一种铺设透水路面的复合材料的制备方法与流程

技术领域：

本发明属于土木工程材料制备技术领域，涉及一种铺设透水路面的复合材料的制备方法，用于沿海城市道路铺装或填海造地后的道路铺装场合。

背景技术：
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填海造地实际就是围海造地，先要把一定面积的滩涂围起来，再来填实。围海造地通常有两种形式，一是与大陆海岸相连的造地，称为“围涂”；二是孤悬在浅海中形成人工岛。在与大陆相连的围海造地中，又有两种围涂方式，一是在岸线以外的滩涂上直接筑堤围涂；二是围填入海港湾内部的滩涂，其填海的材料除了使用山石填土外，都大量采用疏浚泥作为填料代替良好的砂土等作土工材料使用，不但减少了废弃淤泥对环境的影响，而且产生了新的土工材料资源。除了初期围堰施工和后期少量覆盖熟土之外，新造土地过程中基本上不需要取陆上的一粒泥土砂石，而是利用拖船、挖泥船在海中作业，先造围堰，然后一边吸沙吹沙修建港池，一边淤填围起来的海域，接着修建拦潮堤坝，堤坝高程、堤坝结构和断面形式要根据地形地质条件、最高潮位和浪高、爬高等因素决定。即使填海所造土地不用于生产粮食或淡水养殖，也要在填埋的滩涂内开挖一些水道、修筑内堤，围堤内侧还要开挖截渗沟，防止海水对填埋区内继续补给盐分，逐步实行咸水、淡水分流，加速土壤脱盐和地下水淡化，否则，此后修建的建筑结构的地下钢结构和水泥部分会受到严重腐蚀。尽管采取上述诸多措施，传统的道路铺装方式仍不适用于填海造地后的道路铺装及沿海城市道路铺装场合。

现有技术中，中国专利cn103864370b公开了一种钢渣废橡胶铸造废砂道路材料及其制备铺设方法，该材料包括道路基层和道路面层，道路基层由以下重量百分比的原料制成：钢渣36-58％，废橡胶颗粒8-12％，铸造废砂5-36％，固结剂15-35％，道路面层由以下重量备份的原料制成：钢渣22-55％，废橡胶粉8-18％，铸造废砂5-35％，固结剂3-15％，该技术方案将对环境有污染的钢渣、废橡胶、铸造废砂制备成道路材料，利用铸造废砂的强化效应提高道路材料的强度，利用铸造废砂的强化效应降低道路材料的刚性，提高道路材料的抗开裂性能及行车舒适性，同时以钢渣取代天然碎石，降低道路材料的经济成本，具有显著的社会经济效益，但沿海城市道路或填海造地后的道路在海域内，海水会通过管道或地表等逐渐浸透腐蚀钢渣，导致道路下陷或开裂，减少道路使用寿命，增加维护成本。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种铺设透水路面的复合材料的制备方法，解决因海水侵蚀导致路面下陷或开裂的难题，实现道路硬化并延长道路使用寿命。

为了实现上述目的，本发明涉及的铺设透水路面的复合材料的具体制备工艺步骤为：

(1)先将牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳用双氧水浸泡2-4小时，清洗掉腐肉，用工业用水冲洗3-5遍后，自然风干，然后用一段锤破式破碎机将贝壳破碎，再用粉碎机将贝壳粉碎成颗粒，通过圆振动筛分机筛分后，选用小于2.36mm的颗粒备用，粒度不符合要求的大块通过输送带回到二段锤破式破碎机重新破碎，粒度符合要求的颗粒由皮带输送机输送至成品区，然后运输至现场备用；

(2)从煤燃烧后的烟气中收捕粉煤灰，取含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰备用；

(3)用筛网筛取粒径为0.25-0.5mm的中砂备用；

(4)采用环氧树脂或丙烯酸树脂作为粘结剂；

(5)然后将各原料按重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份混合，所述骨料为牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳颗粒，粒径小于2.36mm；先在搅拌机内加适量的水，再将各原料混合物加入搅拌机内，再加水，两次加水量不超过总质量的3％，均匀搅拌不少于3分钟，取复合材料摊铺在透水层上用压路机压实，24-48小时后至复合材料凝结，洒水养护7-10天，或将该复合材料用模具制成透水预制件平铺在透水层上，厚度为50-100mm。

本发明涉及的铺设透水路面的复合材料的原料包含骨料、粉煤灰、中砂、黏土粉和粘结剂，其各原料的重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份；所述骨料为牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳颗粒，粒径小于2.36mm；所述粉煤灰是含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰；所述粘结剂是环氧树脂或丙烯酸树脂；复合材料的含水率小于3％，能够搅拌均匀后直接铺设于路面形成基层，或者制成用于路面铺设或雨水收集、水过滤的透水预制件，其透水系数达到2.0×10^-2cm/s，抗压强度为22.5-32.5mpa。

本发明涉及的铺设透水路面的复合材料所铺设的路面结构自下而上依次包括垫层、透水层、基层、找平层和面层，其中，垫层铺设厚度为8-15mm，其材料为粒径小于2.36mm的毛角石的石材下脚料；透水层包含底部铺设的5-10mm的土工布砂石袋层、中部铺设的塑料排水盲沟层和上部铺设的100-200mm的土工布砂石袋层，所述土工布砂石袋内的砂石重量比为4：1，所述砂石为石英砂和毛角石的石材下脚料，粒径均为0.08-1.6mm；基层铺设厚度为50-100mm的复合材料，其各原料的重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份，将复合材料混合搅拌均匀后直接铺设于路面形成基层，或将该复合材料用模具制成透水预制件平铺在透水层上；在基层上铺设厚度为30-50mm的找平层，找平层的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土，并按重量比为10-20:40-50:80-100：1配制，所述找平层的透水系数大于2.5×10^-2cm/s，所述中砂为水洗中砂，含泥量不大于3％，所述毛角石的最大粒径不大于垫层厚度的2/3，含泥量不大于2％；面层的铺设厚度为5-10mm，其材料按重量组份为沥青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡胶微粒5-10份和石腊5-15份配制；所述石蜡为凝固点大于45摄氏度的褐煤腊、聚合腊或甘油酯；所述橡胶微粒的粒径在2.6-4mm之间；所述毛角石粉密度大于2.5t/m³，粒径小于0.045mm；所述粉煤灰是含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰。

本发明涉及的铺设透水路面的复合材料用于铺设路面的具体铺装步骤包括：

(1)准备施工：在填海造地的道路铺装前，先进行沙地平整，然后用重型圆夯将沙地夯实形成路基；或在沿海道路铺装前，先将路面清理平整，然后用夯机将地面夯实形成路基；接着按设计要求在规划道路区域放线，并清理作业场地，再用压力机在路基上反复碾压直至路基被压实，完成路面铺装前的施工准备；

(2)铺设垫层：在被压实的路基上均匀平整铺设一层厚度为8-15mm的毛角石的石材下脚料形成垫层，所述毛角石的石材下脚料经破碎、筛分处理最大粒径小于2.36mm；

(3)铺设透水层：在垫层上平铺若干个装满砂石的土工布袋形成厚度为5-10mm的土工布袋层，再在土工布袋层上铺装塑料排水盲沟层，排水盲沟接入市政排水管道，在排水盲沟层上再平铺若干个装满砂石的土工布袋形成厚度为100-200mm的土工布袋层；所述土工布袋为土工织物，其原料为高分子聚合物的合成纤维，通过针刺或编织制成，具有透水性；所述砂石为石英砂和毛角石的石材下脚料按4：1的重量比混合，毛角石的石材下脚料的粒径为0.08-1.6mm之间；

(4)铺设基层：接着在最上层的土工布袋层上平铺一层复合材料形成厚度为50-100mm的基层，所述复合材料的各原料的重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份，先向转动的搅拌机内加入适量的水，再按重量组份将骨料、粉煤灰、中砂和黏土粉依次投入，再加水，两次加水量之和不超过总质量的3％，均匀搅拌不少于3分钟，取复合材料摊铺在透水层上50-100mm，用压路机压实，24-48小时后至复合材料凝结，洒水养护7-10天，或将该复合材料用模具制成透水预制件平铺在透水层上；所述骨料为牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳颗粒，粒径小于2.36mm；

(5)铺设找平层：再在基层上铺设厚度为30-50mm的找平层，找平层的原料包含石灰、中砂、毛角石和黏土粉，按重量比10-20:40-50:80-100：1配制；所述找平层的透水系数大于2.5×10^-2cm/s；所述中砂为水洗中砂，含泥量不大于3％；所述毛角石的最大粒径不大于垫层厚度的2/3，含泥量不大于2％；铺设前，先按规划图布线划分区段，再标识出纵向缩缝和横向缩缝位置，纵向缩缝相邻间距不大于6m，然后布置双向找平墩位置，找平墩高度同找平层厚度相同，相邻找平墩纵向间距不大于2m，然后将基层湿润，接着向转动的搅拌机内加入适量的水，再按配制比将毛角石、石灰、中砂和黏土粉依次投入，再加水，两次加水量之和不超过总质量的3％，搅拌时间不少于2分钟；最后从一端开始在基层上表面刷一道中性硅酮结合胶，边刷边摊铺砂浆，铺设时间不超过2小时，用找平墩控制标高，虚铺厚度高于找平墩，然后用平板振捣器振捣密实后，以找平墩为标志检查平整度，用水平刮杠刮平或用木抹子搓平，铁抹子抹平压光，铺设找平层12小时后，洒水养护7-10天；

(6)铺设面层：最后在找平层上水平铺设5-10mm的面层，所述面层包含沥青、毛角石粉、粉煤灰、橡胶微粒和石腊；其按重量组份为沥青15-25份、毛角石粉10-25份、粉煤灰35-65份、橡胶微粒5-10份和石腊5-15份配制；所述石蜡为凝固点大于45摄氏度的褐煤腊、聚合腊或甘油酯；所述橡胶微粒的粒径在2.6-4mm之间；所述毛角石粉密度大于2.5t/m³，粒径小于0.045mm；所述粉煤灰是含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰；将各原料混合搅拌均匀后摊铺在找平层上，用水平刮杠刮平或用木抹子搓平，铁抹子抹平压光后，洒水养护7-10天，完成透水路面的铺装。

所述土工布按照制造方法分为有纺土工布和无纺土工布两种类型。一般工程主要是使用的无纺土工布，“布卷”一般宽度为4-6米，长度为50-100米。土工布有很多特点，一是强力高，由于使用塑料扁丝，在干湿状态下都能保持充分的强力和伸长。二是耐腐蚀，在不同的酸碱度的泥土及水中能长久地耐腐蚀。三是透水性好，在扁丝之间有空隙，故有良好的渗水性能。四是抗微生物性好，对微生物、虫蛀均不受损害。五是施工方便，由于材质轻柔，所以无论是运送、铺设都很方便。因此，土工布具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。

本发明与现有技术相比，即可解决废弃物的处理难题，又可解决传统钢渣路面存在的缺点，其整体制备工艺简单，成本低，节能环保，使用寿命长，道路维护成本低，具有良好的经济效益和市场前景。

附图说明：

图1为本发明涉及的铺设透水路面的复合材料铺装道路的方法流程图。

图2为本发明涉及的铺设透水路面的复合材料铺装道路的结构原理示意图，其中，包括垫层1，透水层2，基层3，找平层4，面层5。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

本实施例涉及的铺设透水路面的复合材料的具体制备工艺步骤为：

(1)先将牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳用双氧水浸泡2-4小时，清洗掉腐肉，用工业用水冲洗3-5遍后，自然风干，然后用一段锤破式破碎机将贝壳破碎，再用粉碎机将贝壳粉碎成颗粒，通过圆振动筛分机筛分后，选用小于2.36mm的颗粒备用，粒度不符合要求的大块通过输送带回到二段锤破式破碎机重新破碎，粒度符合要求的颗粒由皮带输送机输送至成品区，然后运输至现场备用；

(2)从煤燃烧后的烟气中收捕粉煤灰，取含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰备用；

(3)用筛网筛取粒径为0.25-0.5mm的中砂备用；

(4)采用环氧树脂或丙烯酸树脂作为粘结剂；

(5)然后将各原料按重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份，所述骨料为牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳颗粒，粒径小于2.36mm；先在搅拌机内加适量的水，再将各原料混合物加入搅拌机内，再加水，两次加水量不超过总质量的3％，均匀搅拌不少于3分钟，取复合材料摊铺在透水层上用压路机压实，24-48小时后至复合材料凝结，洒水养护7-10天，或将该复合材料用模具制成透水预制件平铺在透水层上，厚度为50-100mm。

本实施例涉及的铺设透水路面的复合材料的原料包含骨料、粉煤灰、中砂、黏土粉和粘结剂，其各原料的重量组份为骨料35-60份、粉煤灰20-45份、中砂12-16份、黏土粉5-10份和粘结剂10-15份；所述骨料为牡蛎壳、扇贝壳、海螺壳之一或其任意组合的贝壳颗粒，粒径小于2.36mm；所述粉煤灰是含水量为0.18％，烧失量为1.72％，三氧化硫含量为0.11％，细度为0.045mm的干性粉煤灰；所述粘结剂是环氧树脂或丙烯酸树脂；复合材料的含水率小于3％，能够搅拌均匀后直接铺设于路面形成基层，或者制成用于路面铺设或雨水收集、水过滤的透水预制件，其透水系数达到2.0×10^-2cm/s，抗压强度为22.5-32.5mpa。