本發明屬于道路工程技術領域,涉及一種防鹽堿透水路面結構,用于沿海城市道路鋪裝或填海造陸后的道路鋪裝場合。
背景技術:
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填海造地實際就是圍海造地,先要把一定面積的灘涂圍起來,再來填實。圍海造地通常有兩種形式,一是與大陸海岸相連的造地,稱為“圍涂”;二是孤懸在淺海中形成人工島。在與大陸相連的圍海造地中,又有兩種圍涂方式,一是在岸線以外的灘涂上直接筑堤圍涂;二是圍填入海港灣內部的灘涂,其填海的材料除了使用山石填土外,都大量采用疏浚泥作為填料代替良好的砂土等作土工材料使用,不但減少了廢棄淤泥對環境的影響,而且產生了新的土工材料資源。除了初期圍堰施工和后期少量覆蓋熟土之外,新造土地過程中基本上不需要取陸上的一粒泥土砂石,而是利用拖船、挖泥船在海中作業,先造圍堰,然后一邊吸沙吹沙修建港池,一邊淤填圍起來的海域,接著修建攔潮堤壩,堤壩高程、堤壩結構和斷面形式要根據地形地質條件、最高潮位和浪高、爬高等因素決定。即使填海所造土地不用于生產糧食或淡水養殖,也要在填埋的灘涂內開挖一些水道、修筑內堤,圍堤內側還要開挖截滲溝,防止海水對填埋區內繼續補給鹽分,逐步實行咸水、淡水分流,加速土壤脫鹽和地下水淡化,否則,此后修建的建筑結構的地下鋼結構和水泥部分會受到嚴重腐蝕。盡管采取上述諸多措施,傳統的道路鋪裝方式仍不適用于填海造地后的道路鋪裝及沿海城市道路鋪裝場合。
現有技術中,中國專利CN103864370B公開了一種鋼渣廢橡膠鑄造廢砂道路材料及其制備鋪設方法,該材料包括道路基層和道路面層,道路基層由以下重量百分比的原料制成:鋼渣36-58%,廢橡膠顆粒8-12%,鑄造廢砂5-36%,固結劑15-35%,道路面層由以下重量備份的原料制成:鋼渣22-55%,廢橡膠粉8-18%,鑄造廢砂5-35%,固結劑3-15%,該技術方案將對環境有污染的鋼渣、廢橡膠、鑄造廢砂制備成道路材料,利用鑄造廢砂的強化效應提高道路材料的強度,利用鑄造廢砂的強化效應降低道路材料的剛性,提高道路材料的抗開裂性能及行車舒適性,同時以鋼渣取代天然碎石,降低道路材料的經濟成本,具有顯著的社會經濟效益,但沿海城市道路或填海造地后的道路在海域內,海水會通過管道或地表等逐漸浸透腐蝕鋼渣,導致道路下陷或開裂,減少道路使用壽命,增加維護成本。
技術實現要素:
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本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點,尋求設計一種防鹽堿透水路面結構,解決因海水侵蝕導致路面下陷或開裂的難題,具有防鹽堿侵蝕作用,實現道路硬化并延長道路使用壽命。
為了實現上述目的,本發明涉及的防鹽堿透水路面結構自下而上依次包括墊層、透水層、基層、找平層和面層,具有防鹽堿侵蝕作用,其中,墊層鋪設厚度為8-15mm,其材料為粒徑小于2.36mm的毛角石的石材下腳料;透水層包含底部鋪設的5-10mm的土工布砂石袋層、中部鋪設的塑料排水盲溝層和上部鋪設的100-200mm的土工布砂石袋層,所述土工布砂石袋內的砂石重量比為4:1,所述砂石為石英砂和毛角石的石材下腳料,粒徑均為0.08-1.6mm;基層鋪設厚度為50-100mm的復合材料,其各原料的重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份,所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,將各原料混合攪拌均勻后直接鋪設于路面形成基層,或將該復合材料用模具制備成透水預制件平鋪在透水層上;在基層上鋪設厚度為30-50mm的找平層,找平層的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土粉,并按重量比為10-20:40-50:80-100:1配制,所述找平層的透水系數大于2.5×10-2cm/s,所述中砂為水洗中砂,含泥量不大于3%,所述毛角石的最大粒徑不大于墊層厚度的2/3,含泥量不大于2%;面層的鋪設厚度為5-10mm,其材料重量組份為瀝青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡膠微粒5-10份和石臘5-15份,所述石蠟為凝固點大于45攝氏度的褐煤臘、聚合臘或甘油酯,所述橡膠微粒的粒徑在2.6-4mm之間,所述粉煤灰是含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰。
本發明涉及的防鹽堿透水路面結構的具體鋪裝步驟包括:
(1)準備施工:在填海造地的道路鋪裝前,先進行沙地平整,然后用重型圓夯將沙地夯實形成路基;或在沿海道路鋪裝前,先將路面清理平整,然后用夯機將地面夯實形成路基;接著按設計要求在規劃道路區域放線,并清理作業場地,再用壓力機在路基上反復碾壓直至路基被壓實,完成路面鋪裝前的施工準備;
(2)鋪設墊層:在被壓實的路基上均勻平整鋪設一層厚度為8-15mm的毛角石的石材下腳料形成墊層,所述毛角石的石材下腳料經破碎、篩分處理最大粒徑小于2.36mm;
(3)鋪設透水層:在墊層上平鋪若干個裝滿砂石的土工布袋形成厚度為5-10mm的土工布袋層,再在土工布袋層上鋪裝塑料排水盲溝層,排水盲溝接入市政排水管道,在排水盲溝層上再平鋪若干個裝滿砂石的土工布袋形成厚度為100-200mm的土工布袋層;所述土工布袋為土工織物,其原料為高分子聚合物的合成纖維,通過針刺或編織制成,具有透水性;所述砂石為石英砂和毛角石的石材下腳料按4:1的重量比混合,毛角石的石材下腳料的粒徑為0.08-1.6mm之間;
(4)鋪設基層:接著在最上層的土工布袋層上平鋪一層復合材料形成厚度為50-100mm的基層,所述復合材料的各原料的重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份,先向轉動的攪拌機內加入適量的水,再按重量組份將骨料、粉煤灰、中砂和黏土粉依次投入,再加水,兩次加水量之和不超過總質量的3%,均勻攪拌不少于3分鐘,取復合材料攤鋪在透水層上50-100mm,用壓路機壓實,24-48小時后至復合材料凝結,灑水養護7-10天,或將該復合材料用模具制成透水預制件平鋪在透水層上;所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,粒徑小于2.36mm;
(5)鋪設找平層:再在基層上鋪設厚度為30-50mm的找平層,找平層的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土粉,按重量比10-20:40-50:80-100:1配制;所述找平層的透水系數大于2.5×10-2cm/s;所述中砂為水洗中砂,含泥量不大于3%;所述毛角石的最大粒徑不大于墊層厚度的2/3,含泥量不大于2%;鋪設前,先按規劃圖布線劃分區段,再標識出縱向縮縫和橫向縮縫位置,縱向縮縫相鄰間距不大于6m,然后布置雙向找平墩位置,找平墩高度同找平層厚度相同,相鄰找平墩縱向間距不大于2m,然后將基層濕潤,接著向轉動的攪拌機內加入適量的水,再按配制比將毛角石、石灰、中砂和黏土粉依次投入,再加水,兩次加水量之和不超過總質量的3%,攪拌時間不少于2分鐘;最后從一端開始在基層上表面刷一道中性硅酮結合膠,邊刷邊攤鋪砂漿,鋪設時間不超過2小時,用找平墩控制標高,虛鋪厚度高于找平墩,然后用平板振搗器振搗密實后,以找平墩為標志檢查平整度,用水平刮杠刮平或用木抹子搓平,鐵抹子抹平壓光,鋪設找平層12小時后,灑水養護7-10天;
(6)鋪設面層:最后在找平層上水平鋪設5-10mm的面層,所述面層包含瀝青、毛角石粉、粉煤灰、橡膠微粒和石臘;其按重量組份為瀝青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡膠微粒5-10份和石臘5-15份配制;所述石蠟為凝固點大于45攝氏度的褐煤臘、聚合臘或甘油酯;所述橡膠微粒的粒徑在2.6-4mm之間;所述毛角石粉密度大于2.5t/m3,粒徑小于0.045mm;所述粉煤灰是含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰;將各原料混合攪拌均勻后攤鋪在找平層上,用水平刮杠刮平或用木抹子搓平,鐵抹子抹平壓光后,灑水養護7-10天,完成防鹽堿透水路面的鋪裝。
所述土工布按照制造方法分為有紡土工布和無紡土工布兩種類型。一般工程主要是使用的無紡土工布,“布卷”一般寬度為4‐6米,長度為50‐100米。土工布有很多特點,一是強力高,由于使用塑料扁絲,在干濕狀態下都能保持充分的強力和伸長。二是耐腐蝕,在不同的酸堿度的泥土及水中能長久地耐腐蝕。三是透水性好,在扁絲之間有空隙,故有良好的滲水性能。四是抗微生物性好,對微生物、蟲蛀均不受損害。五是施工方便,由于材質輕柔,所以無論是運送、鋪設都很方便。因此,土工布具有優秀的過濾、排水、隔離、加筋、防滲、防護作用,具有重量輕、抗拉強度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕。
本發明涉及的防鹽堿透水路面結構中基層所采用的復合材料的原料包含骨料、粉煤灰、中砂、黏土粉和粘結劑,其各原料的重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份;所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,粒徑小于2.36mm;所述粉煤灰是含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰;所述粘結劑是環氧樹脂或丙烯酸樹脂;復合材料的含水率小于3%,能夠攪拌均勻后直接鋪設于路面形成基層,或者制成用于路面鋪設或雨水收集、水過濾的透水預制件,具有防鹽堿腐蝕作用,其透水系數達到2.0×10-2cm/s,抗壓強度為22.5-32.5Mpa。
本發明涉及的防鹽堿透水路面結構中基層所采用的復合材料的具體制備工藝步驟為:
(1)先將牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼用雙氧水浸泡2-4小時,清洗掉腐肉,用工業用水沖洗3-5遍后,自然風干,然后用一段錘破式破碎機將貝殼破碎,再用粉碎機將貝殼粉碎成顆粒,通過圓振動篩分機篩分后,選用小于2.36mm的顆粒備用,粒度不符合要求的大塊通過輸送帶回到二段錘破式破碎機重新破碎,粒度符合要求的顆粒由皮帶輸送機輸送至成品區,然后運輸至現場備用;
(2)從煤燃燒后的煙氣中收捕粉煤灰,取含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰備用;
(3)用篩網篩取粒徑為0.25-0.5mm的中砂備用;
(4)采用環氧樹脂或丙烯酸樹脂作為粘結劑;
(5)然后將各原料按重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份混合,所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,粒徑小于2.36mm;先在攪拌機內加適量的水,再將各原料混合物加入攪拌機內,再加水,兩次加水量不超過總質量的3%,均勻攪拌不少于3分鐘,取復合材料攤鋪在透水層上用壓路機壓實,24-48小時后至復合材料凝結,灑水養護7‐10天,或將該復合材料用模具制成透水預制件平鋪在透水層上。
本發明與現有技術相比,即可解決廢棄物的處理難題,又可解決傳統鋼渣路面存在易被腐蝕的缺點,其結構合理,透水性強,耐鹽堿腐蝕,成本低,應用環境友好,使用壽命長,道路維護成本低,具有良好的經濟效益和市場前景。
附圖說明:
圖1為本發明涉及的防鹽堿透水路面的結構原理示意圖,其中,包括墊層1,透水層2,基層3,找平層4,面層5。
圖2為本發明涉及的防鹽堿透水路面結構的鋪裝方法的流程圖。
具體實施方式:
下面通過實施例并結合附圖對本發明做進一步說明。
實施例1:
本實施例涉及的防鹽堿透水路面結構自下而上依次包括墊層1、透水層2、基層3、找平層4和面層5,具有防鹽堿侵蝕作用,其中,墊層1鋪設厚度為8-15mm,其材料為粒徑小于2.36mm的毛角石的石材下腳料;透水層2包含底部鋪設的5-10mm的土工布砂石袋層、中部鋪設的塑料排水盲溝層和上部鋪設的100-200mm的土工布砂石袋層,所述土工布砂石袋內的砂石重量比為4:1,所述砂石為石英砂和毛角石的石材下腳料,粒徑均為0.08-1.6mm;基層3鋪設厚度為50-100mm的復合材料,其各原料的重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份,所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,將各原料混合攪拌均勻后直接鋪設于路面形成基層3,或將該復合材料用模具制備成透水預制件平鋪在透水層上;在基層3上鋪設厚度為30-50mm的找平層4,找平層4的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土粉,并按重量比為10-20:40-50:80-100:1配制,所述找平層4的透水系數大于2.5×10-2cm/s,所述中砂為水洗中砂,含泥量不大于3%,所述毛角石的最大粒徑不大于墊層厚度的2/3,含泥量不大于2%;面層5的鋪設厚度為5-10mm,其材料重量組份為瀝青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡膠微粒5-10份和石臘5-15份,所述石蠟為凝固點大于45攝氏度的褐煤臘、聚合臘或甘油酯,所述橡膠微粒的粒徑在2.6-4mm之間,所述粉煤灰是含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰。
本實施例涉及的防鹽堿透水路面結構的具體鋪裝工藝步驟為:
(1)準備施工:在填海造地的道路鋪裝前,先進行沙地平整,然后用重型圓夯將沙地夯實形成路基;或在沿海道路鋪裝前,先將路面清理平整,然后用夯機將地面夯實形成路基;接著按設計要求在規劃道路區域放線,并清理作業場地,再用壓力機在路基上反復碾壓直至路基被壓實,完成路面鋪裝前的施工準備;
(2)鋪設墊層1:在被壓實的路基上均勻平整鋪設一層厚度為8-15mm的毛角石的石材下腳料形成墊層,所述毛角石的石材下腳料經破碎、篩分處理最大粒徑小于2.36mm;
(3)鋪設透水層2:在墊層上平鋪若干個裝滿砂石的土工布袋形成厚度為5-10mm的土工布袋層,再在土工布袋層上鋪裝塑料排水盲溝層,排水盲溝接入市政排水管道,在排水盲溝層上再平鋪若干個裝滿砂石的土工布袋形成厚度為100-200mm的土工布袋層;所述土工布袋為土工織物,其原料為高分子聚合物的合成纖維,通過針刺或編織制成,具有透水性;所述砂石為石英砂和毛角石的石材下腳料按4:1的重量比混合,毛角石的石材下腳料的粒徑為0.08-1.6mm之間;
(4)鋪設基層3:接著在最上層的土工布袋層上平鋪一層復合材料形成厚度為50-100mm的基層,所述復合材料的各原料的重量組份為骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘結劑10-15份,先向轉動的攪拌機內加入適量的水,再按重量組份將骨料、粉煤灰、中砂和黏土依次投入,再加水,兩次加水量之和不超過總質量的3%,均勻攪拌不少于3分鐘,取復合材料攤鋪在透水層上50-100mm,用壓路機壓實,24-48小時后至復合材料凝結,灑水養護7-10天,或將該復合材料用模具制成透水預制件平鋪在透水層上;所述骨料為牡蠣殼、扇貝殼、海螺殼之一或其任意組合的貝殼顆粒,粒徑小于2.36mm;
(5)鋪設找平層4:再在基層上鋪設厚度為30-50mm的找平層,找平層的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土粉,按重量比10-20:40-50:80-100:1配制;所述找平層的透水系數大于2.5×10-2cm/s;所述中砂為水洗中砂,含泥量不大于3%;所述毛角石的最大粒徑不大于墊層厚度的2/3,含泥量不大于2%;鋪設前,先按規劃圖布線劃分區段,再標識出縱向縮縫和橫向縮縫位置,縱向縮縫相鄰間距不大于6m,然后布置雙向找平墩位置,找平墩高度同找平層厚度相同,相鄰找平墩縱向間距不大于2m,然后將基層濕潤,接著向轉動的攪拌機內加入適量的水,再按配制比將毛角石、石灰、中砂和黏土粉依次投入,再加水,兩次加水量之和不超過總質量的3%,攪拌時間不少于2分鐘;最后從一端開始在基層上表面刷一道中性硅酮結合膠,邊刷邊攤鋪砂漿,鋪設時間不超過2小時,用找平墩控制標高,虛鋪厚度高于找平墩,然后用平板振搗器振搗密實后,以找平墩為標志檢查平整度,用水平刮杠刮平或用木抹子搓平,鐵抹子抹平壓光,鋪設找平層12小時后,灑水養護7-10天;
(6)鋪設面層5:最后在找平層上水平鋪設5-10mm的面層,所述面層包含瀝青、毛角石粉、粉煤灰、橡膠微粒和石臘;其按重量組份為瀝青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡膠微粒5-10份和石臘5-15份配制;所述石蠟為凝固點大于45攝氏度的褐煤臘、聚合臘或甘油酯;所述橡膠微粒的粒徑在2.6-4mm之間;所述毛角石粉密度大于2.5t/m3,粒徑小于0.045mm;所述粉煤灰是含水量為0.18%,燒失量為1.72%,三氧化硫含量為0.11%,細度為0.045mm的干性粉煤灰;將各原料混合攪拌均勻后攤鋪在找平層上,用水平刮杠刮平或用木抹子搓平,鐵抹子抹平壓光后,灑水養護7-10天,完成防鹽堿透水路面的鋪裝。