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大学生创新训练计划应用了U型弹簧钢片与现场发泡聚氨酯的涵身变形缝防水技术专利类型：实用新型类指导老师：原喜忠副教授团队成员：王立鹏欧阳煜等长安大学2014-11-01长安大学“通大杯”专利大赛项目主要内容3本实用新型专利主要内容2背景介绍具体实施方式4技术领域5应用前景展望技术领域1技术领域该实用新型所属技术领域本实用新型所涉及的是一种涵身变形缝防水技术，特别是一种应用了U型弹簧钢片与现场发泡聚氨酯的涵身变形缝防水技术，属于公路养护与维修领域，特别是高寒地区公路涵洞的维修与加固技术领域。背景介绍2背景技术课题来源涵洞作为公路工程一个非常重要的组成部分，在排除公路沿线地表水和保证路基安全等方面起着不可替代的作用。但是目前位于我国青藏高原等高寒地区的公路涵洞却因为变形缝处防水处理措施的不当，常常出现渗漏的问题，导致各种各样的路基破坏，进而使我国青藏高原地区公路通行情况受阻，严重制约着我国西部地区的经济社会发展。因此，破解高寒地区涵洞变形缝处的防水问题迫在眉睫。背景技术施工现状目前，针对青藏高原等高寒地区公路涵洞变形缝处的渗漏问题，我国国内通常采用的施工技术方法是在涵洞的变形缝处填塞沥青混合料，为使沥青混合料能顺利的填充进涵洞涵身墙壁的变形缝，在实际的施工过程中往往将沥青粘结在麻绳上挤进变形缝。但是由于青藏高原地区寒冷的气候环境，在冬季温度很低时，沥青脆性增加，粘结性大幅下降，这就使得填充进变形缝的沥青混合料极易松散脱落，进而使得涵洞变形缝处的防水性能大打折扣。这时，当水分侵入变形缝时，变形缝便会产生破坏，进而水分和周围土体便会顺着变形缝滑落到涵洞内，在路基中形成孔洞，严重影响路基的稳定性。背景技术施工现状此外在高寒地区当渗水沿着变形缝流进涵洞时，还会将热量带进涵洞和地基，融化多年冻土，使地基松动，对公路整体都会造成较大的破坏。因此，针对当前我国在高寒地区涵洞变形缝防水处理方面的技术缺陷，有必要研究一种新的施工技术方法来解决这一问题。本实用新型主要内容3主要内容目的本实用新型的目的，是为了克服我国高寒地区公路涵洞变形缝防水处理的硬伤，提供一种简单易行的，可以保证涵洞变形缝在极端气候条件下仍能具有良好防渗性能并同时可以修复由于路基土沿变形缝滑落所产生孔洞的技术措施。主要内容U型弹簧钢片本实用新型的核心是在高寒地区公路涵洞涵身变形缝处加入一个弹簧钢片，通过弹簧钢片的压缩和张拉来适应变形缝在不同季节的大小变化，以起到涵身变形缝处密实防水的目的。该弹簧钢片可加工预制为U型或M型两种，且分别可加工为不同的型号。U型弹簧钢片结构结构主要内容配套工具本实用新型的实施要借助于一种特殊的配套工具，该工具由外径2cm厚的钢管焊接而成，主要由挤压杆1、应力扩散弧2、连接杆3以及把手4组成，具体见附图。其中挤压杆长约1米，连接杆长约30cm。在进行现场施工时，施工人员需握住把手，将挤压杆放进U型钢片凹槽中，对准变形缝将U型弹簧钢片挤进变形缝中，完成操作过程。配套实施工具及弹簧钢片挤压进涵身变形缝效果图主要内容填充背后土体空隙本实用新型在U型弹簧钢片被安置在寒区涵洞变形缝后，要沿弹簧钢片凹槽布设注浆管，并将注浆管伸入弹簧钢片预留孔洞中。然后用泵将聚醚异氰酸酯混合交联剂、稳定剂、发泡剂等各种材料泵入注浆管发泡，以填充路基土流失形成的孔洞和弹簧钢片与涵身变形缝间的空隙，起到更好的防水效果。(须注意：由这些材料混合现场发泡而成的聚氨酯具有良好的填充效果和自密实性能）背后土体空隙填充示意图具体实施方式4实施方式本实用新型的技术方案是一种通过在高寒地区涵身变形缝处使用U型弹簧钢片与现场发泡聚氨酯的涵身变形缝防水技术，该方法包括步骤：步骤一、清理高寒地区涵洞涵身处的变形缝；步骤二、借助于前面所示的施工工具，将U型弹簧钢片或M型弹簧钢片挤入变形缝中；步骤三、沿U型弹簧钢片凹槽布设PU（聚氨酯）注浆管路和注浆嘴，并通过弹簧钢片预留的孔洞将注浆管伸到弹簧钢片凹槽后方；步骤四、通过现场的施工泵进行聚醚异氰酸酯的注浆，反应过程中同时加入催化剂(三乙烯二胺、乙醇胺)、交联剂(乙二胺聚醚)、发泡刘(R-113或R-11和水)和泡沫稳定剂(硅油)等，聚氨酯现场发泡，填充变形裂缝和路基孔洞。步骤五、拔出插在U型弹簧钢片预留孔洞上的注浆管，用贴缝带贴住预留孔洞（注浆完成后拔出注浆管插入下一个孔洞再进行注浆），完成施工。结论及展望5应用前景展望该实用新型专利由于施工方便，U型弹簧钢片可预制，在高寒地区的防渗堵漏效果较好，故而有着较好的应用前景。若能在我国青藏高原等高寒冻土地区的公路涵洞的修复工程中大规模推广应用，不仅能解决困扰人们已久的高寒地区涵身变形缝的开裂问题，也必将产生巨大的经济效益。但是，与此同时，我们也应注意到由于这种方法需要加工预制弹簧钢片和配套实施工具，还需要用到现场发泡注浆机，而目前国内还无专业的生产此类产品的厂家，故而对单体涵洞工程变形裂缝的修复采用此种方法不够经济。此外，这种方法目前也只停留在设想阶段，并未经过现场试验验证，可能在实际操作中还会遇到各种各样的问题，技术手段还不够成熟，有待于通过现场试验对其可行性和应用价值进行进一步考证。应用前景展望