一种泡沫混合料道路结构及其施工工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种泡沫混合料道路结构及其施工工艺，属于道路结构技术领域，该泡沫混合料道路结构及其施工方法，包括以下步骤，将磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、电石渣、磷石膏、原料土、改性聚合物发泡剂与水混合搅拌均匀，浇筑成型、养护完成后制成气泡混合土路基；铝酸盐水泥、水玻璃、氯化钙、玄武岩纤维、动物蛋白发泡剂与水混合搅拌均匀，浇筑成型、养护完成后制成泡沫混凝土路面基层；将基质沥青加热，然后将级配碎石、硅灰、石灰石粉、水性环氧树脂、有机纳米材料与水加入加热的基质沥青中搅拌均匀，铺摊、碾压、养护完成后制成微气泡沥青路面面层，本发明专利技术能够解决冻土地区道路工程中道路结构稳定性和耐久性低的问题。道路结构稳定性和耐久性低的问题。道路结构稳定性和耐久性低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫混合料道路结构及其施工工艺


[0001]本专利技术属于道路结构
，具体而言，涉及一种泡沫混合料道路结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]公开号为CN111395093A的中国专利技术专利(申请号：CN202010203391.2)公开了一种抗裂乳化沥青冷再生混合料路面结构及其制备方法，属于道路工程
，抗裂乳化沥青冷再生混合料路面结构设置于路面铣刨后的面层上，包括纤维层和乳化沥青冷再生混合料上面层。
[0003]从上述专利技术和一般道路结构可以看出，道路结构中的路基一般由砂石材料碾压而成，路面基层通常采用水泥稳定类材料制成，而路面面层主要采用沥青混凝土面层或水泥混凝土面层。该类道路结构保温性能和抗冻性能均较差，应用于冻土地区道路工程中，易出现因道路结构下部冻土地基融化导致的融沉、翻浆、滑塌等严重病害，具有冻土地区道路工程中道路结构容易因冻土地基温度变化、道路结构病害导致道路结构的稳定性和耐久性低的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种泡沫混合料道路结构及其施工方法，能够有效解决冻土地区道路工程中道路结构容易因冻土地基温度变化、道路结构病害导致道路结构的稳定性和耐久性低的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术第一方面提供一种泡沫混合料道路结构，其中，自下而上包括气泡混合土路基、泡沫混凝土路面基层和微气泡沥青混合料路面面层组成。
[0007]本专利技术提供的一种泡沫混合料道路结构的技术效果如下：气泡混合土、泡沫混凝土、微气泡沥青混合料等发泡材料具有良好的保温性能和抗冻性能，同时，这些发泡材料还具有轻质高强、施工简便等优点。采用气泡混合土、泡沫混凝土、微气泡沥青混合料等发泡材料用于冻土地区道路结构修筑，能够对道路结构下部的冻土地基起到保温隔热的作用，从而使得冻土地基的温度保持稳定，解决冻土地区道路结构病害问题，提高道路结构的抗冻性，从而提高道路结构的稳定性和耐久性。
[0008]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种泡沫混合料道路结构还可以做如下改进:
[0009]其中，所述气泡混合土路基按重量份计由磷酸盐水泥100～150份、硫铝酸盐水泥50～150份、电石渣20～40份、磷石膏10～20份、原料土400～600份、改性聚合物发泡剂20～40份、水150～300份拌合制备而成。
[0010]采用上述改进方案的有益效果为：气泡混合土路基位于发泡道路结构的最底层，直接与冻土地基接触，要求其具有较好的保温性能，同时，还要求其具有较好的整体性，以
避免气泡混合土地基的差异沉降或差异变形导致的冻土地基扰动。
[0011]进一步的，所述改性聚合物的发泡剂是将两亲性嵌段聚合物聚苯乙烯～聚丙烯酸与表面活性剂经过一系列聚合反应制备而成。
[0012]采用上述改进方案的有益效果为：由改性聚合物发泡剂制备的气泡具有均匀性强、在有原料土掺入的情况下不易消泡等优点，能够满足气泡混合土对保温性能的要求。磷酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、电石渣和磷石膏作为胶凝材料经水化反应后生成的水化物水化磷铝酸钙、水化硫铝酸钙等水化产物具有很好的胶结原料土的性能，胶结原料土强度和耐久性高于硅酸盐水泥等传统材料胶结原料土的效果，能够更好满足气泡混合土路基的整体性的要求。
[0013]其中，所述泡沫混凝土路面基层按重量份计由铝酸盐水泥750～900份、水玻璃50～100份、氯化钙30～100份、玄武岩纤维2～5份、动物蛋白发泡剂50～70份、水450～700份拌合制备而成。
[0014]进一步的，所述动物蛋白发泡剂是由动物角质蛋白加入一定量的烧碱、盐酸、氯化钠等化工材料，经加温溶解、稀释过滤、高温脱水等工艺制成的发泡剂。
[0015]动物角质蛋白如：猪蹄、猪皮、羊蹄等；烧碱指NaOH。
[0016]其中，所述的微气泡沥青混合料路面面层按重量份计由基质沥青作为胶结料40～60份、级配碎石20～40份作为集料、硅灰20～40份和石灰石粉30～50份作为活性填料、水性环氧树脂10～20份作为外加剂、有机纳米材料80～100份作为发泡剂与水450～700份拌合制备而成。
[0017]采用上述改进方案的有益效果为：微气泡路面面层位于道路结构最上部，与车辆荷载和大气环境直接接触，因此要求其具有较好的隔热性能和抗劈裂性能；有机纳米材料发泡剂制备的气泡具有发泡倍率高、温度适用范围大等优点，制备的气泡量大且在高、低温条件下均能较好保持气泡的稳定性，从而满足微气泡沥青混合料面层的隔热性能要求；基质沥青胶结料和级配碎石集料作为基础组分，提供微气泡沥青混合料的基础抗劈裂强度；硅灰和石灰石粉作为活性填料具有填充级配碎石之间孔隙的作用，进一步增强微气泡沥青混合料的抗劈裂性能。
[0018]进一步的，所述有机纳米材料的发泡剂是指在离子型发泡剂中加入有机纳米聚合物，通过有机纳米聚合物的自组装效应制备而成的发泡剂。
[0019]其中，所述气泡混合土路基的湿容重不小于3.5kN/m3，所述泡沫混凝土路面基层的湿容重不小于10kN/m3，所述微气泡沥青混合料路面面层的湿容重不小于20kN/m3。
[0020]采用上述改进方案的有益效果为：优选的，泡混合土路基的湿容重在3.5～7kN/m3，泡沫混凝土路面基层的湿容重在10～12kN/m3，微气泡沥青混合料路面面层的湿容重在20～23kN/m3。
[0021]本专利技术第二方面提供一种泡沫混合料道路的施工方法，包括上述一种泡沫混合料道路结构，具体包括以下步骤：
[0022]S01:将按照设计配合比称量的所述磷酸盐水泥100～150份、所述硫铝酸盐水泥50～150份、所述电石渣20～40份、所述磷石膏10～20份、所述原料土400～600份、所述改性聚合物发泡剂20～40份与水150～300份混合搅拌均匀，制备成所述气泡混合土的料浆；
[0023]S02：在路基底面铺设一层土工布，然后分层浇筑所述气泡混合土的所述料浆，每
层浇筑厚度为0.3～1.0m，直至路基的设计厚度，每层所述气泡混合土上铺设一层网格布，养护完成后制成所述气泡混合土路基；
[0024]S03：按照设计配合比称量的所述铝酸盐水泥750～900份、所述水玻璃50～100份、所述氯化钙30～100份、所述玄武岩纤维2～5份、所述动物蛋白发泡剂50～70份与水450～700份混合搅拌均匀，制备成所述泡沫混凝土的所述料浆；
[0025]S04：分层进行所述泡沫混凝土的所述料浆浇筑，每层浇筑厚度为0.12～0.24m，所述泡沫混凝土路面基层总厚度为0.20～0.48m，养护完成后制成所述泡沫混凝土路面基层；
[0026]S05：将按照设计配合比称量的所述基质沥青40～60份加热，然后将所述级配碎石20～40份、所述硅灰20～40份、所述石灰石粉30～50份、所述水性环氧树脂10～20份、所述有机纳米材料80～100份与水450～700份加入加热的所述基质沥青中搅拌均匀，制成所述微气泡沥青的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，自下而上包括气泡混合土路基、泡沫混凝土路面基层和微气泡沥青混合料路面面层组成。2.根据权利要求1所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述气泡混合土路基按重量份计由磷酸盐水泥100～150份、硫铝酸盐水泥50～150份、电石渣20～40份、磷石膏10～20份、原料土400～600份、改性聚合物发泡剂20～40份、水150～300份拌合制备而成。3.根据权利要求2所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述改性聚合物的发泡剂是将两亲性嵌段聚合物聚苯乙烯～聚丙烯酸与表面活性剂经过一系列聚合反应制备而成。4.根据权利要求3所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述泡沫混凝土路面基层按重量份计由铝酸盐水泥750～900份、水玻璃50～100份、氯化钙30～100份、玄武岩纤维2～5份、动物蛋白发泡剂50～70份、水450～700份拌合制备而成。5.根据权利要求4所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述动物蛋白发泡剂是由动物角质蛋白加入一定量的烧碱、盐酸、氯化钠等化工材料，经加温溶解、稀释过滤、高温脱水等工艺制成的发泡剂。6.根据权利要求5所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述的微气泡沥青混合料路面面层按重量份计由基质沥青作为胶结料40～60份、级配碎石20～40份作为集料、硅灰20～40份和石灰石粉30～50份作为活性填料、水性环氧树脂10～20份作为外加剂、有机纳米材料80～100份作为发泡剂与水450～700份拌合制备而成。7.根据权利要求6所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述有机纳米材料的发泡剂是指在离子型发泡剂中加入有机纳米聚合物，通过有机纳米聚合物的自组装效应制备而成的发泡剂。8.根据权利要求7所述的一种泡沫混合料道路结构，其特征在于，所述气泡混合土路基的湿容重不小于3.5kN/m3，所述泡沫混凝土路面基层的湿容重不小于10kN/m3，所述微气泡沥青混合料路面面层的湿容重不小于20kN/m3。9.一种泡沫混合料道路的施工方法，其特征在于，包括上述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：程寅，陈建壮，于浩，魏道新，李钦栋，
申请(专利权)人：交通运输部科学研究院，
类型：发明
国别省市：