[发明专利]一种轻质加筋混合轻量土及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及以天然形成的轻质材料为原料土的轻质加筋混合轻量土及其制备方法，适用于道路加宽、道路填土、桥台背填土、地下工程和管线工程的回填料，属于土建技术领域。

(二)背景技术

由于我国经济持续不断的发展使得基础设施得以大规模的建设，尤其是高速公路。在公路软基路段，常遇到桥头跳车、高路堤失稳、新旧路基沉降差等问题，常规方法是通过排水预压、堆载、复合地基等方法加以解决，但并不能有效地解决这些问题，而且实施成本太高，工期长。

上述问题主要原因是路基填筑过程中增加地基土内部的附加应力，造成沉降变大。因此在路基填土过程中采用减轻上部路基荷载的方法同样可以达到目的。但由于天然轻质混合轻量土的抗拉、抗断裂、抗震性能较差，往往在施工中的温度应力、附加应力及交通动荷载的作用下易形成开裂，雨水会进入混合轻量土内部，进而造成工程事故的发生。而且填土的高度一般较大，通常要考虑天然轻质混合轻量土的稳定性要求，因此需要有一定的放坡坡度，会大面积地占用土地。采用天然轻质加筋混合轻量土不但具有常规轻量土的轻质、高强、工期短及经济效应好等特点，而且还具有抗拉、抗断裂、抗震性能高等优势使其成为公路土建软基处理的重要方法之一。

(三)发明内容

为解决现有软基处理成本高，周期长，效果差等不足，本发明提供了一种采用天然轻质材料为原料土的、力学性能好的轻质加筋混合轻量土及其制备方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种轻质加筋混合轻量土，所述轻质加筋混合轻量土的原料组分及重量配比如下：

天然轻质材料    52～93％

纤维材料        0.1～4％

水              4～24％

固化剂          3～20％；

其中，所述的天然轻质材料为下列之一或其中两种或两种以上的混合物：①火山岩、②珊瑚石、③白垩石；所述的纤维材料为聚酯或聚丙烯；所述的固化剂为水泥。

优选的，所述轻质加筋混合轻量土的原料组分及重量配比如下：

火山岩          79.40％

聚丙烯          1.35％

水              9.05％

水泥            10.2％。

制备所述的轻质加筋混合轻量土的方法，所述轻质加筋混合轻量土的原料组分及重量配比如下：天然轻质材料52～93％，纤维材料0.1～4％，水4～24％，固化剂3～20％；所述方法步骤如下：

(1)将天然轻质材料在粉碎机中进行加工，使粒径满足工程要求；

(2)将天然轻质材料、水及固化剂按组分量投入到混合处理器内混合搅拌，得混合土；

(3)采用高压产生的气流及水流将成锭的连续纤维材料从封闭的箱中通过喷嘴喷出，将步骤(2)得到的混合土用传送带与纤维材料混合，通过控制传送带的速度就可保证需要的纤维含量，即得所述轻质加筋混合轻量土。

将制得的天然轻质材料加筋混合轻量土运输到施工现场分层铺开并压实，形成加筋土工合成轻量土材料。

本发明所述的轻质加筋混合轻量土的有益效果主要体现在：(1)轻质性：密度介于0.5～1.3g/cm³之间；(2)密度可随意调整：可通过改变不同的天然轻质材料及各种成分的比例来达到密度的调整；(3)强度可调整性：通过轻量土中各种成分的比例，其强度可在0.2MPa～5MPa的范围内调整；(4)抗拉强度高，且可调整：通过改变轻量土中的纤维含量，其抗拉强度可在10kPa～1000kPa变化；(5)操作方便、效果好：采用天然轻质材料等原材料的力学性能稳定，故形成轻量土的效果好。(6)应用广泛：由于其自身荷载轻，各种力学性能好(抗拉、抗断裂、抗震性能)，施工噪音低，施工工期短，有效地降低软基处理费用等优点，具有较大的实施价值和良好的社会经济效益，因此可以广泛应用于土木及水利工程。

(四)附图说明

图1为轻质加筋混合轻量土应用于高速公路的路基填土的实例示意图，1为混合轻量土；

图2为轻质加筋混合轻量土应用于公路桥头断路堤填土的实例示意图，1为混合轻量土。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：