一種利用廢舊輪胎制作滾石防護棚緩沖墊層的方法技術

本發明專利技術提供一種利用廢舊輪胎制作滾石防護棚緩沖墊層的方法，該方法包括：根據滾石防護棚的主體結構和防護要求來設計緩沖墊層的規格和柔度，并確定施工條件；在滾石防護棚的棚頂施作隔水層、棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻、排水盲溝、排水孔，預埋輪胎固定件，并在棚頂按照成層的方式排列廢舊輪胎或輪胎籠；在預定的部位用輪胎連接件連接相鄰的廢舊輪胎或輪胎籠，用輪胎固定件將墊層邊界處的廢舊輪胎或輪胎籠分別與棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻相連接；在廢舊輪胎的空隙中填入由廢舊橡膠顆粒和砂土按一定比例混合而成的橡膠土，并使其達到設計的密實度；鋪設緩沖墊層至設計的高度和坡度，在其表面覆蓋由碎石和砂土混合而成的人工填土層，在墊層表面施作截水溝和排水明溝；對于長度較大的滾石防護棚，可分段施作緩沖墊層，并在墊層表面栽種適合當地生長的植物。本發明專利技術不僅可使滾石防護棚緩沖墊層具有高效的緩沖性能，而且還通過大量廢舊輪胎的消耗來實現廢棄物資源化利用的國家戰略目標。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及地質災害防治領域，尤其涉及一種利用廢舊輪胎制作滾石防護棚緩沖 墊層的方法。
技術介紹
廢舊輪胎屬于工業固體廢物中的一大類，很多發達國家制定了有關綜合利用的法 規和鼓勵政策，我國也將廢舊輪胎的再利用納入國家十一五科技發展綱要規劃。隨著我國 汽車擁有量的增加，廢舊輪胎的數量也逐年增加。我國2002年產生廢舊輪胎6000萬條，并 以約20%的速度逐年遞增，2005年的產量超過了 1.12億條(僅次于排名第一的美國)，預 計我國在2010年的廢舊輪胎產生量將達到2億條/年。統計資料顯示，我國廢舊輪胎的正 規回收率僅為45%，遠低于發達國家90%的回收率。由于缺乏相應的法規和激勵政策，國 內有關廢舊輪胎的無序處理和非法利用使之成為諸多污染的來源，同時帶來一些不利于和 諧發展的社會問題。作為黑色污染的主要來源，廢舊輪胎是一種耐腐蝕、難降解，有著很高強度和韌性 的一種人工材料，在_50°C 150°C范圍內一般不會大的變化。在上世紀90年代，世界各國 最普遍的做法是把廢舊輪胎掩埋或堆放。隨著地價上漲，通過征用土地來掩埋或堆放廢舊 輪胎將越來越困難。歐盟于2006年7月出臺法律，規定在垃圾掩埋場掩埋或焚燒廢舊輪胎 為違法行為，這大大促進了廢舊輪胎再利用新方法和新技術的研究。隨著清潔生產中對廢 棄物定義(即被放置錯誤的資源)的重新認識，廢舊輪胎的再利用愈來愈被綠色環保及再 資源化產業所重視。國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006 2020)指出，廢棄物的 資源化和循環利用是事關經濟社會可持續發展和人民生活質量提高的重要問題之一。廢舊 輪胎回收和利用的規范化在中國是遲早的事情，當務之急是如何發展并完善可大量消耗廢 舊輪胎的綜合利用途徑，特別是那些可減少二次污染的再利用方法和技術。廢舊輪胎的原 形利用或原形改制基本不會產生二次污染，是目前最受歡迎和提倡的再利用方式，但相應 的廢舊輪胎消耗量不大。利用廢舊輪胎的上述特點，將廢舊輪胎應用于滾石防護結構有著 明顯的優勢。一方面，耐腐蝕、難降解的特點使相應的滾石防護設施服務年限較長；另一方 面，很高的強度和韌性可以使相應的防護設施也具有應有的強度和柔性。所謂滾石，是指一定體積的危巖體或塊石從坡體表面分離出來后經過下落、回彈、 跳躍、滾動或滑動等運動方式沿著坡面向下快速運動，最后在坡腳附近靜止下來的一個動 力學過程。當滾石運動范圍內有人類活動或人類構筑設施并可能會引起一定的損失時，就 可構成滾石災害。自上世紀50年代以來，國際上已經發展出了多種可用于滾石災害治理 的方法，如清除危巖、加固、滾石防護棚、攔石墻、捕石溝、攔石柵欄、攔石網等方法和系列技 術。從防護的主動性來看，用于滾石災害防治的清除法和加固法屬于主動防護方法，而滾石 防護棚、攔石墻、捕石溝、攔石柵欄、攔石網等均屬于被動防護方法。多山地帶的滾石往往具有突發性、頻發性、隨機性等不易掌握的規律，給線路工程 (特別是交通工程)造成的危害非常大。當遇到物源區難以接近、防護區段場地有限、滾石沖擊能量較大、中途攔截滾石的技術不易實施等情況時，則可利用滾石防護棚來起到遮擋 保護人員和車輛的作用。由于經濟條件、技術水平及防護意識的不同，不同地區的滾石防 護棚在制作材料(如木制、鋼筋混凝土、鋼結構等)和結構形式(如懸臂式、框架式、明洞式 等)會有所差別。由于鋼筋混凝土結構具有強度高、不易銹蝕、工藝成熟等方面的優勢，越 來越多的滾石防護棚工程采用了該類設計。為了達到經濟高效的目的，設計者往往會在滾 石防護棚的頂部設置一定形式的緩沖墊層，以盡量避免因為防護棚主體結構所承受荷載過 大而出現彎折、拉裂或沖切等形式的破壞。從現行的技術水平來看，滾石防護領域較多采用 的是沙土墊層、碎石墊層、人工顆粒墊層、復合結構墊層等多種形式，以下僅就它們的優缺 點進行分析。1、砂土墊層當工程現場附近有可以利用的砂土時，直接利用砂土作為滾石防護棚的緩沖墊層 具有就地取材、施工簡單、成本較低等方面的優點，這也是普遍利用砂土墊層的主要原因。 盡管通過合理的墊層設計有時可以達到防護要求，但以砂土作為滾石防護棚的緩沖墊層明 顯具有以下不足 砂土墊層的密度為1. 4 2. 0噸/m3，墊層施加給防護棚支撐結構的靜荷載較 大； 墊層的緩沖性能取決于砂土的密度、厚度、含水率等參數，砂土固結之后的緩沖 特性有所下降，其規律不易被掌握； 在墊層施工完成后的初期，墊層表面在雨季期間容易出現侵蝕和砂土流失，雨 水浸泡后的墊層抗沖擊能力會有所減弱。2、碎石墊層利用碎石作為墊層材料同樣具有就地取材、施工簡單、成本較低等方面的優點，這 也是比較廣泛利用碎石墊層的主要原因。碎石間的空隙利于排水且固結前后沒有較大的性 能差異，墊層的緩沖性能不會因含水率的大小產生較大的變化。然而，碎石墊層的密度為 1. 6 2. 4噸/m3，所產生的靜荷載在各類緩沖墊層中最大。為了便于施工和降低成本，設計者有時會將砂土和碎石混合后鋪設在防護棚頂部 作為緩沖墊層，其特點與砂土墊層基本相同，但墊層的密度會大于砂土類墊層。3、人工顆粒墊層為了減少墊層本身施加于防護棚主體結構上的靜荷載，有些設計者嘗試利用人工 顆粒來制作緩沖墊層，如熱壓聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)。以該類材料為主制作的緩沖墊層具 有重量輕的巨大優勢，但相應的成本較高，而且滾石沖擊墊層產生的動荷載有時會大于砂 土類緩沖墊層。4、復合墊層系統上述三類緩沖墊層往往是以一類材料為主體制作而成，相應的施工工藝較為簡 單。所謂復合墊層系統，是指以兩種以上材料為主制作而成的層狀緩沖墊層。例如，從下至 上以人工顆粒層、鋼筋混凝土層和砂土層為順序制作而成的緩沖墊層，就是一種新型的復 合墊層系統。該類緩沖系統的工藝較為復雜，成本也很高，目前僅處于試驗研究階段。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的在于提供一種經濟、高效且環保的滾石防護棚緩沖墊層技 術，不僅可達到滾石災害防災和減災的目的，而且還通過大量廢舊輪胎的消耗來實現廢棄 物資源化利用的國家戰略目標。本專利技術的技術方案是一種利用廢舊輪胎來制作滾石防護棚緩沖墊層的方法，包 括以下主要步驟(1)根據滾石防護棚的主體支撐結構和防護要求來設計緩沖墊層的規格和柔度， 并確定施工條件；(2)在滾石防護棚的棚頂施作隔水層、棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻、排水盲 溝和排水孔，預埋輪胎固定件，并在棚頂按照成層的方式排列廢舊輪胎或輪胎籠；(3)在預定的部位用輪胎連接件連接相鄰的廢舊輪胎或輪胎籠，用輪胎固定件將墊 層邊界處的廢舊輪胎或輪胎籠分別與棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻進行固定連接；(4)在廢舊輪胎的空隙中填入由廢舊橡膠顆粒和砂土按一定比例混合而成的橡膠 土，并使其達到設計的密實度；(5)鋪設緩沖墊層至設計的高度和坡度，然后在其表面覆蓋由碎石和砂土混合而 成的人工填土層，施作墊層表面的截水溝和排水明溝，并在墊層表面栽種適合當地生長的 植物。施工條件包括根據緩沖墊層的規格和柔度，選擇廢舊輪胎和輪胎籠的規格、排列 形式、連接和固定方式、橡膠土的材料配比、人工填土層類型及適于栽種的植物種類。緩沖墊層的規格包括墊層的長度、寬度及墊層表面的形態和坡度，主要通過廢舊 輪胎和輪胎籠的規格、數量、組合排列方式及人工填土層的施作來實現。緩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用廢舊輪胎制作滾石防護棚緩沖墊層的方法，該方法包括：根據滾石防護棚的主體支撐結構和防護要求來設計緩沖墊層的規格和柔度，并確定施工條件；在滾石防護棚的棚頂施作隔水層、棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻、排水盲溝和排水孔，預埋輪胎固定件，并在棚頂按照成層的方式排列廢舊輪胎或輪胎籠；在預定的部位用輪胎連接件連接相鄰的廢舊輪胎或輪胎籠，用輪胎固定件將墊層邊界處的廢舊輪胎或輪胎籠分別與棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻進行固定連接；在廢舊輪胎的空隙中填入由廢舊橡膠顆粒和砂土按一定比例混合而成的橡膠土，并使其達到設計的密實度；鋪設緩沖墊層至設計的高度和坡度，然后在其表面覆蓋由碎石和砂土混合而成的人工填土層，施作墊層表面的截水溝和排水明溝，并在墊層表面栽種適合當地生長的植物。

【技術特征摘要】
一種利用廢舊輪胎制作滾石防護棚緩沖墊層的方法，該方法包括根據滾石防護棚的主體支撐結構和防護要求來設計緩沖墊層的規格和柔度，并確定施工條件；在滾石防護棚的棚頂施作隔水層、棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻、排水盲溝和排水孔，預埋輪胎固定件，并在棚頂按照成層的方式排列廢舊輪胎或輪胎籠；在預定的部位用輪胎連接件連接相鄰的廢舊輪胎或輪胎籠，用輪胎固定件將墊層邊界處的廢舊輪胎或輪胎籠分別與棚頂內側墻、棚頂外側墻、棚頂端墻進行固定連接；在廢舊輪胎的空隙中填入由廢舊橡膠顆粒和砂土按一定比例混合而成的橡膠土，并使其達到設計的密實度；鋪設緩沖墊層至設計的高度和坡度，然后在其表面覆蓋由碎石和砂土混合而成的人工填土層，施作墊層表面的截水溝和排水明溝，并在墊層表面栽種適合當地生長的植物。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述施工條件包括根據緩沖墊層的規格 和柔度，選擇廢舊輪胎和輪胎籠的規格、排列形式、連接和固定方式、橡膠土的材料配比、人 工填土層類型及適于栽種的植物種類。3.根據權利要求1和2所述的方法，其特征在于所述緩沖墊層的規格包括墊層的長 度、寬度及墊層表面的形態和坡度，主要通過廢舊輪胎和輪胎籠的規格、數量、組合排列方 式及人工填土層的施作來實現。4.根據權利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述緩沖墊層的柔度是指墊層受沖擊 后變形的能力、影響范圍和恢復程度，主要通過廢舊輪胎或輪胎籠的規格、排列、空隙充填、 輪胎連接件及輪胎固定件的組合效應來實現。5.根據權利要求1、2、3和4所述的方法，其特征在于根據具體的緩沖墊層設計，所述 輪胎籠為多個廢舊輪胎按照既定的組合方式進行排列，并利用廢舊三角帶、廢舊鋼絲繩或 專門的柔性材料連接捆扎而成，根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張路青，馬鳳山，胡瑞林，王學良，周劍，楊志法，張中儉，
申請(專利權)人：中國科學院地質與地球物理研究所，
類型：發明
國別省市：11[]