CN106223158A - 一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构 - Google Patents

Abstract

目前隧道内路面结构由常规的沥青混凝土和抗折混凝土或钢纤维混凝土组成。路面毁损的主要原因包括胶轮反复碾压直接冲击和外部环境作用，轻则出现裂缝、车辙，影响行车舒适性；重则出现坑槽，危及路面的整体稳定性和安全性；后期养护维修甚至还要长时间中断交通。为了提高路面的抗折和抗压能力，以及提高路面的使用寿命，同时在后期养护维修中，又能快速恢复路面，本发明提供一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，包括自下而上依次设置有玄武岩纤维混凝土基层、玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层、玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层。

Description

一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构

技术领域

本发明涉及一种路面结构，具体涉及一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构。

背景技术

迅猛发展的小汽车使得城市交通拥堵、停车难、公共交通速度下降、出行困难等问题日趋严重，带来的能源消耗、大气污染、环境恶化等问题引起人们高度关注，日益恶化的城市交通问题，不得不重视城市公共交通事业可持续发展，加快构建资源节约型、环境友好型公共交通行业逐渐成为共识。经过发展和升级的有轨电车，具有高运能、高速度、低污染等特点，符合当代低碳、绿色、环保的理念，契合当代资源节约、环境友好的发展思路；另外，现代有轨电车车辆技术性能优良，系统客运能力、速度均得到大幅度提高，拥有良好的适应性，适用范围得以拓展，掀起复兴热潮。在这种大的发展趋势下，适用于胶轮导轨电车，具备可重复碾压、使用寿命长的路面结构亟待解决。

目前隧道内路面结构由常规的沥青混凝土和抗折混凝土或钢纤维混凝土组成。路面毁损的主要原因包括胶轮反复碾压直接冲击和外部环境作用，轻则出现裂缝、车辙，影响行车舒适性；重则出现坑槽，危及路面的整体稳定性和安全性；后期养护维修甚至还要长时间中断交通。因此，如何合理选择一种具有较好的抗压、抗折能力，同时在后期养护维修中，又能快速恢复路面，同时使用寿命长是新型路面结构设计时必须解决的重要问题。

发明内容

为了提高路面的抗折和抗压能力，以及提高路面的使用寿命，同时在后期养护维修中，又能快速恢复路面，本发明提供一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，自下而上依次设置有玄武岩纤维混凝土基层、玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层、玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层；所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成。

进一步的，所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了0.1％～0.35％短切玄武岩纤维拌合而成；所述混凝土为水泥、砂、石子和水按照比例调配而成的混合物。

进一步的，所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.15％～0.4％短切玄武岩纤维拌合而成；所述中粒式沥青混凝土为集料颗粒尺寸最大为20mm～25mm的沥青混凝土。

进一步的，所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.25％～0.35％短切玄武岩纤维拌合而成。

进一步的，所述玄武岩纤维混凝土基层厚度为20cm～30cm；所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层厚度为6cm～10cm；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层厚度为3.5cm～6cm。

进一步的，所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层还添加了阻燃剂。

进一步的，所述一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构仅包括玄武岩纤维混凝土基层。

进一步的，所述玄武岩纤维混凝土基层厚度为20-30cm。

进一步的，所述玄武岩纤维混凝土基层采用工厂预制。

本发明一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构具有如下有益效果：通过设置玄武岩纤维混凝土基层，在混凝土中掺加短切玄武岩纤维，其作为主要承载结构，能提高其抗裂防渗性能，并比普通的抗折混凝土薄，比钢纤维混凝土的施工质量更有保障，同时能起到抗冲击、抗疲劳、抗震及裂后延性的作用，延长路面使用寿命；在玄武岩纤维混凝土基层上面设置玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层，增强了路面耐久性、降低了维护费用；以及在该结构的最上面设置玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层，能防止路面老化，可承载重复碾压，延长路面使用寿命；对玄武岩纤维混凝土基层采用工厂预制方式，在后期养护维修中更为便捷。

附图说明

图1为本发明一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构示意图。

图中：(1)玄武岩纤维混凝土基层、(2)玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层、(3)玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层。

具体实施方式

下面将根据附图所示结合实施例详细地描述：

图1为本发明一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构示意图。由图可知：

一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，自下而上依次设置有玄武岩纤维混凝土基层(1)、玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层(2)、玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层(3)；所述玄武岩纤维混凝土基层(1)是在混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层(2)是在中粒式沥青混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层(3)是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成。

本发明一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构在具体应用时，通过设置玄武岩纤维混凝土基层，在混凝土中掺加短切玄武岩纤维，其作为主要承载结构，通过与掺加钢纤维的混凝土基层进行对比，其抗裂防渗性能效果相同，但避免了掺加钢纤维时拌和不均，沉底及锈蚀问题；最重要的是玄武岩纤维混凝土基层厚度比普通的抗折混凝土薄，比钢纤维混凝土的施工质量更有保障，根据不同的地基条件和设计要求，玄武岩纤维混凝土基层厚度可选择为20cm～30cm，在本实施例中玄武岩纤维混凝土基层的厚度为22cm，宽度为250cm；此外玄武岩纤维混凝土基层能起到抗冲击、抗疲劳、抗震及裂后延性的作用，延长路面使用寿命；

在玄武岩纤维混凝土基层上面设置玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层，增强了路面耐久性、降低了维护费用；以及在该结构的最上面设置玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层，能防止路面老化，可承载重复碾压，延长路面使用寿命；对玄武岩纤维混凝土基层采用工厂预制方式，实现模块化生产，在后期养护维修中更为便捷。

为了进一步路基结构的抗裂、耐久性和抗疲劳能力，以及延长路面的使用寿命，在本实施例中所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了0.1％～0.35％短切玄武岩纤维拌合而成，所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.15％～0.4％短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.25％～0.35％短切玄武岩纤维拌合而成；此外，所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层厚度为6cm～10cm，所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层厚度为3.5cm～6cm。

在本实施例中，在玄武岩纤维混凝土基层中掺加了0.2％短切玄武岩纤维，混凝土的质量配比为水：水泥：砂：石子＝0.49:1:1.82:3.57；玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.25％短切玄武岩纤维，厚度为8cm，中粒式沥青混凝土选择了采用AC-20型，混合料质量配比为：(20mm-25mm集料)：(5mm-10mm集料)：屑：砂：矿粉＝39：17：23：14：7；玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.30％短切玄武岩纤维，厚度为4cm，阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料采用SMA-13型，其生产配和比为：11.2mm～22mm碎石：4.5mm～11.2mm碎石：0～4.5mm碎石：矿粉＝34：46：6：14。通过对未掺加短切玄武岩纤维和掺加短切玄武岩纤维的有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构进行了抗压强度和抗折强度的对比，结果如下：

表1未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表2掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表3未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

表4掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

进一步的，为了增加有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构的阻燃性，所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层还添加了阻燃剂。

在另一实施例中，在玄武岩纤维混凝土基层中掺加了0.1％短切玄武岩纤维，厚度为20cm；混凝土的质量配比为水：水泥：砂：石子＝0.49:1:1.82:3.57；玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.15％短切玄武岩纤维，厚度为6cm，中粒式沥青混凝土选择了采用AC-20型，混合料质量配比为：(20mm-25mm集料)：(5mm-10mm集料)：屑：砂：矿粉＝39：17：23：14：7；玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.25％短切玄武岩纤维，厚度为3.5cm，阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料采用SMA-13型，其生产配和比为：11.2mm～22mm碎石：4.5mm～11.2mm碎石：0～4.5mm碎石：矿粉＝34：46：6：14。通过对未掺加短切玄武岩纤维和掺加短切玄武岩纤维的有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构进行了抗压强度和抗折强度的对比，结果如下：

表5未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表6掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表7未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

表8掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

在本实施例中，该路面结构具有较好的抗折强度、抗压强度和抗疲劳能力。

在另一实施例中，在玄武岩纤维混凝土基层中掺加了0.35％短切玄武岩纤维，厚度为30cm；混凝土的质量配比为水：水泥：砂：石子＝0.52:1:1.85:3.52；玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.4％短切玄武岩纤维，厚度为10cm，中粒式沥青混凝土选择了采用AC-20型，混合料质量配比为：(20mm-25mm集料)：(5mm-10mm集料)：屑：砂：矿粉＝37：18：23：13：9；玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.35％短切玄武岩纤维，厚度为6cm，阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料采用SMA-13型，其生产配和比为：11.2mm～22mm碎石：4.5mm～11.2mm碎石：0～4.5mm碎石：矿粉＝37：42：7：14。通过对未掺加短切玄武岩纤维和掺加短切玄武岩纤维的有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构进行了抗压强度和抗折强度的对比，结果如下：

表9未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表10掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗压强度表

表11未掺短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

表12掺入短切玄武岩纤维有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构抗折强度表

在上述实施例中，玄武岩纤维混凝土基层、玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层以及玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层，掺入短切玄武岩纤维后，对有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构的抗压强度和抗折强度明显提高，延长路面使用寿命、防止路面老化，可承载重复碾压；对玄武岩纤维混凝土基层采用工厂预制方式，实现模块化生产，在后期养护维修中更为便捷。

在另一实施例中，所述一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构仅包括玄武岩纤维混凝土基层，在混凝土层中掺加了0.2％短切玄武岩纤维，混凝土的质量配比为水：水泥：砂：石子＝0.42:1:1.45:3.11；玄武岩纤维混凝土基层的厚度为30cm。

应理解上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。

Claims (10)

1.一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：自下而上依次设置有玄武岩纤维混凝土基层、玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层、玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层；所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在阻燃沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了短切玄武岩纤维拌合而成。

2.根据权利要求1所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了0.1%～0.35%短切玄武岩纤维拌合而成；所述混凝土为水泥、砂、石子和水按照比例调配而成的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层是在中粒式沥青混凝土中掺加了0.15%～0.4%短切玄武岩纤维拌合而成；所述中粒式沥青混凝土为集料颗粒尺寸最大为20mm～25mm的沥青混凝土。

4.根据权利要求1所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层是在沥青玛蹄脂碎石混合料中掺加了0.25%～0.35%短切玄武岩纤维拌合而成。

5.根据权利要求1所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维混凝土基层厚度为20cm～30cm；所述玄武岩纤维中粒式沥青混凝土层厚度为6cm～10cm；所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层厚度为3.5cm～6cm。

6.根据权利要求1或4或5所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石混合料层还添加了阻燃剂。

7.一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：仅包括玄武岩纤维混凝土基层。

8.根据权利要求8所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维混凝土基层是在混凝土中掺加了0.1%～0.35%短切玄武岩纤维拌合而成；所述混凝土为水泥、砂、石子和水按照比例调配而成的混合物。

9.根据权利要求7或8所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维混凝土基层厚度为20-30cm。

10.根据权利要求1或2或7或8所述的一种有轨电车玄武岩纤维复合式路面结构，其特征在于：所述玄武岩纤维混凝土基层采用工厂预制。