【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及道路施工，具体涉及一种土壤固化剂、一种层状路面结构及其修筑方法。
技术介绍
1、当前，矿区运输道路的修筑面临建材紧缺、废弃土石难以处理的双重压力，而且由于重载、高频、临时的特殊属性，无法修筑和使用昂贵易碎、修筑周期偏长的水泥混凝土道路和沥青混凝土道路。因此，目前多数矿区运输道路仍使用剥离出的废弃矿土石混合物来简易修建，修筑后的运输道路也多为简易粗糙的泥结碎石道路，甚至是土路。
2、然而，泥结碎石道路和土路的路面强度较低，稳定性较差，难以满足矿区重载、高频的运输需求，而且在恶劣气候条件下的耐融冻、抗滑、抗扬尘效果较差，这导致道路维护成本偏高，经济效益偏低。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种土壤固化剂、一种层状路面结构及其修筑方法，以解决现有技术中矿区运输道路的路面强度较低、稳定性较差的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种土壤固化剂，以占所述土壤固化剂总重量的重量百分含量计，所述土壤固化剂包括如下组分：
3、56％～75％的固废物粒料、0.65％～6.4％的聚丙烯酰胺、20％～27％的β-萘磺酸钠甲醛缩合物、11％～14％的二乙醇单异丙醇胺、1％～2.5％的氯化钙和0.7％～2.5％的氨基磺酸盐高效减水剂。
4、本专利技术提供的上述土壤固化剂，实现了施工现场废弃矿土等固废物的再利用，具有低碳、环保的特点。在该土壤固化剂中，固废物与聚丙烯酰胺、β-萘磺酸钠甲醛缩合物、二乙醇单异丙醇胺、氯化钙以及氨基磺酸盐
5、本专利技术提供的上述土壤固化剂属于半钢半柔型土壤固化剂，能够有效提升矿区运输道路在重载、恶劣气候条件下使用时的道路强度、耐冻融、抗滑等性能，对各类土壤均具有良好的固化效果，例如，能够对粉质黏土与湿陷性黄土起到良好的固化效果；同时，该土壤固化剂中含有较高含量的固废物粒料，充分利用了常见固废矿渣，能够取代多维级配碎石和泥结石的传统矿区运输道路。利用该土壤固化剂，能够实现道路修筑就地取土，不仅施工方式简单、施工速度快、造价低、节能环保，而且修筑后的运输道路的固化强度高、稳定性强、不起尘、不起泥，能够较好地保证路面自身的使用寿命，减少维护频次，尤其适用于修筑绿色矿山建设要求的中长期或临时矿区运输道路，能够适应承载重型矿车辆的新挑战、新要求。
6、在一种可选的实施方式中，所述固废物粒料包括全尾矿机制砂、钢渣、白泥渣粉和石膏；
7、可选地，所述全尾矿机制砂、所述钢渣、所述白泥渣粉和所述石膏的重量之比为1：(2.5～3.0)：(1.2～1.5)：(3.0～4.0)；
8、可选地，所述全尾矿机制砂的粒径为0～4.5mm；
9、可选地，所述白泥渣粉的粒径为180～300μm。
10、在上述土壤固化剂中，全尾矿机制砂、钢渣、白泥渣粉和石膏按照特定比例组合使用，能够显著提升材料的水硬胶凝性。其中，全尾矿机制砂可以由低品位矿石、废石、废弃尾矿料经过破碎、制砂、筛分后制得，级配要求粒径为0～4.5mm，尾矿优选为煤矸石尾矿与花岗岩尾矿。在该土壤固化剂中，全尾矿机制砂的利用率高，这能够减少尾砂库的经营和维护费用，保护生态环境。白泥为造纸厂白泥废渣，造纸白泥是碱回收工段的反应产物，主要成分为碳酸钙，硅的含量也比较高，利用白泥磨粉机将煅烧后的白泥研磨到一定的粒度(180～300μm)后使用，可以减轻对车辆机械的磨耗。
11、在上述土壤固化剂中，所述β-萘磺酸钠甲醛缩合物具有良好的热稳定性和耐酸碱性，能够分散土壤固化剂中的固废物，促使固废物与土壤充分接触。所述氨基磺酸盐高效减水剂具有良好的减水分散能力，能够大幅降低固化剂的水化程度，改善固化土壤的颗粒孔结构，增加其密实度，提高其抗渗性和抗冻融性，同时，氨基磺酸钠高分子合成树脂还具有良好的增光、匀质、保色功能，能够显著提高固化土的耐污性和耐磨性能。
12、此外，聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子聚合物，具有较强的絮凝性，能够使悬浮物质通过电中和作用而进行絮凝，同时聚丙烯酰胺能以任意比例溶于水，溶解速度快，粘度高，增稠不易降解、稳定性好。二乙醇单异丙醇胺具有极佳的助磨效果，不仅能够有效提高水硬胶凝原料的3天强度，还能够大幅提高后期强度。
13、在一种可选的实施方式中，根据矿山运输道路的修筑成本及用途，上述土壤固化剂在施工现场搭配2％～5％的水泥辅料使用效果更佳，能进一步提高运输道路的强度。
14、本专利技术中涉及的氨基磺酸盐高效减水剂是以对氨基苯磺酸、氢氧化钠、苯酚、甲醛为主要原料，在一定温度条件下经反应缩合而成的一种修饰或不修饰的外加剂。其中，各主要原料的质量份配比可以在一定的范围内变化，例如，各主要原料的质量份配比范围可以是：对氨基苯磺酸100份，氢氧化钠50-180份，苯酚120-210份，甲醛200-600份，水3000-8000份。可以采用如下方法制备氨基磺酸盐高效减水剂：
15、先将水加入反应釜中，加热至45～60℃，然后依次向反应签中加入对氨基苯磺酸、氢氧化钠、苯酚，搅拌使其全部溶解，然后向物料所在反应釜中滴加甲醛，滴加时间控制在40～60min，接下来升温至60～120℃，反应时间为2～4.5h,降温冷却，即可制得浓度为25％～50％，平均分子里为4000～9500的红棕色液体高性能减水剂。
16、在上述制备方法的基础上，还可以对制备得到的氨基磺酸盐高效减水剂进行多种修饰，以使其在某些方面具备更优异的性能，修饰方法可以是领域内已知的，本专利技术不再赘述。
17、第二方面，本专利技术提供了上述的土壤固化剂在修筑道路中的用途。
18、在一种可选的实施方式中，所述道路为矿区运输道路。
19、第三方面，本专利技术提供了一种层状路面结构，所述层状路面结构包括至少一层固化物层，所述固化物层由包括土壤以及上述的土壤固化剂的原料固化形成。
20、在一种可选的实施方式中，在所述固化物层中，所述土壤固化剂的重量是所述土壤的重量的6～15％。
21、在一种可选的实施方式中，所述层状路面结构包括三层固化物层，由上至下依次为面层、基层和底基层；其中，
22、在所述面层中，所述土壤固化剂的重量是所述土壤的重量的12～15％；所述面层的厚度为10～15cm；
23、和/或，在所述基层中，所述土壤固化剂的重量是所述土壤的重量的8～10％；所述基层的厚度为28～33cm；
24、和/或，在所述底基层中，所述土壤固化剂的重量是所述土壤的重量的6～8％；所述底基层的厚度为20～25cm。
25、在一种可选的实施方式中，按照所述面层至所述底基层的顺序，在各所述固化层中，所述土壤固化剂中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，以占所述土壤固化剂总重量的重量百分含量计，所述土壤固化剂包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，所述固废物粒料包括全尾矿机制砂、钢渣、白泥渣粉和石膏。
3.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于，所述全尾矿机制砂、所述钢渣、所述白泥渣粉和所述石膏的重量之比为1：(2.5～3.0)：(1.2～1.5)：(3.0～4.0)；
4.权利要求1至3中任一项所述的土壤固化剂在修筑道路中的用途。
5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述道路为矿区运输道路。
6.一种层状路面结构，其特征在于，所述层状路面结构包括至少一层固化物层，所述固化物层由包括土壤以及权利要求1至3中任一项所述的土壤固化剂的原料固化形成。
7.根据权利要求6所述的层状路面结构，其特征在于，在所述固化物层中，所述土壤固化剂的重量是所述土壤的重量的6～15％。
8.根据权利要求6或7所述的层状路面结构，其特征在于，所述层状路面结构包括三层固化物层，由上至下依次为面层、基层和底基层
9.根据权利要求6至8中任一项所述的层状路面结构，其特征在于，按照所述面层至所述底基层的顺序，在各所述固化层中，所述土壤固化剂中的所述固废物粒料的含量逐渐增加。
10.权利要求6至9中任一项所述的层状路面结构的修筑方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种土壤固化剂，其特征在于，以占所述土壤固化剂总重量的重量百分含量计，所述土壤固化剂包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，所述固废物粒料包括全尾矿机制砂、钢渣、白泥渣粉和石膏。
3.根据权利要求2所述的土壤固化剂，其特征在于，所述全尾矿机制砂、所述钢渣、所述白泥渣粉和所述石膏的重量之比为1：(2.5～3.0)：(1.2～1.5)：(3.0～4.0)；
4.权利要求1至3中任一项所述的土壤固化剂在修筑道路中的用途。
5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述道路为矿区运输道路。
6.一种层状路面结构，其特征在于，所述层状路面结构包括至少一层...
【专利技术属性】
技术研发人员：何新春，张建锋，谢金亮，王旭，董子平，屈敏，吴华，郝建青，姜久宁，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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