无侧限抗压强度6.0Mpa，承载比55%，水稳强度系数1.12，冻融强度系数0.97。

实施例4

与实施例1不同的是：

路基层和路面层的土壤固化剂由离子型表面活性剂40份、稳定剂14份、分散剂4份、减水剂4份、增强剂4份、憎水剂4份和水30份组成。

路基层和路面层的配合比：土体92份，水泥8份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.02份。

所得道路无侧限抗压强度5.5Mpa，承载比50%，水稳强度系数1.12，冻融强度系数0.97。

对比例1

与实施例1不同的是：

路基层和路面层的土壤固化剂由离子型表面活性剂40份、稳定剂14份、分散剂4份、减水剂4份、增强剂4份、憎水剂4份和水30份组成。

路基层和路面层的配合比：土体100份，水泥0份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.02份。

所得道路无侧限抗压强度0.5Mpa，承载比10%，水稳强度系数0.12，冻融强度系数0.2。

对比例2

与实施例1不同的是：

路基层和路面层的土壤固化剂为市售土壤固化剂，型号LYT-ION-1。

路基层和路面层的配合比：土体92份，水泥8份，采用外掺方式加入土壤固化剂0.02份。

所得道路无侧限抗压强度1.5Mpa，承载比15%，水稳强度系数0.52，冻融强度系数0.47。