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1、10申请公布号CN103306178A43申请公布日20130918CN103306178ACN103306178A21申请号201310218248022申请日20130604E01C3/04200601C04B28/3020060171申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号72发明人李世洋刘庆伟于浩李建猛黄新54发明名称一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法57摘要本发明公开了一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，属于土木工程领域。对于建筑在含盐量为502469，特定盐分种类及含量的超硫酸盐渍土场地的道路，取轻烧氧化镁、硫酸镁、。
2、矿物掺合料、外加剂的混合物作为胶结材料，控制盐渍土含水量使胶结材料与盐渍土拌合均匀形成的胶结盐渍土处于最佳含水量；将胶结盐渍土作为道路路基、基层或底基层填料，分层铺平压实，压实度符合设计要求。胶结材料组分与盐渍土中某些盐分之间的作用使胶结盐渍土拥有较高的强度和良好的耐久性。本发明提出的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，能够解决超硫酸盐渍土地区所建道路稳定性和耐久性不足的问题。51INTCL权利要求书1页说明书5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页10申请公布号CN103306178ACN103306178A1/1页21本发明提出了一。
3、种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。其特征在于对于建筑在含盐量为502469，主要离子成分及含量为CA2009426，MG2007154，K和NA2352205，SO421892305，CL059472，HCO3003096，CO320027的超硫酸盐渍土场地的道路；取适量轻烧氧化镁、硫酸镁、矿物掺合料、外加剂的混合物作为胶结材料与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，控制盐渍土含水量使胶结盐渍土处于最佳含水量；将胶结盐渍土作为道路路基、基层或底基层填料，分层铺平压实，压实的胶结盐渍土干密度与最大干密度的比值符合道路路基、基层或底基层压实度设计要求。所述的硫酸盐渍土包括硫酸盐渍土和。
4、亚硫酸盐渍土；所述的矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿渣、煅烧煤矸石、热处理硅藻土、石英、滑石；所述的外加剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸或磷酸盐、草酸、硅酸钠、硫酸铝、乙酸、鞣酸、蔗糖、丙烯酸乳液。所述的胶结材料的组成及按重量份计算各组分的含量为轻烧氧化镁100600份、硫酸镁0200份、柠檬酸010份、柠檬酸盐010份、磷酸或磷酸盐05份、草酸05份、硅酸钠08份、硫酸盐05份、乙酸05份、鞣酸08份、蔗糖010份、丙烯酸乳液08份、粉煤灰040份、硅灰060份、矿渣040份、煅烧煤矸石040份、热处理硅藻土040份、石英030份、滑石030份，其中轻烧氧化镁、柠檬酸盐、磷酸盐、硅酸钠、硫酸盐、蔗。
5、糖、粉煤灰、硅灰、矿渣、煅烧煤矸石、热处理硅藻土、石英、滑石为比表面积大于250M2/KG的粉体。2根据权利要求1所述的轻烧氧化镁，其中活性氧化镁的质量百分比在30以上；所述硫酸镁为不同等级的工业硫酸镁；所述的柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸或磷酸盐、草酸、硅酸钠、硫酸盐、乙酸、鞣酸、蔗糖、丙烯酸乳液均为工业级，其中柠檬酸盐包括但不限于柠檬酸钠、柠檬酸铵，磷酸盐包括但不限于磷酸二氢铵、磷酸二氢钠，硫酸盐包括但不限于硫酸铝、石膏。3根据权利要求1所述的胶结盐渍土，其中胶结材料的掺量为盐渍土干重量的520。4根据权利要求1所述的最佳含水量、最大干密度是指根据土工试验方法标准（GBT501231999）中重型。
6、击实试验所得最佳含水量、最大干密度。5根据权利要求1所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，具体的施工工艺为第一步进行工程勘探，了解盐渍土的含盐量、离子种类及物理性质指标。第二步根据道路路基、基层及底基层设计要求的胶结盐渍土目标强度，以及盐渍土的含盐量、离子种类和物理性质指标，确定胶结材料的组成及掺量。第三步将胶结材料中轻烧氧化镁、矿物掺合料及外加剂固体组分按比例充分搅拌，后加入溶有硫酸镁的水及外加剂液态组分，将其拌和均匀形成胶结材料混合物；取盐渍土进行粉碎，控制盐渍土含水量使胶结材料混合物与盐渍土搅拌均匀形成的胶结盐渍土处于最佳含水量。第四步进行现场碾压试验，确定实现。
7、压实度要求时胶结盐渍土的各层摊铺厚度、碾压遍数及碾压速率。第五步将制备好的处于最佳含水量的胶结盐渍土作为路基、基层或底基层填料，进行现场铺平碾压。权利要求书CN103306178A1/5页3一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法技术领域0001本发明涉及一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，属于土木工程领域。背景技术0002我国盐湖带区域面积约占国土一半。其中相当一部分是超硫酸盐渍土，其含盐量可高达469。随着国家西部大开发战略的实施，及我国铁路、高速公路等道路建设的快速发展，相当一部分道路要建在超硫酸盐渍土地区。在盐渍土地区的道路施工中，不可避免使用盐渍。
8、土作为道路填料。由于盐渍土的溶陷性、盐胀性等工程特性，给路基的稳定性和耐久性带来严重的威胁，从而引发路面的破坏。为了解决超硫酸盐渍土的溶陷性、盐胀性等给道路带来的破坏，需要开发一种能够满足超硫酸盐渍土地区所建道路稳定性和耐久性要求的方法。0003本发明提出一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。发明内容0004发明人提出了一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。具体为对于建筑在含盐量为502469，主要离子成分及含量为CA2009426，MG2007154，K和NA2352205，SO421892305，CL059472，HCO3003096，CO32002。
9、7的超硫酸盐渍土场地的道路，将由轻烧氧化镁、硫酸镁、矿物掺合料、外加剂组成的混合物作为胶结材料，取适量胶结材料与粉碎的盐渍土搅拌均匀形成胶结盐渍土，控制盐渍土的含水量使胶结盐渍土处于最佳含水量；将胶结盐渍土作为道路路基、基层或底基层填料，分层铺平压实，压实的胶结盐渍土干密度与最大干密度的比值符合道路路基、基层或底基层压实度设计要求。所述的硫酸盐渍土包括硫酸盐渍土和亚硫酸盐渍土。所述的矿物掺合料包括粉煤灰、硅灰、矿渣、煅烧煤矸石、热处理硅藻土、石英、滑石；所述的外加剂包括柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸或磷酸盐、草酸、硅酸钠、硫酸铝、乙酸、鞣酸、蔗糖、丙烯酸乳液。胶结材料组分与盐渍土环境中某些盐分之间的作。
10、用，能够保证胶结盐渍土在该环境中拥有较高的强度，且拥有良好的水稳性和耐久性。道路施工过程中各项技术指标根据道路的类型满足公路路基施工技术规范（JTGF102006）、铁路路基施工规范（TB100012005）要求。0005本发明所述的胶结材料按重量份计算各组分掺量范围为轻烧氧化镁100600份、硫酸镁0200份、柠檬酸010份、柠檬酸盐010份、磷酸或磷酸盐05份、草酸05份、硅酸钠08份、硫酸盐05份、乙酸05份、鞣酸08份、蔗糖010份、丙烯酸乳液08份、粉煤灰040份、硅灰060份、矿渣040份、煅烧煤矸石040份、热处理硅藻土040份、石英030份、滑石030份。其中，轻烧氧化镁、柠檬。
11、酸盐、磷酸盐、硅酸钠、硫酸盐、蔗糖、粉煤灰、硅灰、矿渣、煅烧煤矸石、热处理硅藻土、石英、滑说明书CN103306178A2/5页4石为比表面积大于250M2/KG的粉体。0006本发明所述的轻烧氧化镁中活性氧化镁的质量百分比在30以上；所述的硫酸镁为不同等级的工业硫酸镁；所述的柠檬酸盐包括但不限于柠檬酸钠、柠檬酸铵；所述的磷酸盐包括但不限于磷酸二氢铵、磷酸二氢钠；所述的硫酸盐包括但不限于硫酸铝、石膏；所述柠檬酸、柠檬酸盐、磷酸或磷酸盐、草酸、硅酸钠、硫酸盐、乙酸、鞣酸、蔗糖、丙烯酸乳液均为工业级。0007本发明所述胶结盐渍土中胶结材料的掺量为盐渍土干重量的520。0008本发明所述的最佳含水量。
12、、最大干密度是指根据土工试验方法标准（GBT501231999）中重型击实试验所得最佳含水量、最大干密度。0009结合实验室试验数据和本发明提供的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层的现场试验结果，本发明给出了胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层所适用盐渍土的最佳含盐量范围及胶结材料各组分最优取量范围。0010本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土及其用于道路路基、基层、底基层所适用硫酸盐渍土的最佳含盐量为15323742，相应的胶结材料按重量份计算各组分最优取量范围为轻烧氧化镁250500份、硫酸镁0150份、柠檬酸08份、柠檬酸盐08份、磷酸或磷酸盐03份、草酸03份、硅酸钠05份、。
13、硫酸盐03份、乙酸03份、鞣酸05份、蔗糖08份、丙烯酸乳液05份、粉煤灰030份、硅灰040份、矿渣030份、煅烧煤矸石030份、热处理硅藻土030份、石英020份、滑石020份。0011对本发明提供的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，取适量胶结材料与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，控制盐渍土含水量使胶结盐渍土处于最佳含水量；根据土工试验方法标准（GBT501231999），用胶结盐渍土制备边长为50MM密实立方体试块（其干密度为最大干密度）；脱模后分别进行卤水中养护、盐渍土中养护（与本发明所述的盐渍土环境相同），于不同的龄期进行无侧限抗压强度试验。试验结果如表1所示。。
14、0012表1胶结盐渍土试块不同龄期、不同养护环境下的抗压强度00130014说明A为处于最佳含水量的密实胶结盐渍土试块强度。0015从表1可以看出胶结盐渍土在盐渍土和卤水环境中拥有良好的耐久性；胶结材料组分与盐渍土中某些盐分之间的作用使胶结盐渍土拥有较高的强度。0016本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，其具体的施工工艺如下0017第一步进行工程勘探，了解盐渍土的含盐量、离子种类及物理性质指标。0018第二步根据道路路基、基层及底基层设计要求的胶结盐渍土目标强度，以及盐渍土的含盐量、离子种类和物理性质指标，确定胶结材料的组成及掺量。说明书CN103306178。
15、A3/5页50019第三步将胶结材料中轻烧氧化镁、矿物掺合料及外加剂固体组分按比例充分搅拌，后加入溶有硫酸镁的水及外加剂液态组分，将其拌和均匀形成胶结材料混合物；取盐渍土进行粉碎，控制盐渍土含水量使胶结材料混合物与盐渍土搅拌均匀形成的胶结盐渍土处于最佳含水量。0020第四步进行现场碾压试验，确定实现压实度要求时胶结盐渍土各层的摊铺厚度、碾压遍数及碾压速率。0021第五步将制备好的处于最佳含水量的胶结盐渍土作为路基、基层或底基层填料，进行现场铺平碾压。0022本发明的优点在于00231、利用胶结材料组分与盐渍土中某些盐分之间的作用使所述胶结超硫酸盐渍土的拥有较高的强度，且拥有良好的水稳性和耐久性。
16、。00242、本发明所述一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法，将盐渍土有效的利用于道路工程中，不仅节省了工程费用，而且充分利用了资源。具体实施方式0025下面以具体实施例对本发明所述一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法作进一步详细的说明。但本发明提供的胶结超硫酸盐渍土的使用形式及使用范围并不仅限于此。0026实施例10027某超硫酸盐渍土地区采用胶结盐渍土技术对此处一高速公路填方路基、基层及底基层进行填筑。路基设计高度24M，相应各部分填筑要求下路堤009M填料CBR3、压实度93；上路堤0916M填料CBR4、压实度94；下路床1621M填料CBR5、。
17、压实度96；上路床2124M填料CBR8、压实度96；基层压实度98、底基层压实度96；传统基层、底基层无机结合料稳定土养生7天的无侧限抗压强度应大于1012MPA。根据工程勘察报告知盐渍土的含盐量为3742，主要盐类或离子含量CA2009，MG2154，K和NA1379，SO421809，CL388，HCO3003，盐渍土含水量为248。0028采用本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。按重量份计算胶结材料各组分的取量为轻烧氧化镁500份、硫酸镁110份、柠檬酸8份、柠檬酸钠8份、磷酸3份、草酸3份、硫酸铝3份、鞣酸5份、蔗糖8份、丙烯酸乳液5份、粉煤灰10份。
18、、硅灰40份、矿渣10份、热处理硅藻土30份、滑石20份，其中轻烧氧化镁中活性氧化镁的质量百分比为30，硫酸镁为工业硫酸镁，柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸、草酸、硫酸铝、丙烯酸乳液、鞣酸、蔗糖均为工业级；胶结材料的掺量为盐渍土干重量的5；取盐渍土进行晾晒、粉碎；将轻烧氧化镁、柠檬酸钠、硫酸铝、蔗糖、粉煤灰、硅灰、矿渣、热处理硅藻土、滑石充分搅拌，再向其中加入溶有硫酸镁的水、柠檬酸、磷酸、草酸、丙烯酸乳液、鞣酸并拌合均匀形成胶结材料混合物；将胶结材料混合物与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，根据胶结盐渍土含水量与最佳含水量的差值添加所需水量，得到的胶结盐渍土处于最佳含水量；进行现场压实试验确定施工工艺和参数。
19、采用LG520D振动压路机，碾压速率为2KM/H，每层胶结盐渍土松铺厚度30CM，下路堤每层碾压3遍，上路堤每层碾压4遍，下路床每层碾压5说明书CN103306178A4/5页6遍，上路床每层碾压6遍，底基层碾压6遍，基层碾压7遍；对基层及底基层每层碾压完成后，按公知养生7天达到设计强度要求后摊铺上层胶结盐渍土。路基、基层及底基层碾压完成后检验结果如下下路堤CBR3437、压实度9496；上路堤CBR4752、压实度9597；下路床CBR5464、压实度9699；上路床CBR8592、压实度9799；底基层压实度9798、基层压实度9899；基层、底基层每层碾压完成后养生7天的无侧限抗压强度为。
20、6772MPA，上述技术指标满足设计要求。0029实施例20030某超硫酸盐渍土地区采用胶结盐渍土技术对此处一铁路路基进行填筑。铁路等级为级，路基设高度28M，基床以下路基（003M）胶结盐渍土压实标准为压实系数K090、地基系数K3080MPA/M；基床底层（0322M）胶结盐渍土压实标准为K091、地基系数K3090MPA/M；基床表层（2228M）胶结盐渍土压实标准为K093、地基系数K30100MPA/M。根据工程勘察报告知盐渍土的含盐量1537，主要盐类或离子含量为CA2124，MG2022，K和NA474，SO42649，CL224，HCO3030，CO32012，盐渍土含水量为3。
21、75。0031采用本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。按重量份计算胶结材料各组分取量为轻烧氧化镁600份，其中轻烧氧化镁中活性氧化镁的质量百分比为40；胶结材料掺量为盐渍土干重量的15；取盐渍土进行晾晒、粉碎；将轻烧氧化镁与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，根据胶结盐渍土含水量与最佳含水量的差值添加所需水量，得到的胶结盐渍土处于最佳含水量；进行现场压实试验确定施工工艺和参数采用BW225325T重型振动压路机，碾压速率为3KM/H，每层胶结盐渍土松铺厚度35CM，基床以下路基每层碾压3遍，基床底层路基每层碾压4遍，基床表层路基每层碾压5遍；路基碾压完成后检验结果如。
22、下基床以下压实系数K091093、地基系数K309095MPA/M，基床底层压实系数K092094、地基系数K3097102MPA/M，基床表层压实标准为K095097、地基系数K30105114MPA/M，上述技术指标满足设计要求。0032实施例30033某超亚硫酸盐渍土地区采用胶结盐渍土技术对此地一处二级公路填方路基、基层及底基层进行填筑。路基设计高度150M，相应各部分填筑要求为，上路堤007M填料CBR3、压实度94；下路床0712M填料CBR4、压实度95；上路床1215M填料CBR6、压实度95；底基层压实度95、基层压实度97；传统基层、底基层无机结合料稳定土养生7天的无侧限抗压。
23、强度应大于1012MPA。根据工程勘察报告知盐渍土的含盐量为469，主要盐类或离子含量CA2426，MG2144，K和NA12，SO422305，CL472，HCO3096，CO32027，盐渍土含水量为127。0034采用本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。按重量份计算胶结材料各组分的取量为轻烧氧化镁250份、硫酸镁100份、柠檬酸5份、柠檬酸钠5份、草酸5份、硅酸钠5份、乙酸3份、丙烯酸乳液5份、粉煤灰30份、硅灰20份、矿渣30份、煅烧煤矸石30份、石英30份，其中轻烧氧化镁中活性氧化镁的质量百分比为55，硫酸镁为工业硫酸镁，柠檬酸、柠檬酸钠、草酸、硅酸。
24、钠、乙酸、丙烯酸乳液均为工业级；胶结材料掺量为盐渍土干重量的10；取盐渍土进行粉碎；将轻烧氧化镁、柠檬酸钠、硅酸钠、粉煤灰、硅灰、矿渣、煅烧煤矸石、石英充分搅拌，再向其中加入溶有硫酸镁的水、柠檬说明书CN103306178A5/5页7酸、草酸、乙酸、丙烯酸酯乳液并拌合均匀形成胶结材料混合物；将胶结材料混合物与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，根据胶结盐渍土含水量与最佳含水量的差值添加所需水量，得到的胶结盐渍土处于最佳含水量；进行现场压实试验确定施工工艺和参数采用LG518D振动压路机，碾压速率为4KM/H，每层胶结盐渍土松铺厚度30CM，下路堤每层碾压3遍，上路堤每层碾压4遍，下路床每层碾压5遍，。
25、上路床每层碾压6遍，底基层碾压7遍，基层碾压8遍；对基层及底基层每层碾压完成后，按公知养生7天达到设计强度要求后摊铺上层胶结盐渍土。路基、基层及底基层碾压完成后检验上路堤CBR3444、压实度9596；下路床CBR4254、压实度9697；上路床CBR6477、压实度9697；底基层压实度9698、基层压实度9798；基层、底基层每层碾压完成后养生7天的无侧限抗压强度为6774MPA，上述技术指标满足设计要求。0035实施例40036某超硫酸盐渍土地区采用胶结盐渍土技术对此处一高速公路挖方路基、基层及底基层进行填筑。相应各部分填筑要求为，上路床003M填料CBR8、压实度96；下路床0308M。
26、填料CBR5、压实度96；底基层压实度96、基层压实度98；传统基层、底基层无机结合料稳定土养生7天的无侧限抗压强度应大于10MPA12MPA。根据工程勘察报告知盐渍土的含盐量585，主要盐类或离子含量CA2009，MG2007，K和NA235，SO42272，CL059，HCO3003，盐渍土含水量为225。0037采用本发明所述的一种胶结超硫酸盐渍土的道路路基、基层、底基层及其施工方法。按重量份计算胶结材料各组分的取量如下轻烧氧化镁100份、硫酸镁100份、柠檬酸3份、柠檬酸钠10份、磷酸二氢钠3份、硫酸钙5份、乙酸5份、硅灰20份、煅烧煤矸石20份，其中轻烧氧化镁中活性氧化镁的质量分数为。
27、60，硫酸镁为工业硫酸镁，柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、硫酸钙、乙酸均为工业级；胶结材料掺量为盐渍土干重量的20；取盐渍土进行风干、粉碎；将轻烧氧化镁、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、硫酸钙、硅灰、煅烧煤矸石充分搅拌，再向其中加入溶有硫酸镁的水、柠檬酸、乙酸并拌合均匀形成胶结材料混合物；将胶结材料混合物与盐渍土拌合均匀形成胶结盐渍土，根据胶结盐渍土含水量与最佳含水量的差值添加所需水量，得到的胶结盐渍土处于最佳含水量；进行现场压实试验确定施工工艺和参数采用YZTY25重型振动压路机，碾压速率为4KM/H，每层胶结盐渍土松铺厚度40CM，下路堤每层碾压3遍，上路堤每层碾压3遍，下路床每层碾压4遍，上路床每层碾压5遍，底基层碾压6遍，基层碾压6遍；对基层及底基层每层碾压完成后，按公知技术养生7天达到设计强度要求后摊铺上层胶结盐渍土。路基、基层及底基层碾压完成后检验下路床CBR5460、压实度9697；上路床CBR8294、压实度9698；底基层压实度9698、基层压实度9798；基层、底基层每层碾压完成后按公知技术养生7天的无侧限抗压强度为6570MPA，上述技术指标满足设计要求。说明书CN103306178A。