CN106400641B - 一种铺装材料及其制备的环保易排水型透水路面结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铺装材料及其制备的环保易排水型透水路面结构。所述铺装材料由A、B、C三组分组成，配方为：A组分1300～1500kg，B组分300～450kg，C组分:B组分＝0.28～0.32；A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；B组分按质量份计，包括水泥8.5份、玄武岩纤维0.5份、粉煤灰1份；C组分按质量份计，包括水2.92～2.96份、减水剂0.04～0.08份。与现有技术相比，本发明所述铺装材料制得的路面结构具有排水性好、耐冻融、耐久性好的特点；防水层的存在，可以防止混凝土层和水泥稳定碎石层受到自然环境和化学物品的侵害，提高路面耐久性。

Description

一种铺装材料及其制备的环保易排水型透水路面结构
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体来说，涉及到一种铺装材料及其制备的环保易排水型透水路面结构。
背景技术
随着我国经济的快速发展，环境问题日益严峻，各种废弃物产量急剧增加，将废弃物回收利用，是保护自然资源，推进可持续发展的重要途径。我国城市建设的加速，使废旧混凝土的产量快速增长，目前我国每年产生的废旧混凝土达到1亿吨左右，而长期积累的废旧混凝土将高达数十亿吨。2015年，我国废旧轮胎产生量达到3.3亿条，回收利用率不到50％。废旧混凝土和废旧轮胎都可以回收作为路面铺筑材料，回收利用量大，并且可以改善路面性能。
透水路面可以防止路面积水、提高路面安全性、涵养地下水源、补给绿化用水。目前透水路面有基层全透水、基层半透水、基层不透水三种形式，基层全透水和基层半透水两种形式的透水路面，在应用中最大的问题是路基极易发生冻融破坏；基层不透水路面则受冻融影响较小，还可以采用适当的排水系统将透水层收集的雨水加以回收利用。对于基层不透水路面，排水系统的设计至关重要，目前透水路面多采用排水管配合窨井的排水系统，排水管排水面积小，排水不及时，易出现积水，不能充分发挥排水路面的优越性能。
因此，开发一种具有优良的排水系统并且能够有效利用废旧材料的透水路面结构及其铺装材料，对于促进我国环境保护、实现可持续发展，推动公共交通事业的发展都具有重要的现实意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐久性好的铺装材料及其制备的环保易排水型透水路面结构。
本发明所述的一种铺装材料，所述铺装材料，由A、B、C三组分组成，用于制备透水层，每立方米材料配方为：A组分1300～1500kg，B组分300～450kg，C组分:B组分＝0.28～0.32；所述A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；所述B组分按质量份计，包括水泥8.5份、玄武岩纤维0.5份、粉煤灰1份；所述C组分按质量份计，包括水2.92～2.96份、减水剂0.04～0.08份。
本发明所述的一种铺装材料，A组分中，所述减水剂优选萘系减水剂或柳叶绣线菊新木脂醇；所述石料粒径9.5～13.2mm，压碎值小于15.0％，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于1.0％；所述废旧混凝土颗粒粒径9.5～13.2mm，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于2.0％；所述橡胶颗粒粒径9.5～13.2mm；所述水泥强度等级大于等于42.5，为硅酸盐水泥；所述玄武岩纤维长度5～8mm，平均直径8～12μm。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述路面结构包括透水层1、防水层2、水泥混凝土层3、水泥稳定碎石层4、排水暗渠5、钢筋网6和路沿7；水泥稳定碎石层4在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层3，还在两侧设有上口带钢筋网6的排水暗渠5；水泥混凝土层3呈凸拱形，其两端与钢筋网6齐平；透水层1铺设在水泥混凝土层3和排水暗渠5上方；防水层2沿水泥混凝土层3的上表面和排水暗渠5的底面及侧壁均涂覆；透水层1的两侧为路沿7；透水层1由铺装材料制成。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述防水层2材料为单组分聚氨酯防水涂料；所述混凝土层3抗压强度大于等于30MPa，材料中水泥为硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量40～60％；所述水泥稳定碎石层4抗压强度大于等于30MPa，材料中水泥为硅酸盐水泥，材料中碎石应由岩石或砾石轧制而成。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述透水层1和混凝土层3中废旧混凝土颗粒经过如下预处理：废旧混凝土粉碎后先进行筛分，再使用高压空气吹扫除去表面灰尘，然后在表面喷涂混凝土固化剂，最后进行干燥。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述透水层1中废旧橡胶颗粒经过预处理；所述预处理方法如下：橡胶颗粒经过清水冲洗后自然晾干，然后在橡胶颗粒表面涂覆水性环氧乳液，再40～60℃烘干。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述透水层1的孔隙率为11～17％，厚度150～200mm。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述防水层2的厚度为3～5mm，呈膜状，不透水。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述水泥混凝土层3的厚度为100～200mm。
本发明所述的一种易排水型透水路面结构，所述水泥稳定碎石层4厚度150～200mm。
与现有技术相比，本发明所述铺装材料制备得到的易排水型透水路面结构具有以下特点：
1)排水性好。新型透水路面结构中的透水层能够及时将路面水分下渗，防水层和混凝土层表面呈微凸拱形，可及时排出透水层渗流的水分，并且设置了排水暗渠，整个渗水排水系统可保证路面水分及时渗流排出，使路面免于积水。
2)环保。新型透水路面材料添加了废旧混凝土和废旧橡胶颗粒，两者合计掺量可以达到集料总量的70％；混凝土层中也添加了废旧混凝土，占混凝土层集料总量的40～60％，可以有效缓解目前废旧混凝土和废旧橡胶颗粒对环境污染的问题。
3)强度高。对废旧混凝土颗粒进行了预处理，喷涂了混凝土固化剂，可提高废旧混凝土的抗压强度；对橡胶颗粒表面进行了预处理，涂覆了水性环氧，可以增强水泥石与橡胶颗粒的界面结合力，提高透水混凝土强度；在透水层的硅酸盐水泥中添加了玄武岩纤维和粉煤灰，可以提高透水层的整体强度。
4)耐冻融。新型透水路面结构中的防水层和混凝土层表面呈微凸拱形，可及时排出透水层渗流的水分，降低冻融循环对透水层的影响；防水层可以避免路基受冻融作用的影响发生破坏和变形等；透水层的集料中添加了橡胶颗粒，橡胶颗粒模量低、变形性好，能够在混凝土受到冻融作用时吸收部分内部应力，减轻冻融破坏；废旧混凝土颗粒表面喷涂了固化剂，可阻挡水分等进入废旧混凝土颗粒，有效减轻冻融循环对废旧混凝土颗粒的破坏。
5)耐久性好。路面结构中防水层的存在，可以防止混凝土层和水泥稳定碎石层受到自然环境和化学物品的侵害，提高路面耐久性；在透水层的硅酸盐水泥中添加了玄武岩纤维和粉煤灰，可以提高透水层的耐磨、耐弯拉等性能；对废旧混凝土颗粒进行了预处理，喷涂了混凝土固化剂，增强了混凝土颗粒耐酸、碱、盐、CO2、SO3等物质的性能；橡胶颗粒具有较好的抗裂性能，能够有效阻止裂缝病害的产生，提高路面整体的耐久性。
6)防滑、降噪、减震。新型透水路面材料集料颗粒粒径较大，并且添加了橡胶颗粒，使透水路面具有较大的构造深度和摩擦系数，因此具有良好的防滑性能，并且具有降低噪音和减震的作用。
附图说明
图1是易排水型透水路面结构示意图；透水层-1、防水层-2、水泥混凝土层-3、水泥稳定碎石层-4、排水暗渠-5、钢筋网-6、路沿-7。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述的易排水型透水路面结构做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
所述路面结构包括透水层1、防水层2、水泥混凝土层3、水泥稳定碎石层4、排水暗渠5、钢筋网6和路沿7；水泥稳定碎石层4在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层3，还在两侧设有上口带钢筋网6的排水暗渠5；水泥混凝土层3呈凸拱形，其两端与钢筋网6齐平；透水层1铺设在水泥混凝土层3和排水暗渠5上方；防水层2沿水泥混凝土层3的上表面和排水暗渠5的底面及侧壁均涂覆；透水层1的两侧为路沿7。透水层1孔隙率14.21％，厚度150mm；防水层2厚度3mm，呈膜状，不透水；水泥混凝土层3厚度200mm；水泥稳定碎石层4厚度150mm。
透水层1由A、B、C三组分组成，每立方米材料配方为：A组分1400kg，B组分300kg，C组分：B组分＝0.30；A组分按质量份计的配方为：石料4份，废旧混凝土颗粒5份，橡胶颗粒1份；B组分按质量份计的配方是：强度等级42.5的硅酸盐水泥8.5份，玄武岩纤维0.5份，粉煤灰1份；C组分按质量份计的配方是：水2.98份，萘系减水剂0.02份；防水层2材料选取单组分聚氨酯防水涂料；混凝土层3抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量40％。水泥稳定碎石层4抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，碎石由岩石轧制而成。
实施例2
所述路面结构包括透水层1、防水层2、水泥混凝土层3、水泥稳定碎石层4、排水暗渠5、钢筋网6和路沿7；水泥稳定碎石层4在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层3，还在两侧设有上口带钢筋网6的排水暗渠5；水泥混凝土层3呈凸拱形，其两端与钢筋网6齐平；透水层1铺设在水泥混凝土层3和排水暗渠5上方；防水层2沿水泥混凝土层3的上表面和排水暗渠5的底面及侧壁均涂覆；透水层1的两侧为路沿7。透水层1孔隙率11.07％，厚度180mm；防水层2厚度4mm，呈膜状，不透水；水泥混凝土层3厚度120mm；水泥稳定碎石层4厚度200mm。
透水层1由A、B、C三组分组成，每立方米材料配方为：A组分1300kg，B组分450kg，C组分：B组分＝0.32；A组分按质量份计的配方为：石料5份，废旧混凝土颗粒4份，橡胶颗粒1份；B组分按质量份计的配方是：强度等级42.5的硅酸盐水泥8.5份，玄武岩纤维0.5份，粉煤灰1份；C组分按质量份计的配方是：水2.96份，萘系减水剂0.04份；防水层2材料选取单组分聚氨酯防水涂料；混凝土层3抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量50％。水泥稳定碎石层4抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，碎石由砾石轧制而成。
实施例3
所述路面结构包括透水层1、防水层2、水泥混凝土层3、水泥稳定碎石层4、排水暗渠5、钢筋网6和路沿7；水泥稳定碎石层4在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层3，还在两侧设有上口带钢筋网6的排水暗渠5；水泥混凝土层3呈凸拱形，其两端与钢筋网6齐平；透水层1铺设在水泥混凝土层3和排水暗渠5上方；防水层2沿水泥混凝土层3的上表面和排水暗渠5的底面及侧壁均涂覆；透水层1的两侧为路沿7。透水层1孔隙率15.89％，厚度150mm；防水层2厚度5mm，呈膜状，不透水；水泥混凝土层3厚度150mm；水泥稳定碎石层4厚度180mm。
透水层1由A、B、C三组分组成，每立方米材料配方为：A组分1500kg，B组分450kg，C组分：B组分＝0.30；A组分按质量份计的配方为：石料4份，废旧混凝土颗粒5份，橡胶颗粒1份；B组分按质量份计的配方是：强度等级42.5的硅酸盐水泥8.5份，玄武岩纤维0.5份，粉煤灰1份；C组分按质量份计的配方是：水2.98份，萘系减水剂0.02份；防水层2材料选取单组分聚氨酯防水涂料；混凝土层3抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量60％。水泥稳定碎石层4抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，碎石由岩石轧制而成。
实施例4
所述路面结构包括透水层1、防水层2、水泥混凝土层3、水泥稳定碎石层4、排水暗渠5、钢筋网6和路沿7；水泥稳定碎石层4在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层3，还在两侧设有上口带钢筋网6的排水暗渠5；水泥混凝土层3呈凸拱形，其两端与钢筋网6齐平；透水层1铺设在水泥混凝土层3和排水暗渠5上方；防水层2沿水泥混凝土层3的上表面和排水暗渠5的底面及侧壁均涂覆；透水层1的两侧为路沿7。透水层1孔隙率15.89％，厚度150mm；防水层2厚度5mm，呈膜状，不透水；水泥混凝土层3厚度150mm；水泥稳定碎石层4厚度180mm。
透水层1由A、B、C三组分组成，每立方米材料配方为：A组分1500kg，B组分450kg，C组分：B组分＝0.30；A组分按质量份计的配方为：石料4份，废旧混凝土颗粒5份，橡胶颗粒1份；B组分按质量份计的配方是：强度等级42.5的硅酸盐水泥8.5份，玄武岩纤维0.5份，粉煤灰1份；C组分按质量份计的配方是：水2.98份，柳叶绣线菊新木脂醇(即7S,8R-3,5-双甲氧基-4′,7-环氧-8,5′-新木脂烷-3′,4,9,9′-四醇)0.02份；防水层2材料选取单组分聚氨酯防水涂料；混凝土层3抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量60％。水泥稳定碎石层4抗压强度不小于30MPa，材料中水泥选取硅酸盐水泥，碎石由岩石轧制而成。
实施例1-4制得的新型混凝土路面材料性能测试结构如下：

Claims (8)

1.一种易排水型透水路面结构，其特征在于，所述路面结构包括透水层(1)、防水层(2)、水泥混凝土层(3)、水泥稳定碎石层(4)、排水暗渠(5)、钢筋网(6)和路沿(7)；水泥稳定碎石层(4)在上表面铺有同宽度的水泥混凝土层(3)，还在两侧设有上口带钢筋网(6)的排水暗渠(5)；水泥混凝土层(3)呈凸拱形，其两端与钢筋网(6)齐平；透水层(1)铺设在水泥混凝土层(3)和排水暗渠(5)上方；防水层(2)沿水泥混凝土层(3)的上表面和排水暗渠(5)的底面及侧壁均涂覆；透水层(1)的两侧为路沿(7)；所述透水层(1)由铺装材料制成；
所述铺装材料由A、B、C三组分组成，用于制备透水层，每立方米材料配方为：A组分1300～1500kg，B组分300～450kg，C组分:B组分＝0.28～0.32；所述A组分按质量份计，包括石料4～6份、废旧混凝土颗粒3～5份、橡胶颗粒1～2份；所述B组分按质量份计，包括水泥8.5份、玄武岩纤维0.5份、粉煤灰1份；所述C组分按质量份计，包括水2.92～2.96份、减水剂0.04～0.08份；
A组分中，所述减水剂为萘系减水剂或柳叶绣线菊新木脂醇；所述石料粒径9.5～13.2mm，压碎值小于15.0％，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于1.0％；所述废旧混凝土颗粒粒径9.5～13.2mm，针片状颗粒含量小于15.0％，含泥量小于2.0％；所述橡胶颗粒粒径9.5～13.2mm；所述水泥强度等级大于等于42.5，为硅酸盐水泥；所述玄武岩纤维长度5～8mm，平均直径8～12μm。
2.根据权利要求1所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述防水层(2)材料为单组分聚氨酯防水涂料；所述混凝土层(3)抗压强度大于等于30MPa，材料中水泥为硅酸盐水泥，集料中废旧混凝土含量40～60％；所述水泥稳定碎石层(4)抗压强度大于等于30MPa，材料中水泥为硅酸盐水泥，材料中碎石应由岩石或砾石轧制而成。
3.根据权利要求2所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述透水层(1)和混凝土层(3)中废旧混凝土颗粒经过预处理；所述预处理方法如下：废旧混凝土粉碎后先进行筛分，再使用高压空气吹扫除去表面灰尘，然后在表面喷涂混凝土固化剂，最后进行干燥。
4.根据权利要求2所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述透水层(1)中废旧橡胶颗粒经过预处理；所述预处理方法如下：橡胶颗粒经过清水冲洗后自然晾干，然后在橡胶颗粒表面涂覆水性环氧乳液，再40～60℃烘干。
5.根据权利要求1所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述透水层(1)的孔隙率为11～17％，厚度150～200mm。
6.根据权利要求1所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述防水层(2)的厚度为3～5mm，呈膜状，不透水。
7.根据权利要求1所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述水泥混凝土层(3)的厚度为100～200mm。
8.根据权利要求1所述的易排水型透水路面结构，其特征在于，所述水泥稳定碎石层(4)厚度150～200mm。
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