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      透水性生態(tài)水泥混凝土及力學(xué)性能測試方法及透水性路面的制作方法

      文檔序號(hào):6114936閱讀:368來源:國知局
      專利名稱:透水性生態(tài)水泥混凝土及力學(xué)性能測試方法及透水性路面的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種公路路面材料及其應(yīng)用,尤其是涉及一種透水性生態(tài)水泥混凝土及力學(xué)性能測試方法及透水性路面。
      背景技術(shù)
      隨著城市建設(shè)規(guī)模和速度的加快,地球表面越來越多地被不透水材料覆蓋,造成了一系列的環(huán)境問題,包括破壞水資源的生態(tài)循環(huán)、引起城市環(huán)境劣化、道路及其它設(shè)施使用安全性適用性降低、暴雨對(duì)地表水體的污染加重等。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種透水性生態(tài)水泥混凝土、對(duì)該生態(tài)水泥混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行測試的方法以及用該生態(tài)水泥混凝土構(gòu)筑的路面。本發(fā)明通過控制水泥混凝土中的粗集料粒徑、膠凝材料組成、水膠比、集料與水泥漿的體積比,使透水性生態(tài)水泥混凝土的強(qiáng)度和孔隙率滿足不同路面力學(xué)性能及透水系數(shù)要求。
      實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為一種透水性生態(tài)水泥混凝土,它由膠凝材料,粗集料,水、混凝土減水劑構(gòu)成,各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu=-1.1764Pv+38.152fcf=-0.1184Pv+6.0508K=1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強(qiáng)度,fcf為28d(天)抗折強(qiáng)度,K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù),Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
      所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級(jí)粉煤灰、硅灰組合而成;粗集料為(2.5~5.0)mm碎石、(5.0~10.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合;水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28~0.34;集漿體積比{碎石/(水+膠凝材料)}為1.6~2.2。粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0~15)%。
      一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法,其步驟為1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm,寬度98mm,手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件,抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3);2)按《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進(jìn)行抗折強(qiáng)度測試;3)將抗折試驗(yàn)后的混凝土斷塊放入抗壓強(qiáng)度測試上、下壓頭間進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),控制加荷速度(0.3~0.5)MPa/s;3)取六個(gè)斷塊測試值的平均值為代表值,若有不多于兩個(gè)試件的測試值超過平均值的±15%,則取其余幾個(gè)試件測試值的平均值為代表值;若有兩個(gè)以上試件的測試值超過平均值的±15%,則測試結(jié)果作廢。所述的抗壓強(qiáng)度測試上壓頭為一個(gè)上平面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈倒“凸”形,所述的抗壓強(qiáng)度測試下壓頭為一個(gè)底面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形。
      一種基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面,該路面由路基、透水性基層及采用透水性生態(tài)混凝土的透水性面層由下至上順序分層輾壓形成。
      路基可以為巖性土路基。路基也可以為粉質(zhì)及粘性土路基,在路基的上面輾壓有一層壓實(shí)的細(xì)砂土,壓實(shí)的細(xì)砂土與透水性基層之間鋪有反濾織物層。路基還可以為砂性土路基,在路基與透水性基層之間輾壓有一層透水性墊層。
      本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可有效地改善地表下土壤生態(tài)環(huán)境、保護(hù)地下水資源、降低排水及污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用、調(diào)節(jié)溫濕度、減輕暴雨產(chǎn)生內(nèi)澇、改善聲光環(huán)境等。


      圖1為成型抗折試件鋼輾輪的照片;圖2為抗壓強(qiáng)度測試上壓頭;
      圖3為抗壓強(qiáng)度測試下壓頭;圖4為完全透水性路面結(jié)構(gòu);圖5為半透水半排水性路面結(jié)構(gòu);圖6為排水性路面結(jié)構(gòu);圖7-圖9為完全透水性路面結(jié)構(gòu)的三種組合結(jié)構(gòu)。
      附圖4-9中,路基1,透水性基層2,透水性面層3,壓實(shí)的細(xì)砂土4,反濾織物層5,透水性墊層6,密實(shí)性基層7,墊層8。
      具體實(shí)施例方式
      一種透水性生態(tài)水泥混凝土,它由膠凝材料,粗集料,水、混凝土減水劑構(gòu)成,各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu=-1.1764Pv+38.152fcf=-0.1184Pv+6.0508K=1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強(qiáng)度,fcf為28d(天)抗折強(qiáng)度,K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù),Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
      所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級(jí)粉煤灰、硅灰組合而成;粗集料為(2.5~5.0)mm碎石、(5.0~1.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合;水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28~0.34;集漿體積比(碎石/水+膠凝材料)為1.6~2.2。粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0~15)%。
      一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法,其步驟為1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm,寬度98mm,手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件,抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3);2)按《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進(jìn)行抗折強(qiáng)度測試;3)將抗折試驗(yàn)后的混凝土斷塊放入抗壓強(qiáng)度測試上、下壓頭間進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),控制加荷速度(0.3~0.5)MPa/s;3)取六個(gè)斷塊測試值的平均值為代表值,若有不多于兩個(gè)試件的測試值超過平均值的±15%,則取其余幾個(gè)試件測試值的平均值為代表值;若有兩個(gè)以上試件的測試值超過平均值的±15%,則測試結(jié)果作廢。
      所述的抗壓強(qiáng)度測試上壓頭為一個(gè)上平面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈倒“凸”形,所述的抗壓強(qiáng)度測試下壓頭為一個(gè)底面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形??箟簭?qiáng)度測試上、下壓頭的尺寸根據(jù)試件尺寸決定,圖2、圖3所示為試件尺寸為100mm時(shí)的上、下壓頭結(jié)構(gòu)尺寸。
      根據(jù)透水性水泥混凝土路面滲透性和力學(xué)性能要求,本發(fā)明提出了透水性生態(tài)水泥混凝土路面的三種結(jié)構(gòu)層形式完全透水性路面結(jié)構(gòu)、半透水半排水性路面結(jié)構(gòu)和排水性路面結(jié)構(gòu),如圖4-圖6所示。對(duì)于完全透水性路面結(jié)構(gòu),基于三種不同的路基土壤,本發(fā)明給出了具體的路面組合結(jié)構(gòu)砂性土路基路面結(jié)構(gòu)、粉質(zhì)及粘性土路基路面結(jié)構(gòu)及巖性土路基。
      砂性土路基路面結(jié)構(gòu)由砂性土路基、透水性墊層6、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成;粉質(zhì)及粘性土路基路面結(jié)構(gòu)由粉質(zhì)及粘性土路基、壓實(shí)的細(xì)砂土4、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成,在壓實(shí)的細(xì)砂土4和透水性基層2之間隔有一層反濾織物5;巖性土路基巖路面結(jié)構(gòu)由巖土性路基、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成。上述透水性面層3均采用本發(fā)明的透水性生態(tài)混凝土碾壓形成。
      透水性生態(tài)水泥混凝土路面各結(jié)構(gòu)層材料及厚度的確定同時(shí)考慮路面承載力和透水要求,包括兩個(gè)方面,一方面根據(jù)現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ012-94設(shè)計(jì)板厚;另一方面按滿足透水和蓄水要求校核板厚。
      權(quán)利要求
      1.一種透水性生態(tài)水泥混凝土,它由膠凝材料,粗集料,水、混凝土減水劑構(gòu)成,各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu=-1.1764Pv+38.152fcf=-0.1184Pv+6.0508K=1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強(qiáng)度,fcf為28d(天)抗折強(qiáng)度,K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù),Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水性生態(tài)水泥混凝土,其特征在于所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級(jí)粉煤灰、硅灰組合而成;粗集料為(2.5~5.0)mm碎石、(5.0~1.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合;水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28~0.34;集漿體積比{碎石/(水+膠凝材料)}為1.6~2.2。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透水性生態(tài)水泥混凝土,其特征在于粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0~15)%。
      4.一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法,其特征在于1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm,寬度98mm,手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件,抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3);2)按《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進(jìn)行抗折強(qiáng)度測試;3)將抗折試驗(yàn)后的混凝土斷塊放入抗壓強(qiáng)度測試上、下壓頭間進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),控制加荷速度(0.3~0.5)MPa/s;3)取六個(gè)斷塊測試值的平均值為代表值,若有不多于兩個(gè)試件的測試值超過平均值的±15%,則取其余幾個(gè)試件測試值的平均值為代表值;若有兩個(gè)以上試件的測試值超過平均值的±15%,則測試結(jié)果作廢。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法,其特征在于所述的抗壓強(qiáng)度測試上壓頭為一個(gè)上平面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈倒“凸”形,所述的抗壓強(qiáng)度測試下壓頭為一個(gè)底面及兩個(gè)側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu),兩個(gè)側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形。
      6.一種基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面,其特征在于該路面由路基(1)、透水性基層(2)及采用透水性生態(tài)混凝土的透水性面層(3)由下至上順序分層輾壓形成。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面,其特征在于所述的路基(1)為巖性土路基。
      8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面,其特征在于所述的路基(1)為粉質(zhì)及粘性土路基,在路基(1)的上面輾壓有一層壓實(shí)的細(xì)砂土(4),壓實(shí)的細(xì)砂土(4)與透水性基層之間鋪有反濾織物層(5)。
      9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面,其特征在于所述的路基(1)為砂性土路基,在路基(1)與透水性基層(2)之間輾壓有一層透水性墊層(6)。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種透水性生態(tài)水泥混凝土。該透水性生態(tài)水泥混凝土由膠凝材料,粗集料,水、混凝土減水劑構(gòu)成,各組份之間滿足以下關(guān)系式F
      文檔編號(hào)G01N3/08GK1994973SQ20061009533
      公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
      發(fā)明者王瑞燕, 吳國雄 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)
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