道路路面修建方法 【技术领域】
本发明涉及道路工程技术领域，属于一种道路(公路)路面的修建方法。
【背景技术】
怎样利用土壤来修建性能优异且具有较好耐水性、强度好、耐候性优良的的道路(公路)路面，以减少因大规模开采石料带来的环境破坏，减少因使用大量石灰、水泥而产生的二氧化碳温室气体排放，保护环境，一直是公路建设技术领域的一个技术难题。为了使土壤满足公路工程所要求的力学强度、抗水和耐候性能，需要对原状土进行必要的加工处理。为此，已经有多种利用土壤修建公路路面的方法。以前，采用较多的方法是加入固化土总重量12％左右的石灰或水泥，并需要固化土总重量50％以上的碎石作为骨料，对土壤进行稳定改进。这种方法需要大量开采碎石，排放大量的二氧化碳温室气体。即便这样，修建的道路依然存在强度低，抗水性差的缺陷，而且在这种土基层上铺筑沥青面层，会因为固化土层与沥青面层的层间结合差，抗剪强度低，使沥青面层很容易发生松散、脱落，产生推移、车辙及臃包等病害。近年来，已有不少采用土壤固化剂来处理原状土修建道路的方法。如中国专利CN 101100856A中涉及的一种土壤固化剂的使用方法，该方法利用一种离子型土壤固化剂，在一定程度上提高了土壤的抗水能力和固结强度，但是该法修建的路面基层表面早期的抗水性和强度较差，在修建的基层上铺装沥青面层时，由于沥青的分子较大，渗透力差，难以渗入密实的土壤基层内，加之沥青和土壤颗粒之间的粘结力弱等因素，导致沥青面层和固化土壤基层的层间结合差，抗剪强度低，使铺设的沥青面层很容易发生松散、脱落，产生推移、车辙及臃包等病害，加上这种方法所使用的土壤固化剂包含的强氧化物具有很强的腐蚀性，对操作人员的安全存在极大的隐患，这些弊端极大地制约了固化土壤在公路建设中的应用；在中国专利CN1052520A中也公开了一种试图改进稳定土基层与沥青面层层间粘结的方法。其方法要求，首先要浇水闷土24小时以上，在将土摊铺后的工序中前后洒水两遍，拌合3～5遍，用压路机压一遍后，覆盖较厚的素土，用16T压路机低速碾压5～6遍。其次，在修筑沥青油面时，用较重的压路机先将粒径稍大于油面总厚度的石料压嵌入灰土内1/4至1/3。这种方法极其繁琐，工艺繁复，增加不少的工艺成本，而且在实际施工中很难正好将石料恰到好处嵌入土壤基层内1/4至1/3处，即通过所谓的“嵌钉法”将路面的两个结构层咬合在一起，这种物理咬合的效果较差，而且可行性很差。如果能找到一种行之有效的办法，解决以土壤为主体的基层存在的整体强度差及其与沥青面层层间粘结力差的弊端，就可以极大地拓展固化土在公路工程建设中的应用。
【发明内容】
本发明的目的是克服现有技术的不足，设计一种建设成本低廉的较好耐水性、强度好、耐候性优良的道路路面修建方法。
本发明是这样实现的：
一种道路路面修建方法，其特征是该方法包含如下步骤：
(1)首先，在土壤中掺加固化土总重2～6％的石灰或水泥，量取固化土总重0.01～0.05％的康来达CS-1土壤固化剂和0.1～0.5％的康来达CS-4土壤固化剂，将其稀释在100～300倍重量的水中得到固化剂稀释液，将固化剂稀释液喷洒在土壤中，拌合均匀，用人工或机械整平，压实到压实度达96％以上，得到稳定土基层；
(2)然后，量取固化土总重0.01～0.1％的康来达CS-SEAL封闭剂，将其稀释在20～100倍重量的水中得到封闭剂稀释液，将封闭剂稀释液喷洒在稳定土基层表面上，封闭剂与土壤颗粒以及土壤颗粒中的土壤固化剂发生系列化学反应生成密实、防水，并可与沥青面层形成良好层间粘结的封闭层；
(3)最后，在上述封闭层上，按照常规方式铺设沥青面层，即得到道路路面。
在本发明中，可以先在土壤中掺加固化土总重2～6％的石灰或水泥，拌合成预混料，量取固化土总重0.01～0.05％的康来达CS-1土壤固化剂和0.1～0.5％的康来达CS-4土壤固化剂，将其稀释在100～300倍重量的水中得到固化剂稀释液，将固化剂稀释液喷洒在预混料中，拌合均匀，用人工或机械整平，压实到压实度达96％以上，得到稳定土基层。稳定土基层的厚度一般为15～20cm。
在实践中，根据不同的土壤，所用石灰或水泥、康来达CS-1土壤固化剂、康来达CS-4土壤固化剂、康来达CS-SEAL封闭剂可以不限于上述上、下限的用量。
该方法使用地石灰为消石灰或生石灰粉。消石灰中不得含有未消解的生石灰颗粒，石灰等级一般不得低于三级。所用水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥，不得使用快硬水泥、早强水泥及受潮变质的水泥。
该方法中使用的康来达CS-1土壤固化剂和康来达CS-4土壤固化剂和康来达CS-SEAL封闭剂，属于四川康来达贸易发展有限公司研制并成功上市的土壤固化剂和路面基层封闭剂。康来达CS-1土壤固化剂是由萜烯类化合物的磺化物、缩醛类减缩剂以及PH调节剂等组成。康来达CS-1土壤固化剂的作用的机理是利用强离子来破坏土壤颗粒表面的双电层结构。将原本吸附在土壤颗粒表面、亲水性的阳离子替换掉，代之以亲水性较低、粘结力较强的其它金属离子及其水合物，改变土壤颗粒表面的电化学特性，减弱土壤与水的结合力，从根本上，使土壤颗粒的表面具有疏水性，在压力作用下使得土壤形成强度和良好的抗水性能。
但仅采用单一固化剂的稳定土基层固结性较差，在稍恶劣的气候环境中难以经受长期的行车荷载作用。为此，还需要联合使用一种能提升固化土固结性能的聚合物型土壤固化剂来弥补这种缺陷。康来达CS-4土壤固化剂主要由水溶性酚醛树脂、聚丙烯酰胺、三聚磷酸盐、硅酸盐及减缩剂等组成。利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，稳定土基层通过这种胶结作用而固结起来，得到较好的抗压强度。
康来达CS-SEAL基层封闭剂，主要是由硬脂酸盐、含硫的化合物以及沥青改性物等组成。封闭剂包含的齐聚物渗入表层内，其中的含硫的化合物与土壤中的金属离子形成螯合物交联结构，并与已经分散在基层中的固化剂进一步发生化学反应，生成一层密实、防水，并可以与沥青面层形成良好层间粘结的封闭层。解决了面层与稳定土基层的层间结合问题，避免了以土壤为主料修建的稳定土基层存在的基层表面与沥青面层粘结能力弱，层间剪切强度差而容易产生面层推移、车辙及臃包等病害现象。
本发明的优点及效果是：本发明方法包括一层15～20cm厚的基于固化土壤的稳定土基层，一层以康来达CS-SEAL封闭剂形成的封闭层，和一层2～3.5cm厚的普通沥青面层。使固化土形成组合式固化体系，两种固化剂协同作用，提高基层抗水渗透能力和固结能力，形成性能优异的稳定土基层。此方法较好地解决了利用土壤固化剂修建以土壤为主体材料的道路存在的抗水性、固结性能差的弊端。本发明方法提出了一种简单易行的化学方法，解决了稳定土基层与沥青面层的层间粘结难题，封闭剂包含的齐聚物渗入表层内，其中的含硫化合物与土壤中的金属离子形成螯合物交联结构，并与已经分散在基层中的固化剂进一步发生化学反应，生成一层密实、防水，并可以与沥青面层形成良好层间粘结的封闭层。这个封闭层，一方面能为稳定土基层提供不透水的保护层，增强路面抗水性，另一方面，避免了以土壤为主料修建的稳定土基层大多存在的基层表面与沥青面层粘结能力弱，层间剪切强度差而容易产生面层推移、车辙及壅包等病害。
【具体实施方式】
实例1
组成与配方
土壤：沿路取原状土，塑性指数为9.5，原状土含35％骨料
康来达CS-1土壤固化剂：固化土总重的0.015％
康来达CS-4土壤固化剂：固化土总重的0.15％
康来达CS-SEAL：固化土总重的0.07％
生石灰：固化土总重的5％
在土壤中掺入配方量的石灰，拌合，形成混合料，将配方量的CS-1和CS-4固化剂稀释在200倍的水中，搅拌均匀后喷洒到上述混合料里，拌合、摊铺、碾压，压实度达到97％，形成15cm厚的稳定土基层，再将配方量CS-SEAL稀释在100倍水中，喷洒形成封闭层，在上述封闭层上进行常规的沥青表处方法铺设3cm的沥青面层。
按照交通部颁JTJ057《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中有关规范和方法进行检测(下同)，该基层7天浸水无侧限抗压强度达到1.38Mpa，代表弯沉值为76.9(10-2mm)，铺设该基层前其代表弯沉值为179(10-2mm)。
实例2
组成与配方
土壤：沿路取原状土，塑性指数为17，原状土骨料含量为61.5％
康来达CS-1土壤固化剂：固化土总重的0.015％
康来达CS-4土壤固化剂：固化土总重的0.03％
康来达CS-SEAL：固化土总重的0.07％
生石灰：固化土总重的4％
在土壤中掺入配方量石灰，拌合，形成混合料，将配方量的CS-1和CS-4稀释在200倍的水中，搅拌均匀后喷洒到上述混合料里，拌合、摊铺、碾压，压实度达到98.5％，形成20cm厚的稳定土基层，再将配方量CS-SEAL稀释在50倍水中，喷洒在上述基层上形成一层封闭层，在上述封闭层上利用常规的碎石沥青同步封层机封层法铺设2cm厚的沥青磨耗面层。基层7天浸水无侧限抗压强度达到1.17MPa，代表弯沉值为58.4(10-2mm)。
实例3
组成与配方
土壤：沿路取原状土，塑性指数为7.5，无骨料
康来达CS-1土壤固化剂：固化土总重的0.01％
康来达CS-4土壤固化剂：固化土总重的0.3％
康来达CS-SEAL：固化土总重的0.1％
水泥：固化土总重的6％
将配方量的CS-1和CS-4稀释在200倍的水中，搅拌均匀后喷洒在土料上，拌合。在上述拌合料中掺入配方量水泥，拌合至均匀，摊铺、碾压，压实度达到96％，形成17cm厚的稳定土基层，再将配方量CS-SEAL稀释在25倍水中，喷洒在上述基层上形成封闭层，在上述封闭层上进行6cm厚的沥青混凝土面层。该基层7天浸水无侧限抗压强度达到0.86MPa，7天浸水无侧限抗压强度达到1.04Mpa，代表弯沉值为90.8(10-2mm)。
实例4
组成与配方
土壤：沿路取原状土，塑性指数为12.5，原状土含40％骨料
康来达CS-1土壤固化剂：固化土总重的0.015％
康来达CS-4土壤固化剂：固化土总重的0.4％
康来达CS-SEAL：固化土总重的0.1％
石灰：固化土总重的6％
在土壤中掺入配方量石灰，拌合，形成混合料，将配方量的CS-1和CS-4稀释在280倍的水中，搅拌均匀后喷洒到上述混合料里，拌合、摊铺、碾压，压实度达到98.5％，形成20cm厚的稳定土基层，再将配方量CS-SEAL稀释在40倍水中，喷洒在上述基层上形成一层封闭层，在上述封闭层上铺设沥青面层。该面层包括按常规方法铺设的6cm厚的沥青混凝土下面层和1.2cm厚的稀浆封层上面层。基层代表弯沉值为62.4(10-2mm)。