CN109972474A - 利用废旧塑料制作分层透水混凝土路面 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层、碎石层、废旧塑料板层，所述透水混凝土基层和碎石层中均设置有多个预埋件，所述预埋件的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。该路面系统为分层结构既保证了混凝土路面的透水性，强度以及稳定性等各方面的性能，又充分运用了废旧塑料，缓解城市废旧塑料难以处理所带来的环境污染等问题。

Description

利用废旧塑料制作分层透水混凝土路面

技术领域

本发明属于透水混凝土路面领域，具体涉及一种利用废弃塑料制作的分层式透水路面。

背景技术

随着经济的迅速发展，塑料的使用量大幅增加，由于废旧塑料回收处理不当，所造成的环境污染日趋严重。因此合理回收运用废旧塑料并加工成分层式透水路面，不仅节约资源、保护环境，还可以降低混凝土路面的铺设成本。

目前城市道路多采用不透水混凝土材料铺设，其施工周期长，易损坏且不易修复。而透水混凝土路面因其初始成本较高，所以使用并不是很广泛，仅在少数的人行道或公园有小范围的铺设。城市被大量的不透水混凝土路面所覆盖，与自然土壤路面相比，混凝土路面缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力，随之就会产生一系列环境问题，如城市地下水位下降、热岛效应、城市洪涝等，从而给城市的生态环境造成严重的负面影响。

利用废旧塑料制作分层式透水混凝土路面，使用该材料铺设透水路面，可以降低透水路面的铺设成本，推广透水路面的大范围使用，从而可以有效的缓解城市热岛效应等环境问题；同时，回收再利用废旧塑料来充当路面材料，有利于保护环境，提高居民生活环境的舒适度，实现城市可持续发展；另外，在大幅降低路面铺设成本的同时，还可以缩短施工周期，且易于维护。

例如：专利CN201711106871.1公开了一种利用废弃塑料制作的板块拼装式透水路面，这种透水路面板块左右两侧设有多种形状的凸起和凹槽，可以使两块相邻的路面面板承插在一起，上下两侧设有供钢绞线穿过的钻孔，连接在一起时可以保证路面的紧密和稳定。路面面板靠近路基一侧设有若干个凹槽，可与板块拼装式透水路基配合使用，将路基块上的凸起插入路面面板上的凹槽起到更加稳固的作用，也可配合碎石层使用，使透水效果更为明显。

专利CN201820340327.7公开了一种透水景观步道，其方便施工，提高使用可靠性；并且防止垃圾排水沟中并腐烂发臭的情况，保护景区环境；同时防止积水滞留在混凝土层顶端，提高步道地基的稳固性，使步道顶面保持平整；包括步道，步道采用分层结构，从下到上依次铺设混凝土层、透水混凝土碎石层和透水沥青面层，还包括左塑料盲沟和右塑料盲沟，混凝土碎石层的左侧和右侧分别设置有左排水沟和右排水沟，左塑料盲沟和右塑料盲沟均为可接驳盲沟组成，可接驳盲沟包括塑料滤芯和带膜土工布，并在塑料滤芯的内部设置有输水通道，混凝土层包括混凝土左部分和混凝土右部分，并在透水混凝土碎石层和混凝土层之间设置有防水沥青层。

除此之外，混凝土路面在使用过程中，还存在孔隙被阻塞，透水性大大降低，使用寿命大大缩短等问题，本发明采用分层铺设路面，可以有效的缓解孔隙堵塞问题，延长透水混凝土使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用废旧塑料制作分层透水混凝土路面，该路面系统为分层结构既保证了混凝土路面的透水性，强度以及稳定性等各方面的性能，又充分运用了废旧塑料，缓解城市废旧塑料难以处理所带来的环境污染等问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层、碎石层、废旧塑料板层，所述透水混凝土基层和碎石层中均设置有多个预埋件，所述预埋件的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

现有的拼装式路面，一般通过将路基上凸起的混凝土桩插入到拼装式板块的凹槽中，实现两层路面的安装。但现有的混凝土桩一般为圆柱形和正方形，装配后的牢固性差，后期使用过程中，易因为路面的震动，导致拼装式板块晃动或偏移。为此，本申请设计了一种新型的预埋件，利用其特殊的双梯形结构实现废旧塑料板层与碎石层的有效连接和固定。

本申请的预埋件的材质为钢结构，是一个块状的梯形结构；其连接方式为：在铺设时预埋件先安装在碎石层，塑料板块在制作时周围留有卡槽，多块板块在拼装时，利用预先留有的卡槽将预埋件安装在塑料板层，实现碎石层与塑料板层间的固定连接。

在一些实施例中，本申请层与层间的梯形预埋件的尺寸为：上下梯形块的高度均与塑料板块的厚度相同，梯形块的顶(底)面为4*4cm的正方形平面。基层与碎石层间预埋件的铺设密度为：路面宽度方向的铺设间隔为1m或2m，长度方向间隔为1m；碎石层与塑料板层间预埋件的铺设密度为：路面宽度方向的铺设间隔为1m或2m(与塑料板块的宽度一致)，长度方向间隔为1m。最上层塑料板块的尺寸为：厚度3-6cm，宽度为1m或2m，长度根据路面的实际情况进行切割。上述设计有效保证了塑料半层与碎石层的结合强度，同时，预埋件的用量最少，节约了制造成本。

在一些实施例中，所述废旧塑料板层由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

在一些实施例中，所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

本申请中碎石层是指：透水混凝土碎石层。

本申请中废旧塑料板层既可以采用专利CN107620242A利用废弃塑料制作的板块拼装式透水路面，也可以采用聚乙烯类废旧塑料作为主要材料，在重塑加工时加入废旧玻璃纤维等材料，提高塑料板块的强度。

需要特别说明的是：本申请的废旧塑料板层制作过程中，其面板的周围应设置插槽，以便于将各个板块拼装起来，同时，其底面间隔设置有与预埋件相连插槽，以保证后续通过预埋件与碎石层进行连接。这样既保证了路面的紧密与稳定，同时各板块间的孔隙又可以保证路面的透水性。

本申请采用预置件后，碎石层和废旧塑料板层的结合强度显著增强，但由于预制件的阻碍作用，使路面的透水性也受到了一定的影响。为此，本申请尝试设计了多种不规则结构的预制件，发现：采用双梯形预制件结构的结合力和透水性最好，并对预制件的梯形坡角进行优选，以兼顾透水性和各层之间的结合力。研究结果表明：若梯形坡角小于37.1°，会导致透水性大幅下降，且不利于在碎石层中的安装；若梯形坡角大于68°，则会使碎石层和废旧塑料板层的结合不够牢固，易因震动等发生滑脱。因此，在一些实施例中，本申请优选的梯形的坡角为37.1°～68°，以使碎石层和废旧塑料板层结合紧密、透水性良好。

在一些实施例中，所述废旧塑料板层的厚度为15-20mm、孔隙为2-4mm。

混凝土基层采用骨料粒径较大的颗粒，碎石层采用骨料粒径相对混凝土基层较小的颗粒，塑料板块的孔隙比前两者小，通过一层层的过渡作用，在保证路面的透水性的同时还兼顾了过滤性，将大颗粒留在表层，无法进入碎石层和混凝土基层的内部，避免堵塞结构的孔隙，造成路面透水性能降低；同时表层采用塑料板块，可以大幅降低路面的施工成本，且若发生表层堵塞较严重的情况，严重影响路面透水功能后，便于修复和维护，且施工周期短。因此，在一些实施例中，所述碎石层厚度设置在30-40mm，选取的骨料为6mm或8mm的单粒径颗粒。所述透水混凝土基层的厚度设置在100-120mmm，选取的骨料为10mm或12mm的单粒径颗粒，有效地提高了路面透水性的同时还增强了过滤性和整体强度。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明回收再利用废旧塑料，可以有效的缓解城市热岛效应等问题，保护环境，实现城市可持续发展；同时还可以降低透水混凝土路面的铺设成本，推广混凝土路面的大面积使用。

(2)在重塑制作过程中，废旧塑料加入废旧玻璃纤维重塑成塑料路面板块，作为路面表层结构，有较好的强度、稳定性和抗车辙能力。

(3)本发明包括混凝土基层、碎石层和塑料板块三层结构，其中混凝土基层和碎石层均采用单一粒径的颗粒作为骨料，可以有效加强混凝土的透水性能，降低孔隙堵塞。此外，混凝土基层采用骨料粒径较大的颗粒，碎石层采用骨料粒径相对混凝土基层较小的颗粒，塑料板块的孔隙比前两者小，通过一层层的过渡作用，在保证路面的透水性的同时还兼顾了过滤性，将大颗粒留在表层，无法进入碎石层和混凝土基层的内部，避免堵塞结构的孔隙，造成路面透水性能降低；同时表层采用塑料板块，可以大幅降低路面的施工成本，且若发生表层堵塞较严重的情况，严重影响路面透水功能后，便于修复和维护，且施工周期短。

本发明是一种全新的透水混凝土结构，具有较好的防堵塞能力，透水性能好，同时还可以有效改善城市生态环境，可广泛推广应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的结构示意图；

图2为层与层之间的预埋件放大图，用于连接上下两层结构，避免出现滑层和剥离现象，

其中，1.塑料板块、2.碎石层、3预埋件、4混凝土基层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对目前混凝土路面在使用过程中，还存在孔隙被阻塞，透水性大大降低，使用寿命大大缩短等问题。因此，本发明提出一种利用废旧塑料制作分层透水混凝土路面。

本发明采用聚乙烯类废旧塑料作为主要材料，在重塑加工时加入废旧玻璃纤维等材料，提高塑料板块的强度。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：路面结构从下至上依次为透水混凝土基层，基层顶层上铺设碎石层，碎石层顶层上铺设废旧塑料制作的板块，且透水混凝土基层、碎石层均采用单粒径骨料制作，单粒径的骨料可在一定程度上加强混凝土结构的透水性能，降低孔隙堵塞。

由太沙基的管涌理论知，D₁₅/d₈₅≤4时，可大幅降低管涌发生的可能性，则在运用到透水混凝土中时，该取值应为D₁₅/d₈₅＞4，这样可以大大提高混凝土的透水性，降低孔隙堵塞的发生。在路面堵塞过程中，常见的堵塞颗粒粒径分布为：2.36-4.75毫米；1.18-2.36毫米；0.3-1.18毫米；0.15-0.3毫米。路面堵塞主要发生于表面30毫米以内；而其中的粗颗粒主要集中在表面20毫米以内；细颗粒可以穿行至60-100毫米左右。因此，在设计时，顶层的塑料板重塑加工的板块的厚度为15-20mm、孔隙为2-4mm的板块，这样起到一个过滤作用，阻止粗颗粒渗透到透水混凝土内部，影响混凝土的透水性，且塑料板块堵塞情况较严重后，方便更换，降低透水路面的后期维护成本；碎石层厚度设置在30-40mm，选取的骨料为6mm或8mm的单粒径颗粒；透水混凝土基层的厚度设置在100-120mmm,选取的骨料为10mm或12mm的单粒径颗粒。

所述的塑料板在重塑制作过程中，加入废旧玻璃纤维，提高板块的强度，可制作成较小的板块，使用时进行拼装。在板块制作过程中，其面板的周围应设置插槽，以便于将各个板块拼装起来，既保证了路面的紧密与稳定，同时各板块间的孔隙又可以保证路面的透水性。

混凝土基层和碎石层均可采用硅酸盐水泥作为胶凝材料，来保证结构的强度和稳定性；同时在基层和碎石层中均设置有多个预埋件，用来连接上下层结构，使混凝土基层、碎石层、塑料板三者之间形成紧密连接，避免出现滑层和剥离的现象，使其具有良好的接触效果和稳定的支撑效果，保证整个结构的强度和使用寿命。

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。

1.塑料板块、2.碎石层、3预埋件、4混凝土基层

实施例1

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

实施例2

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块侧面四周设置有插槽的面板拼接而成。

实施例3

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

实施例4

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

所述梯形的坡角为37.1°。

实施例5

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

所述梯形的坡角为56°。

所述废旧塑料板层1的厚度为15-20mm、孔隙为2-4mm。

实施例6

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

所述梯形的坡角为68°。

所述废旧塑料板层1的厚度为15-20mm、孔隙为2-4mm。

所述碎石层2厚度设置在30-40mm，选取的骨料为6mm或8mm的单粒径颗粒。

实施例7

一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层4、碎石层2、废旧塑料板层1，所述透水混凝土基层4和碎石层2中均设置有多个预埋件3，所述预埋件3的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

所述废旧塑料板层1由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

所述梯形的坡度为45°。

所述废旧塑料板层1的厚度为15-20mm、孔隙为2-4mm。

所述碎石层2厚度设置在30-40mm，选取的骨料为6mm或8mm的单粒径颗粒。

所述透水混凝土基层4的厚度设置在100-120mmm，选取的骨料为10mm或12mm的单粒径颗粒。

本申请层与层间的梯形预埋件3的尺寸为：上下梯形块的高度均与塑料板块的厚度相同，梯形块的顶(底)面为4*4cm的正方形平面。基层4与碎石层间2预埋件的铺设密度为：路面宽度方向的铺设间隔为1m或2m，长度方向间隔为1m；碎石层2与塑料板层1间预埋件3的铺设密度为：路面宽度方向的铺设间隔为1m或2m(与塑料板块的宽度一致)，长度方向间隔为1m。最上层塑料板块的尺寸为：厚度3-6cm，宽度为1m或2m，长度根据路面的实际情况进行切割。上述设计有效保证了塑料板层1与碎石层2的结合强度，同时，预埋件3的用量最少，节约了制造成本。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种利用废旧塑料制作的分层透水混凝土路面，其特征在于，为分层结构，由下到上依次为透水混凝土基层、碎石层、废旧塑料板层，所述透水混凝土基层和碎石层中均设置有多个预埋件，所述预埋件的横截面为将两个梯形沿上底边相对贴合而成的图形，所述两个梯形的上底边相等。

2.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述废旧塑料板层由多块周围设置有插槽的面板拼接而成。

3.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述的两个梯形为完全相同的两个等腰梯形。

4.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述梯形的坡度为1:3.5～5。

5.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述废旧塑料板层的厚度为15-20mm或30-60mm、孔隙为2-4mm。

6.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述碎石层厚度设置在30-40mm，选取的骨料为6mm或8mm的单粒径颗粒。

7.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述透水混凝土基层的厚度设置在100-120mmm，选取的骨料为10mm或12mm的单粒径颗粒。

8.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述废旧塑料板层由废旧塑料和废旧玻璃纤维为原料制成。

9.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述废旧塑料为聚乙烯类废旧塑料。

10.如权利要求1所述的分层透水混凝土路面，其特征在于，所述混凝土基层和碎石层均采用硅酸盐水泥作为胶凝材料。